(57)【要約】【課題】操作部を備えた簡易な構成の調光装置を提供する。【解決手段】エレクトロクロミック素子１０を備えた調光装置において、エレクトロクロミック素子１０の構成部材である第１基板１１の、第２基板１５に対向するＤ面に検知電極１８を形成して、第１基板１１の外部からの接触を検知するタッチパネル１８を構成し、該タッチパネル１８の出力に応じて、制御回路１０４が第１電極１２と第２電極１４との間に印加する電圧を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し対向面に電極を備えた一対の基板と、前記一対の電極の間に配置されたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子、及び、前記一対の電極の間に印加する電圧を制御する制御回路を備えた調光装置であって、
前記エレクトロクロミック素子が、前記一対の基板の一方の他方に対向する面に形成された検知電極を有し前記一方の基板の外部からの接触を検知するタッチパネルを備え、
前記制御回路は前記タッチパネルの出力に応じて前記一対の電極の間に印加する電圧を制御することを特徴とする調光装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記一方の基板の外部からの接触位置に応じて、前記エレクトロクロミック素子の透過率を制御することを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
【請求項３】
前記一対の電極の少なくとも一方の電極が複数の分割電極からなり、
前記制御回路は、前記一方の基板の外部からの接触位置に応じて、前記分割電極に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記一方の基板の外部からの接触位置に応じて、前記エレクトロクロミック素子の透過率を制御する領域を選択することを特徴とする請求項３に記載の調光装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記一方の基板への外部からの接触位置に応じて、前記エレクトロクロミック素子の透過率を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の調光装置。
【請求項６】
前記複数の分割電極が複数列で複数行の二次元状に配置し、前記列及び行のそれぞれに対応する前記タッチパネルを備え、各タッチパネルから出力された前記一方の基板への外部からの接触位置に応じて、前記制御回路は、前記エレクトロクロミック素子の透過率を制御する領域を選択することを特徴とする請求項３に記載の調光装置。
【請求項７】
前記タッチパネルは、静電容量方式であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の透過率を制御するエレクトロクロミック素子を備えた調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミック（ＥＣ）現象とは、電圧を加えた時に生ずる可逆的な電気化学反応（酸化反応或いは還元反応）の誘起により、物質の光吸収域が変化し、物質が着色又は消色する現象をいう。かかるＥＣ現象を利用する電気化学的着色／消色素子をエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）と称し、光透過率を変化させる調光素子として、応用が期待されている。
特許文献１には、調光素子によって光透過率を制御したり鏡面としたりできる窓が開示されており、４つの分割領域に分割された電極膜に異なる電位を与えることで、領域ごとに調光状態を切り替える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５９３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された構成では、切り替えスイッチを操作することで各分割領域の電極膜に印加する電圧を変更し調光状態を切り替えている。しかしながら、切り替えスイッチは調光素子とは別の部材として構成されており、装置全体の構成が複雑となっていた。
本発明の課題は、操作部を備えた簡易な構成の調光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、互いに対向し対向面に電極を備えた一対の基板と、前記一対の電極の間に配置されたエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子、及び、前記一対の電極の間に印加する電圧を制御する制御回路を備えた調光装置であって、
前記エレクトロクロミック素子が、前記一対の基板の一方の他方に対向する面に形成された検知電極を有し前記一方の基板の外部からの接触を検知するタッチパネルを備え、
