特開 2024-157683 調光装置、及び調光方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157683

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】調光装置、及び調光方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13 20060101AFI20241031BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13 505

G02F1/133 505

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072178

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】白鳥 勇介

【テーマコード（参考）】

2H088

2H193

【Ｆターム（参考）】

2H088EA34

2H088GA10

2H088HA02

2H088HA06

2H088JA03

2H088MA10

2H088MA20

2H193ZA27

2H193ZB51

2H193ZE38

2H193ZE40

2H193ZP03

2H193ZQ13

2H193ZR18

(57)【要約】

【課題】電力損失を低減することが可能な調光装置を提供する。
【解決手段】調光装置１は、複数の調光部材２の夫々の一方の端子で構成され、互いに接続された共通電極からなる第一端子群６Ａに印加される中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを出力する電源部１０と、複数の調光部材２の夫々の他方の端子で構成され、互いに分離された分離電極からなる第二端子群６Ｂに第１電圧を印加する第１状態、第二端子群６Ｂに第２電圧を印加する第２状態、及び第二端子群６Ｂへの第１電圧及び第２電圧の印加を停止する第３状態に切り替え可能な状態切替部３０と、第３状態において、第二端子群６Ｂの電位が中間電位になるまで調光部材２に蓄えられた電荷を放電し、第１状態又は第２状態において、電荷の放電を停止する放電部５０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の調光部材の調光率を制御する調光装置であって、
複数の前記調光部材は、複数の前記調光部材の夫々の一方の端子で構成される第一端子群が互いに接続された共通電極で構成され、複数の前記調光部材の夫々の他方の端子で構成される第二端子群が互いに分離された複数の分離電極で構成されており、
前記第一端子群に印加される中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と前記中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを出力する電源部と、
前記第二端子群に前記第１電圧を印加する第１状態、前記第二端子群に前記第２電圧を印加する第２状態、及び前記第二端子群への前記第１電圧及び前記第２電圧の印加を停止する第３状態に切り替え可能な状態切替部と、
前記第３状態において、前記第二端子群の電位が前記中間電位になるまで前記調光部材に蓄えられた電荷を放電し、前記第１状態又は前記第２状態において、前記電荷の放電を停止する放電部と、
を備える調光装置。

【請求項2】

前記放電部は、前記第３状態になる直前に前記第二端子群に前記第１電圧が印加されていた場合は前記第２電位に基づいて前記電荷を放電し、前記第３状態になる直前に前記第二端子群に前記第２電圧が印加されていた場合は前記第１電位に基づいて前記電荷を放電する請求項１に記載の調光装置。

【請求項3】

前記状態切替部は、前記第１状態及び前記第２状態の夫々において、前記調光部材の前記調光率に応じて前記第１電圧及び前記第２電圧の夫々を印加する時間を変更する請求項１又は２に記載の調光装置。

【請求項4】

複数の調光部材の調光率の制御をコンピュータが行う調光方法であって、
複数の前記調光部材は、複数の前記調光部材の夫々の一方の端子で構成される第一端子群が互いに接続された共通電極で構成され、複数の前記調光部材の夫々の他方の端子で構成される第二端子群が互いに分離された複数の分離電極で構成されており、
前記第一端子群に印加される中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と前記中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを切り替えて電源部から出力する出力ステップと、
前記第二端子群に前記第１電圧を印加する第１状態、前記第二端子群に前記第２電圧を印加する第２状態、及び前記第二端子群への前記第１電圧及び前記第２電圧の印加を停止する第３状態のいずれかに切り替える状態切替ステップと、
前記第３状態において、前記第二端子群の電位が前記中間電位になるまで前記調光部材に蓄えられた電荷を放電し、前記第１状態又は前記第２状態において、前記電荷の放電を停止する放電ステップと、
を含む調光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調光部材の調光率を制御する調光装置、及びそのような調光方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光が入射される部分における光の透過率を制御する技術が利用されてきた。このような技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１及び２に記載のものがある。

