JPS6318007Y2

JPS6318007Y2 -

Info

Publication number: JPS6318007Y2
Application number: JP1984107170U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1988-05-20
Also published as: JPS6124724U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はエレクトロクロミツク（EC）物質を
用いた調光鏡による調光鏡装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

調光を可能とした調光鏡としては、液晶、EC
物質を用いたものが知られている。

この内液晶では、高速応答、繰り返し寿命及び
液晶層は薄いという利点はあるが、偏光膜を使用
すると耐候性が不充分でかつ透過時の透過率が低
く、常に暗くなるという欠点、２色性色素を使用
すると耐光性及び調光可能範囲が不充分であると
いう欠点、基板間隙を一定に保つのが困難である
点、液晶が、熱、紫外線に弱いという欠点等があ
り、未だ実用化されていない。

ECを用いた表示体であるECDは、LCDに比し
て応答速度が遅い、着消色をくり返すと脱色、消
色不良等を生じ10⁶〜10⁷回程度の寿命しかなく時
計での秒表示ができない等の欠点があるため、そ
のコントラストが良い、着消色以外には電力を消
費しなくメモリー性があるという利点を有してい
るにもかかわらず、現在のところほとんど実用化
されていない。

しかし、これらECDでは欠点となつた事項も
表示体でない調光鏡としてはほとんど問題となら
ない。即ち、調光鏡では１秒の何分の一という応
答速度は必ずしも必要でなく、通常数秒〜数分程
度の応答速度で充分であり、くり返し着消色によ
る寿命も１日10回着消色して10年で約40000回と
10⁴〜10⁵回程度で実用に耐えるため何ら問題とな
らない。さらにECの利点であるコントラストが
良いこと、着消色以外には電力を要しないことは
そのまま生かせる上に、液晶のように基板間隙の
制御がECと対向電極が短絡しない程度であれば
良いため極めて容易にでき、調光鏡として製造す
ることが容易である。

このため、EC物質を調光鏡として使用するこ
とも提案されてきており、特に自動調光機能を特
たせることが提案されている。

この自動調光機能としては、調光鏡と光センサ
ーとを組み合せて外光の強度を測定し、外光強度
の変動に合せて調光鏡の着色濃度を変更し、即ち
反射率を変更するものが知られている。

〔発明の解決しようとする問題点〕しかし、これらの外光の強度のみによる制御
は、調光鏡に入射する外光のみにより制御される
ため、直射光と間接光、昼間と夜間、使用者の好
み等により切り換え制御することが難しく、自由
度が低いものであつた。

〔問題を解決するための手段〕

本考案は、このEC物質を用いた調光鏡と光セ
ンサーを組み合せて自由度の大きい調光をするた
めに正確に反射率を調節することを目的としたも
のであり、エレクトロクロミツク物質を用いた調
光鏡と光センサーとを組み合せた調光鏡装置にお
いて、調光鏡の前面側に交流点灯した発光素子と
受光素子とを設け、受光素子の出力の交流成分の
みを取り出して反射率を測定して調光鏡の着色濃
度を制御することを特徴とする調光鏡装置であ
る。

本考案の調光体装置は、交流点灯された発光素
子と受光素子とを組み合せた光センサーによつて
反射光を検出して自動調光することにより常に反
射光を正確に制御することが容易にでき、必要な
ときのみに電圧印加が行なわれるため消費電力も
少なく、ECによる調光体の特長を充分生かすこ
とができる。

本考案のエレクトロクロミツク（EC）物質を
用いた調光鏡とは、調光体に反射部材を組み合せ
たものであり、調光体としてはピオロゲンの如く
のEC溶液を２枚の基板間に配したものでも、又、
WO³，Ir₂O₃の如くのEC層を一方の電極上に形成
し、電解液を介して２枚の基板を積層したもので
も使用できるが、着色ムラ、メモリー性、耐候性
等の点からみてEC層を形成するタイプの調光体
の方が好ましい。