前記制御回路は前記タッチパネルの出力に応じて前記一対の電極の間に印加する電圧を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、ＥＣ素子の構成部材である基板に操作部としてタッチパネルを設けることによって、簡易な構成の調光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の調光装置の一実施形態の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
【図２】図１の調光装置のＥＣ素子の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ’断面図である。
【図３】図１の調光装置の調光制御動作の一例のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートによる調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。
【図５】本発明の調光装置の他の実施形態の構成を模式的に示す正面図である。
【図６】本発明の調光装置の他の実施形態の調光状態を示す正面図である。
【図７】本発明の調光装置の他の実施形態の調光状態を示す正面図である。
【図８】図１の調光装置の調光制御動作の他の例のフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートによる調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。各図面において、同一部材を示す箇所には、同一の符号を付与している。特に図示或いは記述をしない構成や工程には、当該技術分野の周知技術又は公知技術を適用することが可能である。
【０００９】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の調光装置の一実施形態の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
本実施形態の調光装置１００は、正面が長方形であり、以下の説明において、正面の長辺に沿った方向をＸ方向、短辺に沿った方向をＹ方向、調光装置１００の厚さ方向をＺ方向とする。
【００１０】
図１において、１０１は調光装置１００の構成部材を収納し、固定する枠材であり、透過率の低い遮光材料で形成されており、Ｚ方向に貫通する開口部１０１ａを有している。また、１０２は、後述するエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）１０を挟み込むように該枠体１０１に固定され、該枠体１０１と共に各部材を収納するカバー部材であり、透過率の低い遮光材料で形成されている。カバー部材１０２はＺ方向に貫通する開口部１０２ａ及び１０２ｂを有しており、開口部１０２ａと１０２ｂとは、Ｙ方向において長さと位置が一致するように形成されている。
また、枠体１０１の開口部１０１ａと、カバー部材１０２の開口部１０２ａは、Ｚ方向において開口形状が一致し、重複しており、開口部１０１ａ側から入射した光は、ＥＣ素子１０を通過して、開口部１０２ａから出射する（矢印Ｂ方向）。
【００１１】
本実施形態において、開口部１０２ａと開口部１０２ｂは、それぞれＹ方向に複数の領域に仮想的に分割されている。本実施形態では、開口部１０２ａは−Ｙ方向に順にＡ１乃至Ａ９の９つの領域に仮想的に分割され、開口部１０２ｂは−Ｙ方向に順にＢ１乃至Ｂ９の９つの領域に仮想的に分割されている。また、領域Ａ１乃至Ａ９と領域Ｂ１乃至Ｂ９は、Ｙ方向の位置がそれぞれ一致するように分割されている。
【００１２】
遮光部材１０３は、透過率の低い遮光材料で形成されており、後述するＥＣ素子１０の背面（カバー１０２とは反対側）に固定されている。また、遮光部材１０３は、Ｚ方向から見て開口部１０２ｂより大きく形成されており、−Ｚ方向に開口部１０２ａから入射した光が背面（カバー１０２とは反対側）に通過しないように遮光している。
制御回路１０４は、後述するＥＣ素子１０と電気的に接続されている。
【００１３】
次に、ＥＣ素子１０について説明する。本発明に係る調光装置１００はＥＣ素子１０を備える。ＥＣ素子１０としては、吸収波長を可視光域から近赤外域まで幅広く制御可能であり、また着色時の光量調節範囲も広い溶液型の有機ＥＣ素子を好適に用いることができる。本実施形態では、ＥＣ素子１０を有機ＥＣ素子として説明する。
【００１４】
図２は、図１の調光装置１００のＥＣ素子１０の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ’断面図である。尚、説明のため、制御回路１０４を模式的に図示する。
【００１５】