【0003】

特許文献１には、調光部材について記載されている。この調光部材は、第１電極層と第２電極層とを備えており、第１電極層は複数の電極領域に分かれて配置されている。また、第２電極層は分割されずに一つの電極領域として構成されている。

【0004】

また、特許文献２には、交流電圧により駆動される調光装置について記載されている。この調光装置は、調光層と当該調光層を挟む一対の透明電極層とを有する調光部を備えている。この調光部の一対の透明電極層に亘って、抵抗器が設けられている。これにより、調光部への交流電圧の印加が停止された場合に、透明電極層に残存する電荷を放電している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１８４０４４号公報

【特許文献2】特開２０２０－３６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の調光部材では、第１電極層は複数の電極領域に分割されており、第２電極層は分割されずに共通の電極となっている。しかしながら、この特許文献１は、互いに隣接する電極同士間でのショート発生を抑制することを目的としており、複数に分割された電極領域に対して、調光率を制御することは想定されていない。

【0007】

また、特許文献２に記載の調光装置では、上述したように調光部への交流電圧の印加が停止された場合に、調光層の一対の透明電極層に接続された抵抗器により、調光層に残存する電荷を放電し、調光率制御の応答性を高めている。例えば、電荷をより早く放電するには抵抗器に流れる電流（放電電流）を大きくする必要がある（すなわち、抵抗器の抵抗値を小さくする必要がある）。しかしながら、この調光装置では、調光部への交流電圧の印加時においても抵抗器に電流が流れるので電力損失が増大する（常時、電力損失が生じている）。このため、電力損失を低減する上で、抵抗器の抵抗値を小さくするには限界があり、最適な構成とは言い難い。

【0008】

そこで、調光率制御の応答性を高めつつ、電力損失を低減することが可能な調光装置、及びそのような調光方法が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る調光装置の構成は、複数の調光部材の調光率を制御する調光装置であって、複数の前記調光部材は、複数の前記調光部材の夫々の一方の端子で構成される第一端子群が互いに接続された共通電極で構成され、複数の前記調光部材の夫々の他方の端子で構成される第二端子群が互いに分離された複数の分離電極で構成されており、前記第一端子群に印加される中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と前記中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを出力する電源部と、前記第二端子群に前記第１電圧を印加する第１状態、前記第二端子群に前記第２電圧を印加する第２状態、及び前記第二端子群への前記第１電圧及び前記第２電圧の印加を停止する第３状態に切り替え可能な状態切替部と、前記第３状態において、前記第二端子群の電位が前記中間電位になるまで前記調光部材に蓄えられた電荷を放電し、前記第１状態又は前記第２状態において、前記電荷の放電を停止する放電部と、を備えている点にある。

【0010】

このような構成とすれば、複数の調光部材における第二端子群に第１電圧を印加する第１状態、及び第二端子群に第２電圧を印加する第２状態では、電荷の放電を停止するので、電力損失を低減できる。また、第二端子群への第１電圧や第２電圧の印加を停止する第３状態においてのみ電荷を放電するので、電力損失を低減しつつ、放電を行うことが可能な調光装置を実現できる。更に、第３状態において、第１電位と第２電位との電位差を用いて急速に電荷の放電を行うことができるので、応答性を高め、電力損失の生じる期間を短縮することが可能となる。

【0011】

また、前記放電部は、前記第３状態になる直前に前記第二端子群に前記第１電圧が印加されていた場合は前記第２電位に基づいて前記電荷を放電し、前記第３状態になる直前に前記第二端子群に前記第２電圧が印加されていた場合は前記第１電位に基づいて前記電荷を放電すると好適である。

【0012】

このような構成とすれば、第１電位と第２電位との電位差に基づいて、電荷を放電することができる。したがって、電荷の放電に要する時間を早めて、調光部材の応答性を向上することが可能となる。

【0013】

また、前記状態切替部は、前記第１状態及び前記第２状態の夫々において、前記調光部材の前記調光率に応じて前記第１電圧及び前記第２電圧の夫々を印加する時間を変更してもよい。

