(57)【要約】【課題】全域で均一な遮光制御を実現可能な光学制御部材を提供する。【解決手段】実施形態によれば、光学制御部材は、対向する第１面１２ａおよび第２面１２ｂを有し、光透過性を有する基材１２と、基材の第１面に設けられた第１遮光透過層２０と、基材の第２面に設けられ第１遮光透過層と対向する第２遮光透過層３０と、を備えている。第１遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域２０ａと複数の第２領域２０ｂとを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有し、第２遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域３０ａと複数の第２領域３０ｂとを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有している。第１遮光透過層における複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ１は、前記第２遮光透過層の複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ２よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１面および第２面を有し、光透過性を有する基材と、
前記基材の第１面に設けられた第１遮光透過層と、
前記基材の第２面に設けられ前記第１遮光透過層と対向する第２遮光透過層と、を備え、
前記第１遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域と複数の第２領域とを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有し、
前記第２遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域と複数の第２領域とを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有し、
前記第１遮光透過層の複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ１は、前記第２遮光透過層の複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ２よりも大きい光学制御部材。
【請求項２】
前記第１遮光透過層および第２遮光透過層は、前記第１遮光透過層から有限距離にある視点に対し、前記光学制御部材の最大透過率あるいは最小透過率が全域で均一となるように、前記第１領域および第２領域の対向位相がずれている請求項１に記載の光学制御部材。
【請求項３】
前記有限距離は、前記第１領域の幅方向に沿った前記併設ピッチ方向の基材の幅に対して、１０倍以内である請求項２に記載の光学制御部材。
【請求項４】
前記光学制御部材は、前記光学制御部材の最大透過率から最小透過率に変わる入射角が６０度以下である請求項１に記載の光学制御部材。
【請求項５】
前記第１遮光透過層の第１領域、および前記第２遮光透過層の第１領域は、それぞれ遮光層により形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学制御部材。
【請求項６】
前記併設ピッチＰ２は前記併設ピッチＰ１の１．０００５倍から１．０５倍に形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学制御部材。
【請求項７】
前記第１遮光透過層の第１および第２領域、並びに、前記第２遮光透過層の第１および第２領域は、それぞれ帯状に形成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光学制御部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、窓材等に使用可能な光学制御部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
窓は、室外を見通すとともに、太陽光を取り入れて室内を明るく暖かくする機能があるが、一方で真夏の太陽光などは熱く眩しい問題がある。このような過度の太陽光入射を抑制したり、室外を見通したくないときの遮光をするため、従来は、カーテンやブラインドといった遮光部材を窓と別に取り付けて調整していた。
【０００３】