ＥＣ素子１０は、互いに対向する一対の基板１１，１５を有しており、該基板１１，１５はそれぞれ対向面に電極１２，１４を備えている。以下、便宜上、１１を第１基板、１５を第２基板と記し、第１基板１１に形成された電極１２を第１電極、第２基板１５に形成された電極１４を第２電極と記す。
【００１６】
第１電極１２，第２電極１４はそれぞれ透明電極であり、第１基板１１，第２基板１５は透明基板であり、第１基板１１と第２基板１５とは、電極面が対向するようにスペーサ１３を介して貼り合わされている。また、第１電極１２、第２電極１４、スペーサ１３で形成された空隙内には、電解質と有機ＥＣ材料を溶媒に溶解したエレクトロクロミック層（ＥＣ層）１６が配置されている。即ち、ＥＣ層１６は第１電極１２と第２電極１４の間に配置される。第１電極１２、第２電極１４は制御回路１０４に接続され、制御回路１０４によって第１電極１２と第２電極１４の間に電圧を印加することで、有機ＥＣ材料が電気化学的反応を起こす。
【００１７】
また、第１基板１１の第２基板１２に対向する面（図中Ｄで示す面）の一部には、検知電極１７が形成され、該検知電極１７と、第１基板１１のうち検知電極１７が形成されている部分とを合わせてタッチパネル１８が構成されている。係る構成で、第１基板１１の外側（Ｄ面とは反対側）の面に外部から指などが接触すると、検知電極１７の電気的な状態が変化し、外部からの接触を検知することができる。即ち、検知電極１７を有するタッチパネル１８は、外部からの接触を検知することが可能である。検知電極１７は制御回路１０４に接続され、制御回路１０４は、第１基板１１と検知電極１７からなるタッチパネル１８の出力に応じて、第１電極１２と第２電極１４の間に印加する電圧を制御する。
【００１８】
本発明で用いられるＥＣ素子１０は、電圧未印加の状態では有機ＥＣ材料の着色が無く、着色に伴う可視光域での吸収が生じないため、透過光に対して高い透過率を示す。また、消色状態から電圧を印加して有機ＥＣ材料を酸化又は還元することにより着色させると着色状態となり、可視光領域での吸収が生じるため、透過光に対する透過率が減少する。
【００１９】
ＥＣ素子１０を調光装置に用いる場合、階調を大きくするためには、消色状態で高い透過率を保つことが好ましい。そのため、透明基板である第１基板１１、第２基板１５や、透明電極である第１電極１２、第２電極１４には可視光を十分に透過させる材料を用いることがより好ましい。
【００２０】
第１基板１１、第２基板１５にはガラス材が用いられ、「Ｃｏｒｎｉｎｇ＃７０５９」や「ＢＫ−７」等の光学ガラス基板を好適に使用することができる。また、プラスチックやセラミック等の材料としては透明性があれば適宜使用が可能である。透明基板の厚みは、数十μｍから数ｍｍである。
【００２１】
第１電極１２、第２電極１４は可視光領域における高い光透過性とともに高い導電性を有した材料が好ましい。これら材料として、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物が挙げられる。また、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料なども挙げられる。
【００２２】
また、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマーも好適に用いられる。具体的には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体などである。本発明において、ＥＣ素子１０は、消色状態で高い透過率を有することが好ましいため、可視光領域に光吸収を示さないＩＴＯ、ＩＺＯ、ＮＥＳＡ、導電率を向上させた導電性ポリマーが特に好ましく用いられる。これらはバルク状、微粒子状など様々な形態で使用できる。尚、これらの電極材料は、単独で使用してもよく、或いは複数併用してもよい。
【００２３】
スペーサ１３は、第１電極１２と第２電極１４との間の距離を調整することにより、ＥＣ層１６の厚さを調整する。スペーサ１３は第１電極１２，第２電極１４の光路となる部分を避けて外周を囲繞するように配置される。このような場合、スペーサ１３は有機ＥＣ材料を含む溶液が外部に漏れ出すことがないよう、シール材の役割を兼ねても良い。また、電極面における透過光量のムラを気にしなくても良い用途においては、スペーサ１３は第１電極１２，第２電極１４の光路となる部分に配置されても構わない。スペーサ１３は、有機ＥＣ材料を溶解している溶液に対して耐性を有することが好ましい。
【００２４】
好適なスペーサ１３の材料としては、公知である各種汎用プラスチック、エンジニア・プラスチック、スーパーエンジニアリング・プラスチックの様な樹脂材料が挙げられる。また、ガラスやアルミナ、ジルコニア、フェライト、フォルステライト、ジルコン、ステアタイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、の如くの各種セラミック材料が挙げられる。また、各種金属材料が挙げられる。
【００２５】