【0014】

このような構成とすれば、一方の端子と他方の端子とに亘って第１電圧及び第２電圧を印加する時間を変更することで、実質的に調光部材に与える電位差を変更することができる。したがって、複数の調光部材の夫々について、第１電圧や第２電圧を印加する時間を変更することで、調光部材毎に、調光率を制御することが可能となる。

【0015】

また、本発明に係る調光方法の構成は、複数の調光部材の調光率の制御をコンピュータが行う調光方法であって、複数の前記調光部材は、複数の前記調光部材の夫々の一方の端子で構成される第一端子群が互いに接続された共通電極で構成され、複数の前記調光部材の夫々の他方の端子で構成される第二端子群が互いに分離された複数の分離電極で構成されており、前記第一端子群に印加される中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と前記中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを切り替えて電源部から出力する出力ステップと、前記第二端子群に前記第１電圧を印加する第１状態、前記第二端子群に前記第２電圧を印加する第２状態、及び前記第二端子群への前記第１電圧及び前記第２電圧の印加を停止する第３状態のいずれかに切り替える状態切替ステップと、前記第３状態において、前記第二端子群の電位が前記中間電位になるまで前記調光部材に蓄えられた電荷を放電し、前記第１状態又は前記第２状態において、前記電荷の放電を停止する放電ステップと、を含む点にある。

【0016】

このような構成とすれば、複数の調光部材における第二端子群に第１電圧を印加する第１状態、及び第二端子群に第２電圧を印加する第２状態では、電荷の放電を停止するので、電力損失を低減できる。また、第二端子群への第１電圧や第２電圧の印加を停止する第３状態においてのみ電荷を放電するので、電力損失を低減しつつ、放電を行うことが可能な調光方法を実現できる。更に、第３状態において、第１電位と第２電位との電位差を用いて急速に電荷の放電を行うことができるので、応答性を高め、電力損失の生じる期間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】調光部材が備えられる車両を示す図である。

【図2】調光装置の構成を模式的に示す図である。

【図3】電流の流れを示す図である。

【図4】調光部材の端子間に生じる電圧の波形を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る調光装置は、複数の調光部材の調光率を制御することができるように構成される。以下、本実施形態の調光装置１について説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0019】

図１には、調光装置１により調光率が変更可能である調光部材２を備えた車両３が示される。本実施形態では、車両３の屋根３Ａに設けられるサンルーフに調光部材２が備えられている。図１の例では、複数の調光部材２は、車両３の進行方向前側に設けられた第１調光部材２Ａ、及び車両３の進行方向後側に設けられた第２調光部材２Ｂから構成される。以下の説明では、複数の調光部材２を、２つの調光部材２とし、また、第１調光部材２Ａ、及び第２調光部材２Ｂを総称する場合には、調光部材２として説明する。

【0020】

調光部材２は、印加する交流電圧の振幅値に応じて全光線透過率、拡散光線透過率、平行線透過率、これらから算出される曇り率といった光学的特性を制御可能な、例えば高分子分散型液晶（PDLC：polymer dispersed liquid crystal）や高分子ネットワーク型液晶（PDLC：polymer network liquid crystal）を用いることが可能である。調光装置１は、このような調光部材２の調光率を変更して、車内に照射される透過光の拡散量を調整できるように構成される。ここで調光率とは、光の拡散度合いを調節する割合であって、例えば調光率が大きいと調光部材２を直進する平行線透過率が大きくなる為に透明になり、反対に透過率が小さいと調光部材２を直進する平行線透過率が少なくなる為に濁度が上がり不透明になる。したがって、調光率と平行線透過率とは、車両３の車内に照射される透過光の拡散量を調節する観点では、同じことを意味するものとする。

【0021】

図２は、調光装置１の構成を模式的に示した図である。図２に示されるように、本実施形態の調光装置１は、電源部１０と、電源制御部２０と、状態切替部３０と、状態切替制御部４０と、放電部５０と、放電制御部６０とを備えて構成される。各機能部は、調光部材２の調光率を変更するために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。なお、図２には、バッテリ５も示される。

