控制光可切換器件的轉換制造技術

本發明專利技術提供用于控制光可切換器件的轉換的系統、方法和裝置。在一個方面，用于可著色窗口的控制器可包括處理器；輸入，用于接收來自傳感器的輸出信號；和指令，用于使所述處理器確定所述可著色窗口的色調水平；以及輸出，用于控制所述可著色窗口的色調水平。所述指令可包括所接收到的輸出信號和色調水平之間的關系，其中所述關系采用來自外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器的輸出信號。在一些情況下，所述控制器可接收網絡上的輸出信號和/或與網絡接口，且在一些情況下，所述控制器可以是未與網絡接口的獨立控制器。

【技術實現步驟摘要】
分案申請的相關信息本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2013年4月11日、申請號為201380026428.7、專利技術名稱為“控制光可切換器件的轉換”的專利技術專利申請案。相關申請案本申請主張2012年4月17日提交的美國專利申請序列號13/449,235的優先權和利益，其命名Brown等人作為專利技術人，題為“CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES”(代理人案卷號SLDMP035)，其以全文引用的方式并入本文中并用于所有目的。
本文所揭示的實施方案一般涉及電致變色器件，更具體地涉及用于電致變色窗的控制器和相關算法。
技術介紹
電致變色是一種現象，即當放置在不同的電子狀態中，典型地通過經受電壓變化時，材料表現出光學性質的可逆電化學介導的變化。光學性質通常是顏色、透射率、吸光率和反射率中的一者或多者。一種公知的電致變色材料是氧化鎢(WO3)。氧化鎢是一種陰極電致變色材料，其中通過電化學還原發生透明到藍色的顯色轉換。電致變色材料可以并入到例如用于家庭、商業和其它用途的窗口中。這種窗口的顏色、透射率、吸光率和/或反射率可以通過誘導電致變色材料的改變而變化，也就是，電致變色窗是可以電子方式變暗或變亮的窗口。施加到窗口的電致變色器件(EC)的小電壓將導致它們變暗；逆轉電壓使它們變亮。這種能力允許控制通過窗口的光的量，并展現電致變色窗被用作節能器件的機會。雖然電致變色發現于20世紀60年代，但是EC器件，特別是EC窗口，還是不幸地遇到各種問題，且盡管最近在EC技術、裝置和制造和/或使用EC器件的相關方法中有許多進步，但還沒有開始實現其全部的商業潛力。
技術實現思路
本文公開用于控制光學可切換器件的轉換的系統、方法和裝置。在一個方面，提供一種限制在設施的內部和外部之間具有至少一個可著色窗口的所述設施的能量消耗的方法。所述可著色窗口中的色調水平可自動地控制。所述方法包括接收來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光。利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系，確定所述可著色窗口的色調水平。提供指令以將所述可著色窗口的色調改為所確定的色調水平。在另一個方面，提供一種用于在設施的內部和外部之間具有至少一個可著色窗口的所述設施的可著色窗口的控制器。所述控制器包括處理器或控制電路；至少一個輸入，其用于接收來自一個或多個傳感器的輸出信號；和指令，其用于使所述處理器或控制電路通過利用所接收到的輸出信號和色調水平之間的關系來確定所述可著色窗口中的色調水平。所述關系采用來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光。所述控制器進一步包括至少一個輸出，其用于直接或間接控制所述可著色窗口中的色調水平。在另一個方面，提供一種用于控制設施中的能量消耗的系統，所述設施在所述設施的內部和外部之間包含可著色窗口。所述系統包括建筑物管理系統、照明控制面板、網絡(所述建筑物管理系統與所述照明控制面板在其上通信)、和用于所述可著色窗口的控制器。所述控制器包括指令，其用于通過利用所接收到的輸出信號和色調水平之間的關系來確定所述可著色窗口中的色調水平。所述關系采用來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光。所述控制器進一步包括至少一個輸出，其用于直接或間接控制所述可著色窗口中的色調水平。在另一個方面，提供一種使所述設施的能量消耗最小化的方法，所述設施在所述設施的外部和內部之間具有可著色窗口。所述可著色窗口具有可由控制器控制的可調整色調水平。所述方法包括接收指示由所述設施中的加熱系統、冷卻系統和/或照明的能量或功率消耗的信號，利用指示所述設施中的器件或系統的能量或功率消耗的信號來確定所述可著色窗口的色調水平，和提供指令以設置所述可著色窗口中的色調水平至所確定的色調水平。在另一個方面，提供一種用于在設施的內部和外部之間具有至少一個可著色窗口的所述設施的可著色窗口的控制器。所述控制器包括處理器或控制電路；至少一個輸入，其用于接收來自一個或多個傳感器的輸出信號；和指令，其用于使所述處理器或控制電路通過利用所接收到的輸出信號和色調水平之間的關系來確定所述可著色窗口中的色調水平。所述關系采用來自外部光傳感器、內部光傳感器、外部溫度傳感器和色調命令的輸出信號。所述控制器進一步包括至少一個輸出，其用于直接或間接控制所述可著色窗口中的色調水平。在另一個方面，提供一種限制在設施的內部和外部之間具有至少一個可著色窗口的所述設施的能量消耗的方法。所述可著色窗口中的色調水平可自動地控制。