この調光体に組み合せられる反射部材として
は、調光体内部に反射部材を配してもよく、又、
調光体裏面側に反射部材を配してもよい。

第１図は、本考案の調光鏡装置の代表例の断面
図であり、透明基板１上にIn₂O₃−SnO₂等の透明
電極２、さらにその上にWO₃，Ir₂O₃，MoO₃等
のEC層３を形成し、又、透明基板４上に透明電
極５を形成して対向電極となし、この２枚の透明
基板１，４を相対向せしめて周辺をシール材６で
シールし、内部に電解質７を注入し、裏面側（図
では右側）に通常の鏡８を配置した調光鏡を示し
ており、表面側（図では左側）に発光素子９と受
光素子１０とその制御及び調光体の駆動する調光
鏡駆動回路１１が設けられている。

このEC物質としては前述の如くのEC物質に限
られなく、有機、無機のいずれでも使用でき、電
圧の印加により可視光域において着消色するもの
であれば使用できる。具体的にはECDに使用さ
れているWO₃が使用されやすく、対向電極に対
して負の電圧印加で着色し、正の電圧印加又は対
向電極との短絡で消色する。

透明電極は、In₂O₃，SnO₂，Au等の蒸着、ス
パツタ、導電フイルムの貼着等で形成されればよ
く、薄青、薄茶、灰色等に着色していても良く、
又、一部に時刻、月日、温度等を表示するための
セグメントを有していても良い。又、抵抗値を下
げるため金属線状物を積層して配することもで
き、対向電極能力向上のためカーボン、遷移金属
化合物を点状、線状に対向電極上に形成しても良
い。

反射部材を調光体内部に設ける場合には、この
対向電極を電解質に溶解しない反射性金属で形成
したり、対向電極の下側に絶縁層を形成して反射
層を形成してもよい。

透明基板は、ガラス、プラスチツク又はそれら
の積層板等が使用でき、必要に応じて強化、着色
等されていても良い。

シール材は、フリツト、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、フツ素樹脂等公知のものが使用でき、
必要に応じて電極トランスフアーを設ける、スペ
ーサーを介する等しても良い。

電解質も公知の種々のものが使用でき、EC及
び透明電極、対向電極に悪影響を生じなく、かつ
ECを着消色させるものであれば使用でき、具体
的には、ブタノール、プロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン等の有機溶媒に、ヨウ化リチ
ウム、過塩素酸リチウム、塩化リチウム、四フツ
化ホウ素リチウム等の支持電解質を10−³mol／
以上加えたものがあり、この他種々の添加物が
加えられる。又、有機溶媒にポリビニルアルコー
ル、ポリビニルアセタール、ポリアクリル酸等の
ゲル状溶液を添加して用いてもよい。

光センサーに用いる発光素子としては、LED、
豆電球、ネオン管等小型の発光素子であれば使用
できるが、ある程度の速さで発光強度を変化させ
られる発光素子が好ましい。

又、受光素子は、太陽電池、フオトトランジス
タ、フオトダイオード、CdS等公知の受光素子が
使用できるが、発光素子の発光強度の変化を判別
できるものが好ましい。

この受光素子の信号により調光鏡駆動回路が制
御される。

〔作用〕

第１図に示した調光鏡の調光動作を説明する。

発光素子９から出た光はEC調光鏡により反射
され受光素子１０に検出され、この検出信号が調
光鏡駆動回路に供給され、EC調光鏡の反射率を
一定に保つようにする。これによりEC調光鏡の
温度、使用条件の変化によらず所定の反射率が確
保できる。

さらにこれに外光受光素子を組み合せれば、常
に正確な自動調光が可能となり、過着色、過消色
によるEC調光鏡の劣化を生じない。又、さらに
EC調光鏡の反射率を好みに合せて調節する手動
調整機構を設けて着消色の濃度差を自由に設定す
ることができる。

この発光素子を交流点灯、即ち100Hz以上の速
さで発光強度を変化させ、この反射光を受光素子
で受け、この発光強度と受光強度との比又は差を
とることにより、受光素子に外光の影響が入るこ
とを防止でき、正確にEC調光鏡の反射率を検出
することができる。なお、この交流点灯は、サイ
ン波でも、三角波でも点灯がON−OFFないし点
灯の明るさの変化するものであればよい。

交流点灯された発光素子からの光は調光鏡で反
射して受光素子に到達し、出力として取り出され
る。この出力には高速で光の強度が変化している
発光素子からの光による交流成分と、外光による
直流成分とがある。なお、外光による影響は一般
にゆつくりとしたものであり、発光素子の交流駆
動に比して２ケタ以上のスピードの差があるた
め、実際にはゆつくりとした交流成分となりうる
が、発光素子の光により交流成分の周波数に比し
たら直流といつてもよい程度であるため、本考案
では直流成分と表現している。