【0022】

ここで、第１調光部材２Ａ及び第２調光部材２Ｂは、夫々、２つの端子を有する。第１調光部材２Ａ及び第２調光部材２Ｂの夫々の一方の端子で構成される端子群を第一端子群６Ａとし、第１調光部材２Ａ及び第２調光部材２Ｂの夫々の他方の端子で構成される端子群を第二端子群６Ｂとする。本実施形態では、第一端子群６Ａが互いに接続された共通電極となっており、第二端子群６Ｂが互いに分離された分離電極となっている。したがって、第１調光部材２Ａ及び第２調光部材２Ｂの夫々の一方の端子の電位は互いに等しくなり（同電位となり）、第１調光部材２Ａ及び第２調光部材２Ｂの夫々の他方の端子の電位は互いに独立して設定することが可能となる。すなわち、第１調光部材２Ａの一方の端子及び他方の端子の電位差と、第２調光部材２Ｂの一方の端子及び他方の端子の電位差とを、互いに独立して設定することが可能となる。本実施形態では、第一端子群６Ａには中間電位が印加される。中間電位とは、後述する第１電位と第２電位との間の電位である。本実施形態では、第１電位は正の電位であり、第２電位は負の電位である。例えば、中間電位は、第１電位と第２電位に対する絶対値が等しくなる電位、すなわち第１電位と第２電位の中点にあたる電位とすることが可能である。以下では、中間電位が第１電位と第２電位の中点となる電位であるとして説明する。

【0023】

電源部１０は、２つの調光部材２の夫々に印加する印加電圧を出力する。電源部１０は、中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と、中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを出力する。

【0024】

本実施形態では、このような電源部１０として、絶縁型のトランスＴを用いたコンバータが利用される。トランスＴの一次コイルの一端はバッテリ５に接続され、他端はスイッチング素子１０Ｑを介して接地される。スイッチング素子１０Ｑは、例えばＮ型ＭＯＳ－ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が用いられ、この場合には、ドレイン端子がトランスＴの一次コイルの他端に接続され、ソース端子が接地される。ゲート端子は、電源制御部２０に接続される。一次コイルの一端と接地電位との間に、平滑用のコンデンサＣが設けられる。トランスＴの二次コイルの一方の端子には、アノード端子が接続された第１ダイオードＤ１と、カソード端子が接続された第２ダイオードＤ２とが設けられる。トランスＴの二次コイルの他方の端子は中間電位に接続される。また、第１ダイオードＤ１のカソード端子と中間電位との間には平滑用のコンデンサＣ２が設けられ、第２ダイオードＤ２のアノード端子と中間電位との間には平滑用のコンデンサＣ３が設けられる。

【0025】

電源制御部２０は、電源部１０のスイッチング素子１０Ｑを駆動する。電源制御部２０は、スイッチング素子１０Ｑを、所定の周期で閉状態と開状態とに切り替えるように駆動する。これにより、トランスＴの巻き数比及びスイッチング素子１０Ｑの通電状態に応じて電源部１０から第１電圧と第２電圧とを出力することが可能となる。第１電圧は、第１ダイオードＤ１のカソード端子から出力され、中間電位から見たカソード端子の電位である第１電位の電圧に相当する。また、第２電圧は、第２ダイオードＤ２のアノード端子から出力され、中間電位から見たアノード端子の電位である第２電位の電圧に相当する。

【0026】

状態切替部３０は、上述した第二端子群６Ｂに第１電圧を印加する第１状態、第二端子群６Ｂに第２電圧を印加する第２状態、及び第二端子群６Ｂへの第１電圧及び第２電圧の印加を停止する第３状態に切り替え可能に構成される。

【0027】

状態切替部３０は、調光部材２の数に対応して設けられる。本実施形態では、調光装置１は、２つの調光部材２の調光率を制御する。したがって、２つの状態切替部３０が設けられる。２つの状態切替部３０の夫々は、同様に構成されているので、ここでは総称して説明する。

