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公開番号2024064882
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022173830
出願日2022-10-28
発明の名称反射板装置
出願人電気興業株式会社
代理人個人
主分類H01Q 15/14 20060101AFI20240507BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】映像用ディスプレイとRISを共用化することで、例えばデジタルサイネージや大型のディスプレイが設置できる場所に、容易にRIS機能を付加できる反射板装置を提供する。
【解決手段】反射方向制御型メタサーフェス反射板、液晶一体化機構を備える。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、反射板制御部を備える。反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する。上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、アクティブマトリクスとして形成されている。液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を液晶表示装置上に固定する。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆う。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
反射方向制御型メタサーフェス反射板、および、液晶一体化機構を備え、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
前記反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部反射板用電極と前記下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
前記上部反射板用電極、および、前記下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
前記液晶一体化機構は、前記反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記液晶一体化機構は、前記液晶表示装置に対して前記反射方向制御型メタサーフェス反射板を着脱可能に固定する固定部を備え、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
【請求項３】
液晶表示部を備え、
前記液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
前記液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部液晶用電極と前記下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
前記液晶用誘電体層の誘電率と前記反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
【請求項４】
前記液晶表示部と前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は同一層の液晶として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反射板装置。
【請求項５】
前記液晶用誘電体層と前記反射板用誘電体層は略同一平面状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項６】
前記上部液晶用電極と前記上部反射板用電極、または、前記下部液晶用電極と前記下部反射板用電極は、同一のアクティブマトリクスとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項７】
前記アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする、請求項６に記載の反射板装置。
【請求項８】
前記上部液晶用電極と前記上部反射板用電極は透明導電材であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項９】
液晶部を備えた液晶表示装置を構成し、前記液晶部のうち、一部が前記液晶表示部であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項１０】
前記反射板用誘電体層は略十字型であり、
略十字型の前記反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、前記液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶を用いたＲＩＳ（Reconfigurable Intelligent Surface）構成、つまり、反射板装置に関するものであり、特に、移動通信におけるミリ波帯以上のエリア改善を目的とした反射板に関する。
続きを表示（約 4,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば基地局と携帯端末との間で電波により信号の送受信を行う場合、図１に示されるように、従来の電波環境では、基地局と携帯端末間の伝達関数Ｈは固定されている。
これに対し、エリア改善の技術として、動的に反射角を変化できるＲＩＳが検討されている。ＲＩＳは、メタ反射板の表面において位相を制御することにより反射方向を動的に制御することができる反射板である。つまり、図２に示されるように、送信側Ｔから受信側Ｒへの伝達関数Ｈを適切に制御することができる（Ｆ２）。ＲＩＳはSmart Radio Environments（ＳＲＥｓ）を実現するためのキーコンポーネントであり、伝達関数Ｈを動的に最適化することが可能となる。
特許文献１には、反射角を自由に設計できるメタサーフェスが記載されている。特許文献２には、液晶を用い動的に反射角を変える技術が記載されている。また、特許文献３には、液晶ディスプレイ用に、電圧印可のためのTFTに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４８４６５号公報
特表２０１９－５３０３８７号公報
特開２００３－３１５８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＩＳでは、機能実現のため電源・ネットワーク接続・設置場所の確保が必要である。反射板の機能のためだけに、これらの条件を満たす場所を探すことは、専用工事必須・美観の観点から困難と想定される。
つまり、特許文献１ないし３のいずれの技術においても、電源、ネットワーク接続、インストールが別途必要となる。また、特許文献１ないし３はいずれも、映像用ディスプレイとＲＩＳの共用化に言及していない。
そこで、本発明は、映像用ディスプレイの機能と、ＲＩＳの機能の共用化を可能とする装置を実現することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る反射板装置は、
反射方向制御型メタサーフェス反射板、および、液晶一体化機構を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置である。
本発明の請求項２に係る反射板装置は、
液晶一体化機構は、液晶表示装置に対して反射方向制御型メタサーフェス反射板を着脱可能に固定する固定部を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項３に係る反射板装置は、
液晶表示部を備え、
液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部液晶用電極と下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
液晶用誘電体層の誘電率と反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項４に係る反射板装置は、
液晶表示部と反射方向制御型メタサーフェス反射板は同一層の液晶として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反射板装置である。
本発明の請求項５に係る反射板装置は、
液晶用誘電体層と反射板用誘電体層は略同一平面状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項６に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極、または、下部液晶用電極と下部反射板用電極は、同一のアクティブマトリクスとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項７に係る反射板装置は、
アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする、請求項６に記載の反射板装置である。
本発明の請求項８に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極は透明導電材であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項９に係る反射板装置は、
液晶部を備えた液晶表示装置を構成し、液晶部のうち、一部が液晶表示部であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１０に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は略十字型であり、
略十字型の反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１１に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は中央部に形成され、反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１２に係る反射板装置は、
ユニットセルを有し、
それぞれのユニットセルに反射板用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１３に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は、液晶用誘電体層より厚く形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射板装置である。
本発明は、以上の構成により、映像用ディスプレイとＲＩＳを共用化することで、例えばデジタルサイネージや大型のディスプレイが設置できる場所に、容易にRIS機能を付加できる。言い換えれば、電源・ネットワーク接続・工事・美観の全てが解決できる。
例えば、映像用ディスプレイ用の液晶領域と、ＲＩＳ用の液晶領域に分け、それぞれ独立に電圧可変できるように、バイアスを掛けられる構成であるため、ＲＩＳ用の導体および液晶領域を適切に設定することで、ディスプレイ用の液晶の影響を受けずに、独立でＲＩＳの性能を動かすことが可能である。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
電波環境の概念図を示す。
電波環境の概念図を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図３および図４は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
反射板装置１は、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０、および、液晶一体化機構１８を備える。
図３に示されるように、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、上部反射板用電極１１、下部反射板用電極１２、反射板用誘電体層１３、および、反射板制御部１４を備える。
【０００８】
反射板制御部１４は、信号出力部１５を備える。信号出力部１５は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極１１と下部反射板用電極１２の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する
上部反射板用電極１１、および、下部反射板用電極１２は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されている。
【０００９】
液晶一体化機構１８は、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を、液晶表示装置２００上に固定する。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の一部のみを覆うよう構成されている。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０により、液晶の一部のみがおおわれているため、液晶と反射板の機能を両立できる。
【００１０】
本発明の一実施例において、液晶一体化機構１８は、液晶表示装置２００に対して反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を着脱可能に固定する固定部１９を備える。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の中央部は覆わない。
本構成により、取り外し可能であるため、既存の液晶表示装置２００に対して簡単な施工のみで反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を取り付けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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