このようにして取り出された交流成分と直流成
分を含む出力信号は、直流成分を除去され、交流
成分のみを取り出し、その電圧を測定すれば反射
率が正確に求められる。前記直流成分を除去する
方法は、直流成分を除去される前の信号を処理し
ていた増幅器等の温度ドリフトやオフセツトによ
り発生する直流成分のノイズをも削除することが
できる。この交流成分の電圧の電圧の測定は、交
流電圧として測定してもよいが、整流して直流値
とする方が、値が平均化してノイズ等に対して強
くなるため好ましい。

このようにして測定された反射率と、所望の反
射率を比較して、所望の反射率となるように調光
鏡への電圧印加回路を制御すればよい。

この反射率の測定は常に連続して行なつてもよ
く、又、間欠的に行なつてもよい。

次に、調光鏡の着消色動作について説明する。

この調光鏡の駆動方法としては主として２種類
ある。

その１つは、着色動作時に透明電極２に電圧を
印加し、消色動作時に透明電極と対向電極を短絡
し、その他の時は、両電極をオープン状態に保つ
ものである。

この方式によれば着色動作時のみに電力を消費
するため、消費電力が少ないという長所がある。

WO₃の如くの代表的ECを用いた場合、この着
色動作時には負の電圧を印加すれば良く、透明電
極がIn₂O₃−SnO₂、ECがWO₃、対向電極がIn₂O₃
−SnO₂で、電解質がプロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトンにLiI0.1M／のものを用い
た場合、−１〜−3V程度の電圧印加で数秒〜数分
間程度で濃く着色することとなる。

この場合、着色したい時、即ち、反射率を低下
させたい時には、EC側透明電極に対向電極に対
して負の電圧を印加すればよく、本考案の発光素
子と受光素子と駆動回路により反射率を測定し、
ある定めた値になつた時に着色動作を終了させ、
両電極をオープン状態とする。

この場合ECはメモリー性があるため電圧を印
加しなくとも同一着色濃度を保つこととなる。

又、逆に消色したい時、即ち反射率を増加させ
たい時には、EC側透明電極と対向電極が短絡さ
れ、ECが放電して消色することとなる。この消
色も瞬間的に行なわれるものではないので徐々に
消色し、所望の反射率になつたところで、両電極
をオープン状態とすればよい。

他の一つの例は、着色濃度を変化させるときに
両電極間に電圧を印加し、変化させないときには
両電極をオープン状態とさせる方式でこの方式で
は着色、消色の両動作時に電力を消費するため前
者の例よりは電力消費は増加するが、消色動作が
速くなるという長所を有している。

もちろん、この方式と前者の方式を組み合せ
て、消色の初期には短絡で、消色の終期では電圧
印加で消色を行うこととし、両方の長所と短所を
組み合せた方式とすることもできる。

この後者を前者の場合と同様に説明すると、着
色したい時、即ち反射率を低下させたい時には、
EC側透明電極に負の電圧が印加されて着色が進
行し、次いでオープン状態とされる。又、消色し
たい時、即ち反射率を増加させたい時には、EC
側透明電極に正の電圧が印加されて消色が進行
し、次いでオープン状態とされる。なお、この駆
動は、さらに他の外光を受ける光センサーを併用
して自動調光してもよく、この調光制御は、外光
の細かい変化に応じて調光するようにしても良
く、又、時定数回路を設け、一定時間外光の強さ
が変化した場合のみ調光するようにしても良く、
手動−自動の切換、温度若しくは時間と透過光量
の多変数による制御とすることもでき、又、細か
く制御すると電力消費が増加するため、一定着色
濃度巾を設定し、その範囲内の変化では調光制御
を行なわなく、それ以上に透過光量の変化がおき
た場合にのみ調光制御するようにしてもよい。