【0028】

状態切替部３０は、第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２との間に亘って、直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子ＱＨとローサイドのスイッチング素子ＱＬとを有する。本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬは、Ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。スイッチング素子ＱＨのドレイン端子は第１ダイオードＤ１のカソード端子に接続され、スイッチング素子ＱＨのソース端子はスイッチング素子ＱＬのドレイン端子に接続される。スイッチング素子ＱＬのソース端子は第２ダイオードＤ２のアノード端子に接続される。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬの夫々のドレイン端子とソース端子とに亘って、ダイオードＱＤが設けられる。ダイオードＱＤは、カソード端子がドレイン端子に接続され、アノード端子がソース端子に接続される。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのゲート端子は、状態切替制御部４０に接続される。

【0029】

状態切替制御部４０は、第二端子群６Ｂに第１電圧を印加する場合には、スイッチング素子ＱＨを閉状態にし、スイッチング素子ＱＬを開状態にする。これにより、電源部１０から接地電位よりも大きい第１電位の第１電圧が、スイッチング素子ＱＨを介して第二端子群６Ｂに印加される。この場合には、第二端子群６Ｂから接地電位に接続された第一端子群６Ａに電流が流れ、調光部材２に電荷が蓄えられる。この状態は、上述した第１状態に相当する。

【0030】

また、状態切替制御部４０は、第二端子群６Ｂに第２電圧を印加する場合には、スイッチング素子ＱＨを開状態にし、スイッチング素子ＱＬを閉状態にする。これにより、電源部１０から接地電位よりも小さい第２電位の第２電圧が、スイッチング素子ＱＬを介して第二端子群６Ｂに印加される。この場合には、接地電位に接続された第一端子群６Ａから第二端子群６Ｂに電流が流れ、調光部材２に電荷が蓄えられる。この状態は、上述した第２状態に相当する。

【0031】

更に、状態切替制御部４０は、第二端子群６Ｂに第１電圧及び第２電圧の印加を停止する場合には、スイッチング素子ＱＨを開状態にし、スイッチング素子ＱＬを開状態にする。この場合には、第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとの間には電流が流れない。この状態は、上述した第３状態に相当する。

【0032】

ここで、上述したように、第１状態及び第２状態では、調光部材２に電荷が蓄えられる。放電部５０は、第３状態において、第二端子群６Ｂの電位が中間電位になるまで調光部材２に蓄えられた電荷を放電するように構成されている。なお、放電部５０は、第１状態又は第２状態においては、電荷の放電を停止するように構成される。

【0033】

放電部５０も、状態切替部３０と同様に、調光部材２の数に対応して設けられる。本実施形態では、調光装置１は、２つの調光部材２の調光率を制御する。したがって、２つの放電部５０が設けられる。２つの放電部５０の夫々は、同様に構成されているので、ここでは総称して説明する。

【0034】

放電部５０は、第二端子群６Ｂに一端が接続された放電抵抗Ｒを有する。放電抵抗Ｒの他端は、第１スイッチング素子Ｑ５１、及び第１放電ダイオードＤ５１を介して第２ダイオードＤ２のアノード端子に接続される。また、放電抵抗Ｒの他端は、第２スイッチング素子Ｑ５２、及び第２放電ダイオードＤ５２を介して第１ダイオードＤ１のカソード端子にも接続される。

【0035】

第１スイッチング素子Ｑ５１は、Ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。第１スイッチング素子Ｑ５１のドレイン端子は、放電抵抗Ｒの他端に接続され、ソース端子は第１放電ダイオードＤ５１のアノード端子に接続される。第１放電ダイオードＤ５１のカソード端子は第２ダイオードＤ２のアノード端子に接続される。

【0036】

また、第２スイッチング素子Ｑ５２も、Ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。第２スイッチング素子Ｑ５２のソース端子は、放電抵抗Ｒの他端に接続され、ドレイン端子は第２放電ダイオードＤ５２のカソード端子に接続される。第２放電ダイオードＤ５２のアノード端子は第１ダイオードＤ１のカソード端子に接続される。