所述方法包括接收指示在所述可著色窗口處或附近所接收到的外部輻照度水平的信號，和利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系確定所述可著色窗口的色調水平。所述關系需要(i)當所接收到的輻照度水平通過第一閾值時，從第一較暗色調水平轉換到第二較亮色調水平和(ii)當所接收到的輻照度水平通過第二閾值時，從第二較亮色調水平轉換到第一較暗色調水平。所述第一和第二閾值不同。所述方法還包括提供指令以將所述可著色窗口的色調改為所確定的色調水平。這些和其他特征和優點將參照相關附圖在下文進一步詳細地描述。附圖說明以下詳細描述當結合附圖考慮時能更全面地理解，其中：圖1A-1C示出形成在玻璃基板(即，電致變色簡化物)上的電致變色器件的示意圖。圖2A和2B示出集成至IGU的如關于圖1A-C所述的電致變色簡化物的橫截面示意圖。圖3A描繪電致變色器件的示意性橫截面。圖3B描繪電致變色器件在漂白狀態(或轉換到漂白狀態)的示意性橫截面。圖3C描繪在圖3B中所示的電致變色器件的示意性橫截面，但處在著色狀態(或轉換到著色狀態)。圖4描繪窗口控制器的框圖。圖5描繪包括電致變色窗和多個傳感器的房間的示意圖。圖6示出可以被用來確定電致變色窗的色調水平的函數。圖7示出可以在圖6中所示的函數中使用的加權常數的時間表。圖8示出限制在房間的內部和外部之間具有至少一個可著色窗口的房間的能量消耗的方法的流程圖。圖9示出操作安裝在房間的內部和外部之間的可著色窗口的方法的流程圖。圖10示出外部光傳感器在24小時內的光照度相對時間的曲線。圖11描繪建筑物管理系統的實施方案的示意圖。圖12描繪建筑物網絡實施方案的框圖。具體實施方式本文中所描述的窗口控制器是用于控制可著色窗口，包括電致變色窗。實際上任何可著色和/或反射式窗或鏡子將與本文所描述的窗口控制器并用。例如，非電致變色光學可切換器件，例如液晶器件和懸浮顆粒器件可與所描述的窗口控制器并用。本文所描述的窗口控制器顯著增強建筑物中的環境控制，例如，當窗口控制器與建筑物管理系統(BMS)集成時。窗口性能、小氣候傳感和環境控制之間的相互關系在下文中更詳細地描述。例如，如圖5、圖6和圖7所示，獨立的窗口控制器可接收來自各種傳感器，包括外部光傳感器、內部光傳感本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種限制設施中能量消耗的方法，其中所述設施在其內部和外部之間具有至少一個可著色窗口且所述可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光；(b)利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系，確定所述可著色窗口的色調水平；和(c)提供指令以將所述可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平；其中確定(b)中的色調水平包括利用所述設施的時間表信息，且其中(b)中所采用的關系是一種表達式，其中色調水平是因變量且輸出信號是自變量，或者(b)中所采用的關系是一種查找表，其中對于輸出信號值的各種組合指定了色調水平。

【技術特征摘要】
2012.04.17 US 13/449,2351.一種限制設施中能量消耗的方法，其中所述設施在其內部和外部之間具有至少一個可著色窗口且所述可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光；(b)利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系，確定所述可著色窗口的色調水平；和(c)提供指令以將所述可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平；其中確定(b)中的色調水平包括利用所述設施的時間表信息，且其中(b)中所采用的關系是一種表達式，其中色調水平是因變量且輸出信號是自變量，或者(b)中所采用的關系是一種查找表，其中對于輸出信號值的各種組合指定了色調水平。2.一種限制設施中能量消耗的方法，其中所述設施在其內部和外部之間具有至少一個可著色窗口且所述可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器；(b)利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系，確定所述可著色窗口的色調水平，所述關系部分基于所述設施的時間表信息以及所述窗口是從較暗色調轉換到較亮色調還是從較亮色調轉換到較暗色調；和(c)提供指令以將所述可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平。3.根據權利要求1或2所述的方法，其進一步包括施加電壓或電流給所述可著色窗口以驅動色調根據(c)中所提供的指令變化。4.根據權利要求1或2所述的方法，其中(b)中所用的關系比否則將引起的能量消耗降低由所述設施中的加熱系統、冷卻系統和/或照明所引起的能量消耗，同時提供適合于占用所述設施的條件。5.根據權利要求1或2所述的方法，其進一步包括接收能量或功率消耗信號，所述信號指示所述設施中的加熱系統、冷卻系統和/或照明的能量或功率消耗，以及利用所述能量或功率消耗信號與所接收到的(a)中的輸出信號一起確定所述可著色窗口的色調水平。6.