ＥＣ層１６は、好ましくは電解質と有機ＥＣ材料を溶媒に溶解したものから構成される。溶媒としては、電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、特に極性を有するものが好ましい。具体的には水や有機極性溶媒が挙げられる。有機極性溶媒としては、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメトキシエタン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、ジメチルホルムアミドが挙げられる。また、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピオンニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジオキソラン等も挙げられる。
【００２６】
電解質としては、イオン解離性の塩で、溶媒に対して良好な溶解性を示し、有機ＥＣ材料の着色を確保できる程度に電子供与性を有するカチオン或いはアニオンを含む塩であれば特に限定されない。各種のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの無機イオン塩や４級アンモニウム塩や環状４級アンモニウム塩などが挙げられる。具体的にはＬｉＣｌＯ4、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＰＦ6、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、ＮａＣｌＯ4、ＮａＢＦ4、ＮａＡｓＦ6、ＫＳＣＮ、ＫＣｌ等のＬｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属塩等が挙げられる。また、（ＣＨ3）4ＮＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢｒ、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＣｌＯ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＣｌＯ4等の４級アンモニウム塩及び環状４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの電解質材料は、単独で使用してもよく、或いは複数併用してもよい。
【００２７】
有機ＥＣ材料は、溶媒に対して良好な溶解性を有し、電気化学的な反応で着色と消色を表現できるものであれば、どのようなものであっても構わない。公知の酸化／還元着色性ＥＣ材料を使用することができる。ＥＣ素子１０を調光装置に用いる上で、透過率コントラストと波長平坦性が求められる。これらを考慮して有機ＥＣ材料はできるだけ消色状態での透過率が高く、且つ着色効率（注入電荷量に対する光学濃度の比）が高い材料を用いることが好ましい。さらに、波長平坦性という点では一つの材料で平坦な吸収を実現することが難しい場合は、複数の材料を併用することも可能である。
【００２８】
有機ＥＣ材料の具体例としては、例えば、ビオロゲン色素、スチリル色素、フルオラン色素、シアニン色素、芳香族アミン色素等の有機色素、金属−ビピリジル錯体、金属−フタロシアニン錯体等の有機金属錯体等を使用することができる。
【００２９】
また、本発明においては有機ＥＣ材料が好ましく用いられるが、これに限定されず、無機ＥＣ材料を溶液に分散させたものを用いることも可能である。無機ＥＣ材料としては、例えば、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化チタン等を挙げることができる。
【００３０】
ＥＣ層１６は液体又はゲルであることが好ましい。ＥＣ層１６は、好適には上記からなる溶液状態として用いられるが、ゲル状の状態で用いることも可能である。ゲル化には、溶液にさらにポリマーやゲル化剤を含有させる。上記ポリマー（ゲル化剤）としては、特に限定されず、例えばポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレートが挙げられる。また、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ナフィオンなども挙げられる。このようにＥＣ層１６として粘稠若しくはゲル状としたもの等を用いることができる。
また、透明且つ柔軟な網目構造を有した構造体（例えばスポンジ状のもの）に上記の溶液を担持させても良い。
【００３１】
本実施形態における第１基板１１と検知電極１７からなるタッチパネル１８は、外部から指などで接触された時の接触点のＹ方向位置を検出し、領域Ｂ１乃至Ｂ９のうち、どの領域で接触されたかを検出可能な静電容量方式のタッチパネルである。尚、本発明において、タッチパネル１８の検出方式に限定はなく、抵抗膜方式のタッチパネルであってもよい。