【0037】

第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２の夫々のドレイン端子とソース端子とに亘って、ダイオード５１Ｄが設けられる。ダイオード５１Ｄは、カソード端子がドレイン端子に接続され、アノード端子がソース端子に接続される。第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２のゲート端子は、放電制御部６０に接続される。

【0038】

放電制御部６０は、放電部５０に対して、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第１電圧が印加されていた場合は第２電位に基づいて電荷を放電させる。第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第１電圧が印加されていた場合とは、第３状態になる直前の状態が第１状態であった場合を意味し、第１状態では、電源部１０から接地電位よりも大きい第１電位の第１電圧が、スイッチング素子ＱＨを介して第二端子群６Ｂに印加されている。この場合には、放電制御部６０は、第１スイッチング素子Ｑ５１を閉状態にし、第２スイッチング素子Ｑ５２を開状態にする。これにより、直前の第１状態において第１電位が印加されていた第二端子群６Ｂに、放電抵抗Ｒ、第１スイッチング素子Ｑ５１、第１放電ダイオードＤ５１を介して、第２電位の第２電圧が印加される。このとき、第一端子群６Ａは接地電位が印加されている。したがって、このとき、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとの電位差は第２電位となり、この電位差に基づいて電荷が放電される。このように、放電制御部６０が、第１スイッチング素子Ｑ５１を閉状態にし、第２スイッチング素子Ｑ５２を開状態にすると、第３状態になる直前の第１状態において、調光部材２に蓄えられた電荷が放電される。

【0039】

また、放電制御部６０は、放電部５０に対して、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第２電圧が印加されていた場合は第１電位に基づいて電荷を放電させる。第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第２電圧が印加されていた場合とは、第３状態になる直前の状態が第２状態であった場合を意味し、第２状態では、電源部１０から接地電位よりも小さい第２電位の第２電圧が、スイッチング素子ＱＬを介して第二端子群６Ｂに印加されている。この場合には、放電制御部６０は、第１スイッチング素子Ｑ５１を開状態にし、第２スイッチング素子Ｑ５２を閉状態にする。これにより、直前の第２状態において第２電位が印加されていた第二端子群６Ｂに、放電抵抗Ｒ、第２スイッチング素子Ｑ５２、第２放電ダイオードＤ５２を介して、第１電位の第１電圧が印加される。このとき、第一端子群６Ａは接地電位が印加されている。したがって、このとき、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとの電位差は第１電位となり、この電位差に基づいて電荷が放電される。このように、放電制御部６０が、第１スイッチング素子Ｑ５１を開状態にし、第２スイッチング素子Ｑ５２を閉状態にすると、第３状態になる直前の第２状態において、調光部材２に蓄えられた電荷が放電される。

【0040】

図３は、調光部材２への充電時、及び調光部材２からの放電時における電流の流れを模式的に示した図である。図３では、理解を容易にするために、図２で示したダイオードや各種制御部は省略している。

【0041】

まず、調光部材２の調光率が所期の調光率となるように電源部１０から第１電位の第１電圧を印加する。この場合には、図３の（ａ）に示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨが閉状態にされる。これにより、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとに亘って、第１電圧が印加される。このとき、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＬ、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２は開状態とされる。したがって、調光部材２に対して第１電位の第１電圧を印加している場合には、放電部５０を介して電荷が放電されないので、電力損失の増大を抑制できる。

【0042】

次に、調光部材２に蓄えられた電荷を放電する場合には、図３の（ｂ）に示されるように、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１が閉状態にされる。これにより、調光部材２に蓄えられた電荷が放電部５０を介して放電される。このとき、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬ、放電部５０の第２スイッチング素子Ｑ５２は開状態とされる。

【0043】

放電が完了すると、図３の（ｃ）に示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬと、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２とが開状態にされる。このとき、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとの電位差は零である。

【0044】

次に、調光部材２に電源部１０から第２電位の第２電圧を印加する。この場合には、図３の（ｄ）に示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＬが閉状態にされる。これにより、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとに亘って、第２電圧が印加される。このとき、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２は開状態とされる。したがって、調光部材２に対して第２電位の第２電圧を印加している場合には、放電部５０を介して電荷が放電されないので、電力損失の増大を抑制できる。