このようなカーテンやブラインドに頼らない手段として、２層以上の遮光層による干渉を用いて透視制御を行う光学制御部材が提案されている。しかしながら、このような光学制御部材では、仰視角の広い使われ方、すなわち、ある視点から窓を見た場合の窓の両端を見たときの窓の鉛直方向からなす角度が両端で大きく変化する場合、特に最大透過率と最少透過率の角度変化の敏感な使われ方をすると、光学制御部材の各位置による視角差のために、遮光ムラが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１００７０１号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の課題は、仰視角の広い使われ方、最大透過率と最少透過率の角度変化の敏感な使われ方においても、全域で均一な遮光制御を実現できる光学制御部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、光学制御部材は、対向する第１面および第２面を有し、光透過性を有する基材と、前記基材の第１面に設けられた第１遮光透過層と、前記基材の第２面に設けられ前記第１遮光透過層と対向する第２遮光透過層と、を備えている。記第１遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域と複数の第２領域とを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有し、前記第２遮光透過層は、交互に並設された複数の第１領域と複数の第２領域とを有し、各第２領域は第１領域よりも光を透過する特性を有している。第１遮光透過層の複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ１は、前記第２遮光透過層の複数の第１領域と複数の第２領域の併設ピッチＰ２よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る光学制御部材を示す斜視図。
【図２】図２は、前記光学制御部材の断面図。
【図３】図３は、視点角度に応じた前記光学制御部材の透過率、反射率、吸収率を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る光学制御部材について詳細に説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
図１は、実施形態に係る光学制御部材を示す斜視図、図２は、光学制御部材の断面図である。  
図１および図２に示すように、光学制御部材１０は、光透過性を有するシート状あるいは板状の基材１２を備えている。基材１２としては、例えば、厚さ４ｍｍのソーダライム製のガラス板、あるいは、アクリル板のような透明な樹脂板、等を用いることができる。本実施形態では、光学制御部材１０を窓材に適用し、基材１２は、窓ガラスを用いる。
【００１０】
基材１２は、互いに対向する平坦な矩形状の第１面（室内側内面）１２ａおよび第２面（室外側外面）１２ｂを有している。光学制御部材１０は、第１面１２ａの全面に設けられた第１遮光透過層２０と、第２面１２ｂの全面に設けられ第１遮光透過層２０と対向した第２遮光透過層３０と、を有している。
【００１１】
第１遮光透過層２０は、交互に並設された複数の帯状あるいはストライプ状の第１領域２０ａと複数の帯状あるいはストライプ状の第２領域２０ｂとを有し、各第２領域２０ｂは第１領域２０ａよりも光を透過する特性を有している。第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂは、互いに平行に延び、また、第１面１２ａの一端縁（ここでは、上端縁）から他端縁（ここでは、下端縁）まで直線的に延在している。すなわち、第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂは、第１面１２ａの全域に渡り均質で繰り返し性を持って設けられている。
【００１２】
各第１領域２０ａは、主に光を反射あるいは吸収する遮光層として形成されている。本実施形態では、第１領域２０ａは、太陽光の紫外線から赤外線に至る光線を吸収する材料、例えば、カーボンブラックインクで形成している。各第２領域２０ｂは、光透過層として形成され、本実施形態では、第２領域２０ｂは、帯状の開口パターンであり、基材１２の第１面１２ａにより形成されている。
【００１３】
本実施形態において、第１領域２０ａの第１幅（Ｘ方向の幅）Ｗａ１は、１．３ｍｍに形成され、第２領域２０ｂの幅（Ｘ方向の幅）Ｗａ２は、１．２ｍｍに形成されている。また、基材１２の幅方向（Ｘ方向）に沿った、複数の第１領域２０ａの並設ピッチＰ１は、２．５ｍｍに設定されている。
【００１４】
同様に、第２遮光透過層３０は、交互に並設された複数の帯状あるいはストライプ状の第１領域３０ａと複数の帯状あるいはストライプ状の第２領域３０ｂとを有し、各第２領域３０ｂは第１領域３０ａよりも光を透過する特性を有している。第１領域３０ａおよび第２領域３０ｂは、互いに平行に延び、また、第２面１２ｂの一端縁（ここでは、上端縁）から他端縁（ここでは、下端縁）まで直線的に延在している。すなわち、第１領域３０ａおよび第２領域３０ｂは、第２面１２ｂの全域に渡り均質で繰り返し性を持って設けられている。また、第１領域３０ａおよび第２領域３０ｂは、第１遮光透過層２０の第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂと平行に延びている。