【００３２】
本実施形態における検知電極１７は、第１基板１１のＤ面上にＹ方向検知用として形成されているが、さらに、Ｘ方向検知用の検知電極を設けてもよい。尚、その場合は第１基板１１のＤ面上に設けても、第２基板１５の第１基板１１との対向面に絶縁フィルムや粘着シートを介して設けてもいずれでもよい。検知電極１７は、ＩＴＯ電極が好ましいが、Ａｇワイヤや銅メッシュなど他の方式を用いてもよい。検知電極１７は、第１電極１２と同じ材料で形成することで、電極の形成プロセスが簡易化される。
【００３３】
次に、ＥＣ素子１０の透過率の制御について説明する。有機ＥＣ材料として酸化反応又は還元反応により中性種からラジカルカチオンを形成して着色する材料を想定する。ＥＣ素子１０の透過率は、下記の式（１）に示すランベルト・ベールの法則に従う。
−Ｌｏｇ（Ｔ／１００）＝ＯＤ＝ε・ｃ・Ｌ    （１）
【００３４】
上記式中、Ｔは透過率［％］、ＯＤは光学濃度、εはカチオンのモル吸光係数、ｃは生成したラジカルカチオンの濃度、Ｌは光路長である。式（１）から分かるようにＥＣ素子１０の透過率はラジカルカチオンの濃度で調整される。また、ラジカルカチオンの濃度は電気化学反応で調整される。
【００３５】
酸化反応で着色を示すアノード性ＥＣ材料を例にして、以下説明する。電気化学反応において、アノード性ＥＣ材料は中性状態とラジカルカチオン状態の間を行き来する場合、材料自身が持つ酸化に要する電位（酸化電位）よりも正な（大きな）電位を与えることで、材料は中性状態から酸化し、ラジカルカチオンとなる。反対に還元電位よりも負な（小さな）電位を与えることで、アノード性ＥＣ材料はラジカルカチオン状態から中性状態へと戻る。
【００３６】
酸化電位と還元電位は室温・一電子反応での理想状況で約６０ｍＶのずれを示す。特に酸化電位と還元電位の和の１／２を酸化還元電位と呼ぶ。電気化学反応では、アノード性ＥＣ材料の酸化電位に対して、より大きな電位を与えるほど、酸化反応が進みやすい。速度論的な平衡状態が電位によって変わるため、経験的に酸化電位の大きさによってラジカルカチオンの濃度を適宜調整することが可能である。即ち印加する電圧の大きさを調整することで、ラジカルカチオンの濃度を調整し、透過率の変化量を調整することができる。
以上説明したように、ＥＣ素子１０は、制御回路１０４から印加される電圧を制御することで、ＥＣ層１６の透過率を変化させ、透過する光量を調節することができる。
【００３７】
本実施形態のＥＣ素子１０における第１電極１２は、−Ｙ方向に順に複数の分割領域Ｅ１乃至Ｅ９に分割された分割電極からなり、各分割電極は互いに絶縁されている。分割領域Ｅ１乃至Ｅ９は、開口部１０２ａの仮想領域Ａ１乃至Ａ９にそれぞれ対応している。また、第２電極１４は、第１電極１２の分割領域Ｅ１乃至Ｅ９に対向する全面に形成されて共通電極として機能する。制御回路１０４は、第１電極１２の分割領域Ｅ１乃至Ｅ９にそれぞれ異なる電圧を印加することができる。従って、制御回路１０４は、分割領域Ｅ１乃至Ｅ９の印加電圧をそれぞれ制御することで、開口部１０２ａの仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６の透過率を個別に制御することが可能である。
尚、第１電極１２及び第２電極１４のいずれか一方が分割され、他方が共通であれば、いずれを分割しても構わない。
【００３８】
制御回路１０４の動作について説明する。図３は、図１の調光装置の調光制御動作の一例のフローチャートである。
先ず、Ｓ１０１において調光制御動作を開始する。Ｓ１０２において、タッチパネル１８の出力から、指の接触などによるタッチ操作の有無を判断する。Ｓ１０２でタッチ操作が無いと判断した場合、Ｓ１０９に進み、調光制御動作を終了する。Ｓ１０２でタッチ操作が有ると判断した場合、Ｓ１０３に進み、タッチパネル１８の出力から、ダブルタッチ操作の有無を判断する。ダブルタッチ操作とは、１回目の接触から一定時間内に、１回目の接触点の近傍に２回目の接触がある、いわゆるダブルタップやダブルクリックと呼ばれる操作に準ずる操作を指す。
【００３９】
Ｓ１０３でダブルタッチ操作が有ると判断した場合、Ｓ１０６に進み、ＥＣ素子１０の状態又は印加電圧から、全ての仮想領域に相当するＥＣ層１６が透過率の高い透過状態であるか否かを判断する。Ｓ１０６で全ての仮想領域に相当するＥＣ層１６が透過状態であると判断した場合、Ｓ１０７に進み、全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を着色状態とする。即ち、全ての分割電極Ｅ１乃至Ｅ９に比較的大きな電圧を印加する。Ｓ１０６で少なくともひとつの仮想領域に相当するＥＣ層１６が透過状態ではないと判断された場合、Ｓ１０８に進み、全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を透過状態とする。即ち、全ての分割電極Ｅ１乃至Ｅ９に比較的小さい電圧を印加するか電圧を印加しない。その後、Ｓ１０９に進み、調光制御動作を終了する。