【0045】

次に、調光部材２に蓄えられた電荷を放電する場合には、図３の（ｅ）に示されるように、放電部５０の第２スイッチング素子Ｑ５２が閉状態にされる。これにより、調光部材２に蓄えられた電荷が放電部５０を介して放電される。このとき、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬ、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１は開状態とされる。

【0046】

放電が完了すると、図３の（ｆ）に示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬと、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２とが開状態にされる。このとき、調光部材２の第一端子群６Ａと第二端子群６Ｂとの電位差は零である。

【0047】

以上のように、調光装置１は、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬの開閉状態と、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２の開閉状態とを制御する。

【0048】

図４の（ａ）には、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬを、１００％のオンＤＵＴＹで駆動した場合の第二端子群６Ｂの電圧波形が示される。図４の（ａ）の例では、縦軸を第二端子群６Ｂの電圧とし、横軸を時間としている。ｔ１からｔ３までが、調光部材２の状態を切り替える切替制御上の１周期にあたる。ｔ１からｔ２までの間は、図３の（ａ）で示される第１状態とされ、ｔ２からｔ３までの間は、図３の（ｄ）で示される第２状態とされる。この場合には、図３の（ｂ）や、図３の（ｅ）のような放電部５０による調光部材２の電荷の放電は行われない。

【0049】

図４の（ｂ）には、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬを、５０％のオンＤＵＴＹで駆動した場合の第二端子群６Ｂの電圧波形が示される。この場合には、ｔ１１からｔ１７までが、調光部材２の状態を切り替える切替制御上の１周期にあたる。ｔ１１からｔ１２までの間は、図３の（ａ）で示される第１状態とされ、ｔ１２からｔ１３までの間は、放電部５０により調光部材２の電荷が放電される。放電後、ｔ１３からｔ１４の間は、図３の（ｃ）で示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬと、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２とが開状態にされる。ｔ１４からｔ１５までの間は、図３の（ｄ）で示される第２状態とされ、ｔ１５からｔ１６までの間は、放電部５０により調光部材２の電荷が放電される。放電後、ｔ１６からｔ１７の間は、図３の（ｆ）で示されるように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬと、放電部５０の第１スイッチング素子Ｑ５１及び第２スイッチング素子Ｑ５２とが開状態にされる。

【0050】

説明は省略するが、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬを、２５％のオンＤＵＴＹで駆動した場合の電圧波形が、図４の（ｃ）に示され、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬを、１２．５％のオンＤＵＴＹで駆動した場合の電圧波形が、図４の（ｄ）に示される。図４の（ｃ）の場合には、ｔ２１からｔ２７までが、調光部材２の状態を切り替える切替制御上の１周期にあたり、図４の（ｄ）の場合には、ｔ３１からｔ３７までが、調光部材２の状態を切り替える切替制御上の１周期にあたる。

【0051】

上述したように、本実施形態では第二端子群６Ｂが共通電極となっている。また、調光装置１には、単一の電源部１０が設けられている。このため、第１調光部材２Ａと第２調光部材２Ｂとの夫々の調光率を互いに異ならせたい場合でも、第１調光部材２Ａの他方の電極と、第２調光部材２Ｂの他方の電極とに、夫々互いに異なる電圧値（第１電圧及び第２電圧）を印加することができない。そこで、本実施形態では、状態切替制御部４０は、状態切替部３０に対して、第１状態及び第２状態の夫々において、調光部材２の調光率に応じて第１電圧及び第２電圧の夫々を印加する時間を変更するとよい。第１電圧及び第２電圧の夫々を印加する時間を変更するとは、上述したように、状態切替部３０のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬの夫々に対する、オンＤＵＴＹを変更することを意味する。これにより、調光部材２に印加する電圧の電圧値を、実質的に変更することができ、所期の調光率を実現することが可能となる。