【００１５】
各第１領域３０ａは、主に光を反射あるいは吸収する遮光層として形成されている。本実施形態では、第１領域３０ａは、太陽光の紫外線から赤外線に至る光線を吸収する材料、例えば、カーボンブラックインクで形成している。各第２領域３０ｂは、光透過層として形成され、本実施形態では、第２領域３０ｂは、帯状の開口パターンであり、基材１２の第２面１２ｂにより形成されている。
【００１６】
本実施形態において、第２遮光透過層３０を構成する第１領域３０ａと第２領域３０ｂの幅およびピッチＰ２は、対向する第１遮光透過層２０を構成する第１領域２０ａと第２領域２０ｂの幅およびピッチＰ１よりも１．００５倍ほどわずかに大きく設定されている。すなわち、第１領域３０ａの第２幅（Ｘ方向の幅）Ｗｂ１は、１．３０６５ｍｍに形成され、第２領域３０ｂの幅（Ｘ方向の幅）Ｗｂ２は、１．２０６ｍｍに形成されている。また、基材１２の幅方向（Ｘ方向）に沿った、複数の第１領域３０ａの並設ピッチＰ２は、２．５１２５ｍｍに設定されて、すなわち、第１遮光透過層２０の併設ピッチＰ１（２．５ｍｍ）に対して第２遮光透過層４０の併設ピッチＰ２が１．００５倍だけわずかに大きく形成されている。そのため、図２に示すように、光学制御部材１０の中央で一致していた第１遮光透過層２０の位相と第２遮光透過層３０の位相が光学制御部材１０の周辺に向かうにつれて徐々にずれていく構成となる。上述の実施形態では、併設ピッチが２００本、すわなち、５００ｍｍ繰り返した時点で、１ピッチだけ第２遮光透過層３０のピッチがずれるように設定されている。
【００１７】
このように、幅方向Ｘに沿った第１遮光透過層２０の第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂの形成パターンの併設ピッチＰ１よりも、幅方向Ｘに沿った第２遮光透過層３０の第１領域３０ａおよび第２領域３０ｂの形成パターンの併設ピッチＰ２を大きく設定している。本実施形態では、光学制御部材１０は、例えば、第１面１２ａが室内側、第２面１２ｂが室外側を向くように設置され、更に、第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂがほぼ鉛直方向に沿って位置するように設置する。
【００１８】
図２に示すように、第１遮光透過層２０および第２遮光透過層３０は、第１遮光透過層２０の第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂに対して、第２遮光透過層３０の第１領域および第２領域の幅方向Ｘの位相が各々、ずれて位置するように、設けられている。
【００１９】
具体的には、室内側の人が光学制御部材１０を利用する視点位置と光学制御部材１０との垂直方向距離を有限距離ｄとすると、有限距離ｄだけ離れた視点から光学制御部材１０を見た場合、光学制御部材１０の幅方向Ｘ全域において仰視角αによらず幅方向のどこでも最大透過率が均一となるように、あるいは、最小透過率が均一となるように、第２遮光透過層３０は、第１遮光透過層２０の第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂのパターンに対して、第１領域３０ａおよび第２領域３０ｂのパターンの位相を幅方向Ｘに各々ずらし配置している。上述したように第２遮光透過層３０の併設ピッチＰ２を第１遮光透過層２０の併設ピッチＰ１より０．５％だけ拡大させることで、有限距離ｄ＝５００ｍｍから光学制御部材１０を見た場合に、図２に示したように、どのような仰視角αでも光学制御部材１０の場所によらず均一の透過率になるように仰視角α分だけ位相補正している。
【００２０】
これにより、図２において、例えば、光学制御部材１０の幅方向中央と対向し有限距離ｄだけ離れた視点Ａから光学制御部材１０を見た場合、光学制御部材１０の幅方向中央部、幅方向両端部、中間部の全領域において、第１および第２遮光透過層２０、３０の第２領域２０ｂ、３０ｂを通して外を視認することができ、幅方向の全域において均一な最大透過率が得られる。また、光学制御部材１０の幅方向一端と対向し有限距離ｄだけ離れた視点Ｂから光学制御部材１０を見た場合、光学制御部材１０の幅方向中央部、幅方向両端部、中間部の全領域において、第１および第２遮光透過層２０、３０の第１領域２０ａ、３０ａにより遮光され外を視認できなくなり、幅方向の全域において均一な最小透過率が得られる。視点Ａと視点Ｂとの間に位置する他の視点から光学制御部材１０を見た場合は、光学制御部材の幅方向の全域において均一な中間透過率が得られる。  
なお、上述した光学制御部材の効果は、窓の幅が小さい場合、あるいは、窓を見る視点の距離が大きい場合、仰視角α自体が小さくなり意味をなさない。このため、光学制御部材１０の併設ピッチ方向Ｘの幅Ｗは、が有限距離ｄの１／１０以上であることが望ましい。