【００４０】
Ｓ１０３でダブルタッチ操作が無いと判断した場合、Ｓ１０４に進み、タッチ操作の接触領域Ｂｐを検出する。接触領域Ｂｐとは、タッチパネル１８が外部から接触された領域を指す。ｐは１乃至９の整数であり、接触領域Ｂｐは開口部１０２ｂの領域Ｂ１乃至Ｂ９のいずれかとなる。その後、Ｓ１０５で、仮想領域Ａ１乃至Ａｐに相当するＥＣ層１６を透過率の低い着色状態、その他の仮想領域に相当するＥＣ層１６を透過率の高い透過状態、となるようにＥＣ素子１０の印加電圧を制御する。具体的には、仮想領域Ａ１乃至Ａｐに対応する第１電極１２の分割領域Ｅ１乃至Ｅｐに比較的大きな電圧を印加し、他の分割電極には比較的小さい電圧を印加するか電圧を印加しないという制御を行う。その後、Ｓ１０９に進み、調光制御動作を終了する。
【００４１】
調光装置の調光状態について説明する。図４は、調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。尚、図４以降の図面において、開口部１０２ｂはタッチパネル１８として示す。図１で示す全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６が透過状態である状態を初期状態とする。図４（ａ）で示すように、領域Ｂ３上の接触点Ｐａにタッチ操作が行われた場合、仮想領域Ａ１乃至Ａ３に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて、図４（ｂ）で示すように、領域Ｂ７上の接触点Ｐｂにタッチ操作が行われた場合、仮想領域Ａ１乃至Ａ７に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて、図４（ｃ）で示すように、領域Ｂ５上の接触点Ｐｃにダブルタッチ操作が行われた場合、全ての仮想領域に相当するＥＣ層１６が透過状態となる。続けて、図４（ｄ）で示すように、領域Ｂ６上の接触点Ｐｄにダブルタッチ操作が行われた場合、全ての仮想領域に相当するＥＣ層１６が着色状態となる。即ち、タッチパネル１８の操作によって、開口部１０２ａの仮想領域Ａ１乃至Ａ９の透過率を領域ごとに切り替えることができる。
【００４２】
本発明の調光装置は、図４に示したように、屋外からの視線が気にならない高さまで着色状態にするなどして、ブラインドのようにプライバシーに配慮しながら屋内に取り込む光の量を調節できる調光窓として用いることができる。また、図５に示すように開口部１０２ａを円形とすることで、撮影意図に合わせてＮＤ領域の境目を自由に移動させることができる、撮像装置に用いられるカメラ用ハーフＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタとして用いることができる。
【００４３】
本発明の調光装置は、ＥＣ層１６に電圧を印加するための第１電極１２が形成された第１基板１１の一部に、ＥＣ層１６の透過率を操作するための検知電極１７が形成されている。言い換えると、操作部であるタッチパネル１８が、調光機能を持つＥＣ素子１０と一体に形成されている。従って、操作部として切換えスイッチなどを別体として設ける場合に比べて、操作部を備えた調光装置を簡易に構成できる。
【００４４】
また、単一の部品である第１基板１１に形成される第１電極１２と検知電極１７は、部品間の組み付けによる位置ずれが発生せず、高精度に位置決めできる。従って、タッチ操作の検出位置と、電圧を印加する領域が精度高く一致し、操作性が良い。さらに、第１電極１２と検知電極１７は、第１基板１１の同一面（Ｄ面）に形成されているため、各電極を形成する際のプロセスが簡略化でき、製造が容易である。
【００４５】
本実施形態では、タッチパネル１８の接触位置によってＥＣ層１６の透過率を制御する領域を選択する構成を示したが、タッチパネル１８の接触位置によって透過率そのものを制御してもよい。具体的には、タッチパネル１８の接触位置によって、分割電極Ｅ１乃至Ｅ９全体に印加する電圧値を変えることによって、ＥＣ層１６全体の透過率を段階的に制御することができる。例えば、接触領域ＢｐがＢ２であった場合は、Ｂ１であった場合より分割領域Ｅ１乃至Ｅ９全体の印加電圧を大きくし、ＥＣ層１６全体の透過率を小さくする制御を行うなどである。尚、この場合、電極１２又は１４を分割する必要はない。
【００４６】
〔第２実施形態〕
本実施形態は、タッチパネル１８の接触位置によって、透過率を制御する領域を選択すると同時に、該領域の透過率も制御する構成である。