【0052】

以上のように、本調光装置１によれば、調光装置１に所定の電圧値の電圧を印加すると共に、当該電圧を印加していない場合において、調光部材２に蓄えられた電荷を放電することが可能となる。上述した調光装置１の制御は、２つの調光部材２の調光率の制御をコンピュータが行う調光方法として規定することも可能である。

【0053】

まず、電源部１０から、中間電位よりも大きい第１電位の第１電圧と中間電位よりも小さい第２電位の第２電圧とを切り替えて出力する。このような電源部１０から第１電圧と第２電圧とを切り替えて出力する制御は、上述した調光方法における出力ステップに相当する。

【0054】

また、状態切替部３０が、第二端子群６Ｂに第１電圧を印加する第１状態、第二端子群６Ｂに第２電圧を印加する第２状態、及び第二端子群６Ｂへの第１電圧及び第２電圧の印加を停止する第３状態のいずれかに切り替える。このような状態切替部３０が、第１状態、第２状態、及び第３状態のいずれかに切り替える制御は、上述した調光方法における状態切替ステップに相当する。

【0055】

更に、放電部５０が、第３状態において、第二端子群６Ｂの電位が中間電位になるまで調光部材２に蓄えられた電荷を放電し、第１状態又は第２状態において、電荷の放電を停止する。このような放電部５０が、第３状態において電荷を放電し、第１状態及び第２状態において電荷の放電を停止する制御は、上述した調光方法における放電ステップに相当する。

【0056】

調光装置１は、このような調光方法によって、２つの調光部材２の調光率を変更し、また、調光部材２に蓄えられた電荷を放電することが可能となる。

【0057】

上記実施形態では、複数の調光部材２として、２つの調光部材２を例に挙げて説明した。しかしながら、複数の調光部材２は、３つ以上であってもよい。この場合には、状態切替部３０及び放電部５０も、調光部材２の個数に応じて設けるとよい。

【0058】

上記実施形態では、放電部５０は、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第１電圧が印加されていた場合は第２電位に基づいて電荷を放電し、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第２電圧が印加されていた場合は第１電位に基づいて電荷を放電するとして説明した。しかしながら、放電部５０は、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第１電圧が印加されていた場合は第１電位に基づいて電荷を放電し、第３状態になる直前に第二端子群６Ｂに第２電圧が印加されていた場合は第２電位に基づいて電荷を放電するように構成することも可能である。また、放電部５０は、第１電位及び第２電位の双方に基づいて電荷を放電するように構成することも可能である。

【0059】

上記実施形態では、第一端子群６Ａが分離電極であり、第二端子群６Ｂが共通電極であるとして説明した。しかしながら、第一端子群６Ａを共通電極とし、第二端子群６Ｂを分離電極として構成することも可能である。

【0060】

また、調光部材２の一方の端子の夫々と他方の端子の夫々とは、互いに分離して構成することも可能である。すなわち、第一端子群６Ａを分離電極とし、第二端子群６Ｂを分離電極として構成することも可能である。この場合には、電源部１０から出力される第１電圧及び第２電圧は、調光部材２の調光率に応じて第１電位及び第２電位を設定すると好適である。このような構成であっても、複数の調光部材２の夫々の調光率を制御することが可能である。

【0061】

上記実施形態では、中間電位が第１電位と第２電位の中点となる電位であるとして説明したが、中間電位は、第１電位より小さく、且つ、第２電位よりも大きければ、中点となる電位でなくてもよい。

【0062】

上記実施形態では、電源部１０として絶縁型のトランスＴを用いたコンバータが利用されるとして説明したが、電源部１０は基準電位を有する正負両電位の出力が可能な構成であれば、絶縁型のトランスＴを用いたコンバータでなくてもよい。すなわち、電源部１０は、非絶縁型のコンバータ（例えば、チョッパ型の電源など）であってもよい。

【0063】

本発明は、調光部材の調光率を制御する調光装置、及びそのような調光方法に用いることが可能である。

【符号の説明】

【0064】

１：調光装置
２：調光部材
６Ａ：第一端子群
６Ｂ：第二端子群
１０：電源部
３０：状態切替部
５０：放電部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】