【００２１】
図３は、光学制御部材１０へ入射する光の入射角θ、すなわち、図２における視点Ａ（θ＝０度）から視点Ｂ方向に移動したときの視点からの方向（図２に矢印Ｚで示す）と光学制御部材１０の鉛直方向と成す角度がθに相当する、に応じた、光学制御部材１０の透過率、反射率、吸収率を示している。この図から、光学制御部材１０の透過率は、入射角θが０度（第１遮光透過層２０に垂直）の時に、最大透過率、約５０％となり、入射角θが大きくなるに従って徐々に透過率が下がり、入射角θが３０度で最小透過率０％となる。入射各θが更に大きくなると、再び、透過率が増加し、入射角θが６０度でほぼ最大透過率、約４０％となる。入射角θが６０度を越えて９０度まで増加する間、透過率は、徐々に減少し、ほぼ０％に至る。
【００２２】
吸収率は、透過率とほぼ逆に変動し、入射角θが０度から３０度に増加する間、約５０％から１００％に増加し、入射角θが３０度から６０度に増加する間、約１００％から５０％まで減少する。更に、入射角θが６０度から９０度に増加する間、吸収率は一旦、僅かに増加した後、再び、減少していく。  
光学制御部材１０の反射率は、入射角θの増加に応じて、徐々に、増加していく。
【００２３】
以上のように構成された光学制御部材１０によれば、第１遮光透過層の第１および第２領域のパターンと、第２遮光透過層の第１および第２領域のパターンとを幅方向に微妙にずらすことで、すなわち、第１遮光透過層２０のパターンの幅方向（第１および第２領域と直交する方向）の併設ピッチＰ１と、第２遮光透過層３０のパターンの幅方向の併設ピッチＰ２とをわずかに異ならせることにより、ここでは、第２遮光透過層の併設ピッチＰ２を第１遮光透過層の併設ピッチＰ１よりも１．００５倍だけ大きくすることにより光学制御部材１０を見たときの仰視角αによる透過率変動を解消して透過率を均一化させ、光学制御部材の透視制御性を大幅に改善することができる。
【００２４】
入射する光の方向に依存して第１遮光透過層および第２遮光透過層の光学制御層の重なりが変化することを利用して、出射する光の透過を変調することが可能となる。第１および第２遮光透過層は、有限距離にある視点に対し、光学制御部材の全域で最大透過率あるいは最小透過率が一致するように各々のパターンの対向位相がずれている。これにより、例えば、光学制御部材１０の正面である視点Ａから見た場合に、光学制御部材１０の中央から端に至るまで均一に透過あるいは遮光を制御することが可能となる。
【００２５】
本実施形態にかかる光学制御部材１０によれば、図２に示すように、仰視角αに応じて光学制御部材の両面（第１面および第２面）の遮光透過パターンを調整しているため、視点Ａでも視点Ｂでも光学制御部材１０の全域に渡り均一に透過と遮光を切り替えることができる。
【００２６】
光学制御部材１０の全幅Ｗが視点距離（有限距離）の１／１０以上のとき、あるいは、最大透過率から最小透過率に変化する入射角θが６０度を下回るような角度に対する透過率変化が大きいときに、上述した作用効果を最も発揮することができる。  
これにより、仰視角αが広く（大きく）なる使われ方、最大透過率と最少透過率の角度変化の敏感な使われ方においても、全域で均一な遮光制御を実現できる光学制御部材が得られる。
【００２７】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００２８】
光学制御部材は、第１面側を外に、第２面側を室内側に設置するようにしてもよい。また、光学制御部材は、第１領域および第２領域が鉛直方向に延びる向きに限らず、他の向きに設置することも可能である。第１領域および第２領域の幅および並設ピッチは、上述した実施形態に限定されることなく、使用目的に応じて、種々変更可能である。第２領域は、開口パターンに限らず、光透過層で形成することも可能である。また、第１および第２の領域は帯状のパターンとしたが、市松模様や細密六方形状として縦方向と横方向など２次元的に繰り返しのある構成としてもよい。この場合、１方向のみならず複数方向で透過率を制御することができる。
【００２９】
実施形態では、光学制御部材を視点により透視可否を変化させる窓あるいはパーテーションに適用したが、これに限らず、光学制御部材は、パーソナルコンピュータや携帯電子機器のディスプレイの表面に設置し、覗き見防止シートとして用いてもよい。また、光学制御部材は、照明器具の配光制御として用いてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０…光学制御部材、１２…基材、１２ａ…第１面、１２ｂ…第２面、
２０…第１遮光透過層、３０…第２遮光透過層、２０ａ、３０ａ…第１領域、
２０ｂ、３０ｂ…第２領域、ｄ…有限距離
【図１】
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【図２】
2015179151.tif 000004
【図３】
2015179151.tif 000005