図６は、本実施形態の調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。本実施形態において、タッチパネル１８は、Ｙ方向の接触位置を検出すると同時にＸ方向の接触位置も検出可能である。図６（ａ）で示すように、図４に示した調光装置と同様に、領域Ｂ３上の接触点Ｐａにタッチ操作が行われた場合、仮想領域Ａ１乃至Ａ３に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態となる。また、図６（ｂ）で示すように、領域Ｂ７上の接触点Ｐｂにタッチ操作が行われた場合、仮想領域Ａ１乃至Ａ７に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態となる。
【００４７】
ここで、本実施形態においては、接触点のＸ方向位置によって、第１電極１２の分割領域Ｅ１乃至Ｅｐに印加する電圧を変え、仮想領域Ａ１乃至Ａｐに相当するＥＣ層１６の透過率を変える。タッチパネル１８のＸ方向の中心に、Ｙ方向と平行な仮想基準線ＢＬを設定する。図６（ａ）では、接触点Ｐａは領域Ｂ３において、仮想基準線ＢＬから負のＸ方向側に位置しているため透過率が高い。また、図６（ｂ）では、接触点Ｐｂは領域Ｂ７において、仮想基準線ＢＬから正のＸ方向側に位置しているため透過率が低い。本実施形態によれば、簡易に構成された操作部であるタッチパネル１８によって、透過率を自在に調節できる。
【００４８】
〔第３実施形態〕
本実施形態は、タッチパネル１８の接触位置によって、透過率を制御する領域を二次元的に選択する構成である。即ち、開口部１０２ａの仮想領域が、複数行及び複数列の二次元状に分割され、第１電極１２も係る仮想領域に対応して、二次元状に分割されている。また、タッチパネルとしては、分割された仮想領域の行及び列にそれぞれ対応して、二つのタッチパネルが配置される。
【００４９】
図７は、本実施形態の調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。本実施形態においては、調光装置はＹ方向位置を検出する第１のタッチパネル１８と共に、Ｘ方向位置を検出する第２のタッチパネル１９を備えている。第２タッチパネル１９は第１タッチパネル１８と同様の構成で、ＸＹ平面上の配置のみが異なり、Ｘ方向にＦ１乃至Ｆ６の領域に分割されている。また、開口部１０２ａはＸＹ方向に格子状に分割されており、図で示すように、各行がＡ１１乃至Ａ１６、Ａ２１乃至Ａ２６、Ａ３１乃至Ａ３６、・・・、Ａ９１乃至Ａ９６のように仮想領域が分割されている。また、第１電極１２も、開口部１０２ａの仮想領域に対応して分割されている。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、第１タッチパネル１８の領域Ｂ３上の接触点Ｐａにタッチ操作が行われ、仮想領域Ａ１１乃至Ａ１６、Ａ２１乃至Ａ２６、Ａ３１乃至Ａ３６に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態となる。続けて図７（ｂ）に示すように、第２タッチパネル１９の領域Ｆ３上の接触点Ｐｂにタッチ操作を行う。すると、接触点ＰｂのＸ方向位置に応じて、図７（ａ）の状態に加えて、さらにＡ４１乃至４３、Ａ５１乃至Ａ５３、・・・、Ａ９１乃至Ａ９３に相当するＥＣ層１６が着色状態となる。
【００５１】
本実施形態によれば、簡易に構成された操作部である第１タッチパネル１８及び第２タッチパネル１９によって、二次元的に透過率を制御できる。
【００５２】
〔第４実施形態〕
前記第１乃至第３実施形態では、タッチパネル１８，１９の接触点の絶対位置によって、透過率を制御する領域を選択する構成、或いは透過率を制御する構成を示したが、本実施形態では、ドラッグ操作によって透過率を制御する領域を選択する構成を示す。ドラッグ操作とは、タッチパネルに接触しながら接触点を移動させる操作であり、本実施形態では、移動量によって、透過率を制御する領域を選択する。尚、本実施形態の調光装置の基本構成は、図１に示した調光装置と同様である。
図８は、本実施形態の調光装置の調光制御動作の一例のフローチャートである。同図を用いて、本実施形態の調光装置における制御回路の動作について説明する。
【００５３】
調光装置の電源がＯＮされると、Ｓ２０１で調光制御動作を開始する。Ｓ２０２で全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を透過状態とした後、Ｓ２０３で現在の境界ｐ０をゼロとする。現在の境界ｐ０とは、着色状態と透過状態との仮想領域の境界を示す。例えば、仮想領域Ａ１乃至Ａ３に相当するＥＣ層１６が着色状態で、他が透過状態である時、現在の境界ｐ０は３とする。また、全ての仮想領域が透過状態の時、現在の境界ｐ０はゼロとする。Ｓ２０２では、全ての仮想領域を透過状態とするため、ｐ０はゼロとする。
【００５４】