この他、ECとして赤外域にまで着消色するEC
を用いる又は併用するようにして赤外線を調光制
御する、複数の区画に分け区画毎に調光制御する
等しても良く、調光体も紫外線カツトフイルム、
カラーフイルム、飛散防止フイルム等を貼着す
る、電極取り出し部をリード、ピン、プラグ、コ
ネクタ等にする等しても良く、駆動回路の電源自
体も太陽電池で供給しても良く、今後種々の応用
が可能なものである。

〔実施例〕

10cm角のIn₂O₃−SnO₂透明電極を設けたガラス
基板上にWO₃を蒸着したEC側基板と、透明電極
を設けたガラス基板からなる対向電極基板とを相
対向せしめ、周辺をシールして、内部にγ−ブチ
ロラクトンにLiI0.1M／を混合した電解液を注
入して封止して調光体を形成し、この裏面に鏡を
積層して調光鏡とした。

この調光鏡にLEDによる発光素子と、フオト
トランジスタによる受光素子とを設けた駆動回路
を付加した。

この駆動回路のさらに詳しい構成を第２図に示
す。

発光素子２２は発光素子駆動回路２１により、
1KHzの方形波で駆動され、第３図Ａで示される
発光強度を示す。この発光素子から出た光は調光
鏡２０で反射し、受光素子２３に受光され、増巾
回路２４、直流除去回路２５、整流回路２６をへ
て判別回路２７で反射率を測定する。

この反射率に基づいて調光鏡に駆動電圧を印加
するための電圧印加回路を制御する。

第３図は、その波形図であり、Ａは発光素子の
発光強度を示しており、発光強度はｏとａの間で
変化する。Ｂは受光素子が受けた光の強さを示し
ており、Ｃは外光の強さを示す。外光がほとんど
ない時間T₁の間では、受光素子の受光している
光の強度、例えばこの受光素子の出力電圧ｂは、
発光素子の発光強度に比例して増減しており、ｏ
とb₁の間で変化する。このため調光鏡が透明で全
反射している時の（b₁−ｏ）／（ａ−ｏ）の値を
求めておけば、電圧を印加して調光鏡を着色させ
た時の反射率は、この受光素子の出力電圧ｂの値
により容易に正確に求めることができる。しか
し、時間T₂のように外光が入射すると受光素子
の出力電圧は上昇し、b₂とb₃の間で変化すること
になり、b₂又はb₃を取り出して反射率を求めると
100％を越えてしまうこととなり、意味をなさな
い。このため、この出力電圧の変化分のみを取り
出してやればよく、b₃とb₂との差をとり出せばよ
い。これには、b₂とb₃の値を夫々もとめて計算し
てもよいが、外光はゆつくり変化するため直流的
に取り扱えるため、Ｂの出力を直流部を除去する
ため直流除去回路であるコンデンサを通して取り
出し、整流回路で整流し、外光により生じる直流
バイアス分を除去し、交流部分のみを取り出し、
整流により直流電圧に換算することによつて判別
回路で実際の反射率を求めることができる。

これは、発光素子の交流点灯用周波数を100Hz
以上とすることにより、通常の外光の変化のスピ
ードに比して、はるかに速くでき、外光の変化が
あつてもそれらはきわめてゆるやかであり、コン
デンサを通すことにより、ほとんどその影響を除
去でき、高速で交流点灯している発光素子の光の
影響のみを正確に測定することができ、正確な反
射率を求めることができる。

なお、第２図の外光受光素子２９と外光判別回
路３０及び、手動制御回路３１は、オプシヨンの
回路であり、夫々外光による自動調光機能及び手
動制御機能を付加するためのものである。

〔効果〕

本考案の調光鏡は、正確に反射率を測定して制
御できるものであり、温度、外光の影響を受けな
い正確な制御ができ、さらに外光の光センサーを
併用することにより正確な自動調光も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の調光鏡の例の断面図。第２
図は、本考案の実施例のブロツク図。第３図は、
本考案の実施例の波形図。透明基板：１，４、透明電極：２，５、EC物
質：３、鏡：８、発光素子：９、受光素子：１
０、駆動回路：１１。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エレクトロクロミツク物質を用いた調光鏡と光
センサーとを組み合せた調光鏡装置において、調
光鏡の前面側に交流点灯した発光素子と受光素子
とを設け、受光素子の出力の交流成分のみを取り
出して、反射率を測定して調光鏡の着色濃度を制
御することを特徴とする調光鏡装置。