JP2015179151A - optical control member - Google Patents
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Abstract
Description
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。 Embodiments described herein relate generally to an optical control member that can be used for a window material or the like.
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。 The windows look out from the room and have the function of taking sunlight into the room to make it brighter and warmer. On the other hand, sunlight in the midsummer is hot and dazzling. In order to suppress such excessive sunlight incidence and to shield light when it is not desired to look out of the room, conventionally, a light shielding member such as a curtain or a blind is attached separately from the window and adjusted.
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。 As a means that does not rely on such curtains or blinds, an optical control member that performs perspective control using interference by two or more light shielding layers has been proposed. However, in such an optical control member, how to use a wide angle of elevation, that is, the angle formed from the vertical direction of the window when viewing both ends of the window when viewed from a certain viewpoint, varies greatly at both ends. In particular, when the angle change between the maximum transmittance and the minimum transmittance is used sensitively, unevenness in light shielding occurs due to a difference in viewing angle depending on each position of the optical control member.
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。 An object of the present invention is to provide an optical control member capable of realizing uniform light-shielding control in the entire region even in a wide usage direction of an elevation angle and a sensitive usage of an angle change between the maximum transmittance and the minimum transmittance. is there.
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。 According to the embodiment, the optical control member has a first surface and a second surface facing each other, and has a light-transmitting base material, and a first light-shielding transmission layer provided on the first surface of the base material. And a second light shielding / transmitting layer provided on the second surface of the base material and facing the first light shielding / transmitting layer. The first light-shielding / transmitting layer has a plurality of first regions and a plurality of second regions arranged alternately, and each second region has a characteristic of transmitting light more than the first region, The second light-shielding / transmitting layer has a plurality of first regions and a plurality of second regions arranged alternately, and each second region has a characteristic of transmitting light more than the first region. The adjacent pitch P1 between the plurality of first regions and the plurality of second regions of the first light shielding / transmitting layer is larger than the adjacent pitch P2 between the plurality of first regions and the plurality of second regions of the second light shielding / transmitting layer.
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。 Hereinafter, an optical control member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can appropriately modify the gist of the invention and can be easily conceived, and are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part in comparison with actual aspects for the sake of clarity of explanation, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited. In addition, in the present specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted as appropriate.
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。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical control member according to the embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical control member.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
The
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。
The first light-shielding / transmitting
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。
Each
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。
In the present embodiment, the
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。
Similarly, the second light-shielding / transmitting
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。
Each
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。
In the present embodiment, the width and pitch P2 of the
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。
As described above, the second light shielding / transmitting
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。
As shown in FIG. 2, the first light-shielding and transmitting
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。
Specifically, when the vertical distance between the viewpoint position where the person inside the room uses the
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。
Accordingly, in FIG. 2, for example, when the
The effect of the optical control member described above does not make sense when the window width is small or when the distance from the viewpoint of viewing the window is large, the elevation angle α itself becomes small. For this reason, it is desirable that the width W in the pitch direction X of the
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。
3 shows the incident angle θ of light incident on the
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。
The absorptance fluctuates almost oppositely to the transmittance, while the incident angle θ increases from 0 degrees to 30 degrees, increases from about 50% to 100%, and the incident angle θ increases from 30 degrees to 60 degrees. , Decreasing from about 100% to 50%. Further, while the incident angle θ increases from 60 degrees to 90 degrees, the absorption rate once increases slightly and then decreases again.
The reflectance of the
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。
According to the
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。
It is possible to modulate the transmission of the emitted light by utilizing the change in the overlap of the optical control layer of the first light-shielding transmission layer and the second light-shielding transmission layer depending on the direction of incident light. In the first and second light-shielding transmission layers, the opposing phases of the patterns are shifted so that the maximum transmittance or the minimum transmittance matches the entire area of the optical control member with respect to the viewpoint at a finite distance. Thereby, for example, when viewed from the viewpoint A which is the front of the
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。
According to the
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。
When the entire width W of the
As a result, an optical control member capable of realizing uniform light-shielding control over the entire region can be obtained even in a usage method in which the elevation angle α is wide (large), or in a sensitive usage method of an angle change between the maximum transmittance and the minimum transmittance. .
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
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。 The optical control member may be installed with the first surface side outside and the second surface side indoors. Further, the optical control member is not limited to the direction in which the first region and the second region extend in the vertical direction, but can be installed in other directions. The width | variety and juxtaposition pitch of a 1st area | region and a 2nd area | region are not limited to embodiment mentioned above, According to the intended purpose, it can change variously. The second region is not limited to the opening pattern, and can be formed of a light transmission layer. In addition, although the first and second regions are band-shaped patterns, a checkered pattern or a fine hexagonal shape may be two-dimensionally repeated in the vertical and horizontal directions. In this case, the transmittance can be controlled not only in one direction but also in a plurality of directions.
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。 In the embodiment, the optical control member is applied to the window or partition that changes the visibility depending on the viewpoint. It may be used as a sheet. Moreover, you may use an optical control member as light distribution control of a lighting fixture.
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
DESCRIPTION OF
20 ... 1st light shielding transmission layer, 30 ... 2nd light shielding transmission layer, 20a, 30a ... 1st area | region,
20b, 30b ... second region, d ... finite distance
Claims (7)
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。 A base material having a first surface and a second surface facing each other and having light transmittance;
A first light-shielding transmission layer provided on the first surface of the substrate;
A second light-shielding transmission layer provided on the second surface of the base material and facing the first light-shielding transmission layer,
The first light-shielding / transmitting layer has a plurality of first regions and a plurality of second regions arranged alternately, and each second region has a characteristic of transmitting light more than the first region,
The second light-shielding transmission layer has a plurality of first regions and a plurality of second regions arranged alternately, and each second region has a characteristic of transmitting light more than the first region,
The optical pitch P1 between the plurality of first regions and the plurality of second regions of the first light shielding / transmitting layer is larger than the pitch P2 between the plurality of first regions and the plurality of second regions of the second light shielding / transmitting layer. Control member.
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