Ｓ２０４でタッチパネル１８の出力から、ドラッグ操作の有無を判断する。Ｓ２０４でドラッグ操作が無いと判断した場合、Ｓ２１４に進み、調光制御動作を終了する指示の有無、即ち、調光装置の電源ＯＦＦの指示の有無を判断する。Ｓ２１４で、調光制御動作を終了する指示が有る場合、Ｓ２１５に進み、調光制御動作を終了し、調光装置の電源がＯＦＦされ。Ｓ２１４で調光制御動作を終了する指示が無い場合、Ｓ２０４に戻り、ドラッグ操作の有無を判断する。
【００５５】
Ｓ２０４でドラッグ操作が有ると判断した場合、Ｓ２０５に進み、ドラッグ操作によって移動した領域の差であるドラッグ量ｄｐを検知する。例えば領域Ｂ５からＢ７までドラッグ操作を行った場合は、ドラッグ量ｄｐは２となり、また領域Ｂ７からＢ３までドラッグ操作を行った場合は、ドラッグ量ｄｐは−４となる。Ｓ２０６に進み、現在の境界ｐ０とドラッグ量ｄｐを足し合わせ、制御目標としての着色状態と透過状態との仮想領域の境界を示す境界ｐを算出する。現在の境界ｐ０は、Ｓ２０３でゼロと設定されているため、ｐは、ドラッグ量ｄｐによって決定する。
【００５６】
Ｓ２０７に進み、境界ｐの大きさを判断する。Ｓ２０７で境界ｐが０以下だった場合、Ｓ２０８で境界ｐをゼロとした後、Ｓ２０９で全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を透過状態とする。Ｓ２０７で境界ｐが仮想領域の総個数である９に達した場合には、Ｓ２１１で境界ｐを９とした後、Ｓ２１２で全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を着色状態とする。Ｓ２０７で境界ｐが０より大きく、仮想領域の総個数である９より小さい場合、Ｓ２１０で仮想領域Ａ１乃至Ａｐに相当するＥＣ層１６を着色状態、その他の仮想領域に相当するＥＣ層１６を透過状態とする。その後、Ｓ２１３で現在の境界ｐ０をｐとした後、Ｓ２１４に進み、調光制御動作を終了するか判断する。即ち、仮想領域Ａ１乃至Ａ４を着色状態とした場合、境界ｐ０は４となる。
【００５７】
Ｓ２１４で調光制御動作を終了しなかった場合、ｐ０をｐとした状態で、Ｓ２０４に進み、ドラッグ操作が有ると判断した場合には、Ｓ２０５、次いでＳ２０６に進み、制御目標としての境界ｐを算出する。現在の境界ｐ０とドラッグ量ｄｐを足し合わせて境界ｐとする。先のＳ２１３で、ｐ０を４とした場合に、ｄｐが３であれば、ｐは７となり、Ｓ２１０で仮想領域Ａ１乃至Ａ７に相当するＥＣ層１６を着色状態、その他の仮想領域に相当するＥＣ層１６を透過状態とする。また、ｄｐが−５であれば、ｐは−１となり、０以下であるため、Ｓ２０８で境界ｐをゼロとした後、Ｓ２０９で全ての仮想領域Ａ１乃至Ａ９に相当するＥＣ層１６を透過状態とする。次いで、Ｓ２１３で、現在の境界ｐ０をｐとした後、Ｓ２１４に進む。
【００５８】
本実施形態では、現在の境界ｐ０の値によって仮想領域の着色・透過状態を記憶して、透過率の相対制御を行ったが、仮想領域の着色・透過状態を検知する透過率検知センサを設けてもよい。
【００５９】
図９は、図８のフローチャートによる調光装置の調光状態の遷移を示す正面図である。図９（ａ）は、図８のＳ２０２で仮想領域Ａ１乃至Ａ９の全てに相当するＥＣ層１６を透過状態とした初期状態である。この状態で、タッチパネル１８のいずれの領域にタッチ操作が行われても、ＥＣ層１６の着色・透過状態は変わらない。次に、図９（ｂ）に示すように、領域Ｂ３上の接触点Ｐａから領域Ｂ５の接触点Ｐｂにドラッグ操作が行われた場合、ドラッグ操作のＹ方向操作量に応じて、着色領域が変化する。即ち、現在の境界ｐ０＝０にドラッグ量ｄｐ＝２が足されて境界ｐ＝２となるため、仮想領域Ａ１乃至Ａ２に相当するＥＣ層１６が着色状態となり、他は透過状態のままとなる。さらに、この状態から、図９（ｃ）に示すように、領域Ｂ３上の接触点Ｐｃから領域Ｂ６上の接触点ｐｄにドラッグ操作が行われた場合、現在の領域ｐ０＝２にドラッグ量ｄｐ＝３が足されて境界ｐ＝５となる。よって、仮想領域Ａ１乃至Ａ２に加えて、Ａ３乃至Ａ５が着色領域となり、現在の領域ｐ０は５に書き換えられる。さらに、この状態から、図９（ｄ）に示すように、領域Ｂ７上の接触点Ｐｅから領域Ｂ４上の接触点ｐｆにドラッグ操作が行われた場合、現在の領域ｐ０＝５にドラッグ量ｄｐ＝−３が足されて境界ｐ＝２となる。よって、仮想領域Ａ３乃至Ａ５が着色領域から透過領域に変わり、着色領域はＡ１乃至Ａ２のみとなり、現在の領域ｐ０は２に書き換えられる。
本実施形態によれば、接触点の絶対位置によらず操作が可能となるため、操作の自由度が高くなる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：エレクトロクロミック（ＥＣ）素子、１１，１５：基板、１２，１４：電極、１６：エレクトロクロミック（ＥＣ）層、１７：検知電極、１８：タッチパネル、１００：調光装置、Ｅ１乃至Ｅ９：分割電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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