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述時間表信息包括所述設施的一年中的時間和/或一天中的時間信息。7.根據權利要求6所述的方法，其中所述時間表信息進一步包括關于所述可著色窗口的地理面向方向、所述設施的一天中的時間以及經度和緯度的信息。8.根據權利要求1所述的方法，其中(b)中所采用的關系部分基于窗口是從較暗色調轉換到較亮色調還是從較亮色調轉換到較暗色調來指定所述可著色窗口的色調水平。9.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述輸出信號包括來自外部光傳感器的輸出信號，且其中(b)中所采用的關系需要：(i)當來自所述外部光傳感器的輸出信號通過第一閾值時，從第一較亮色調水平轉換到第二較暗色調水平；和(ii)當來自所述外部光傳感器的輸出信號通過第二閾值時，從所述第二較暗色調水平轉換到所述第一較亮色調水平，且其中所述第一閾值和第二閾值不同。10.根據權利要求2所述的方法，其中(b)中所采用的關系是一種表達式，其中色調水平是因變量且輸出信號是自變量。11.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一閾值在第一輻照度值下達到且所述第二閾值在第二輻照度值下達到，且所述第一值大于所述第二值。12.根據權利要求2所述的方法，其中所述兩個或更多個傳感器包括能夠測量通過所述可著色窗口的光的量的透射傳感器。13.根據權利要求10所述的方法，其中確定所述可著色窗口的色調水平包括使兩個或更多個輸出信號的每一者分別與一相應的權值相乘，所述確定步驟進一步包括確定相乘的乘積的和。14.根據權利要求13所述的方法，其中所述權值的至少一者是基于所述時間表信息的。15.一種控制位于設施的內部和外部之間的至少一個可著色窗口的方法，其中所述可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自于包含光伏電池的外部光傳感器和/或內部光傳感器的輸出信號，其中接收所述輸出信號包含接收來自網絡的傳感器輸出信號，所述網絡包括多個窗口控制器，所述窗口控制器經配置以接收所述輸出信號并將指令提供給所述至少一個可著色窗口，其中兩個或更多個傳感器的至少一者的輸出信號在所述多個窗口控制器處接收；(b)利用所接收到的輸出信號和所述色調水平之間的關系，確定所述至少一個可著色窗口的色調水平；和(c)提供指令以將所述至少一個可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平。16.根據權利要求15所述的方法，其中所述網絡包含彼此間和/或與所述網絡外部的系統之間進行無線通信的多個窗口和多個窗口控制器。17.一種控制位于設施的內部和外部之間的至少一個可著色窗口的方法，其中所述至少一個可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自一個以上外部光傳感器的輸出信號，其中接收所述輸出信號包含接收來自網絡的傳感器輸出信號；(b)將來自所述外部光傳感器的輸出信號進行互相比較；(c)利用所接收到的輸出信號，確定所述至少一個可著色窗口的色調水平；和(d)提供指令以將所述至少一個可著色窗口的色調改為(c)中所確定的色調水平。18.根據權利要求15、16或17所述的方法，其中所述網絡包含建筑物管理系統。19.根據權利要求16所述的方法，其中所述多個窗口控制器的至少一者經配置以接收所述輸出信號并將指令提供給所述至少一個可著色窗口。20.根據權利要求15或17所述的方法，其中所述網絡是無線網絡。21.根據權利要求20所述的方法，其中所述多個窗口控制器使用選自包含以下各者的組的協議進行通信，所述組包含藍牙、WiFi、紫蜂和EnOcean。22.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含通過所述比較來確定所述外部光傳感器中的一者是否被遮住。23.根據權利要求17所述的方法，其中所述網絡包含窗口控制器，所述窗口控制器經配置以接收所述輸出信號并將指令提供給所述至少一個可著色窗口。24.根據權利要求23所述的方法，其進一步包含在多個窗口控制器處接收兩個或更多個傳感器的至少一者的輸出信號。25.根據權利要求23所述的方法，其中所述網絡包含建筑物管理系統，且其中所述窗口控制器與所述建筑物管理系統進行無線通信。26.根據權利要求17所述的方法，其中接收所述輸出信號包含接收由位于包含所述至少一個可著色窗口的房間外面的傳感器所產生的傳感器輸出信號。27.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含跟蹤隨著太陽在一天中改變位置在建筑物的一側上的輻照度和/或光照度。28.根據權利要求17所述的方法，其中接收所述輸出信號包含接收來自關聯于可著色窗口區域的傳感器的輸出信號。29.一種控制位于設施的內部和外部之間的至少一個可著色窗口的方法，其中所述至少一個可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自任意兩個或更多個傳感器的輸出信號，其中所述傳感器的第一者選自包含以下各者的組：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光，其中所述傳感器的第二者是定位于具有所述可著色窗口的建筑物的屋頂的外部光傳感器，其中接收所述輸出信號包含接收來自網絡的傳感器輸出信號，所述網絡包括多個窗口控制器，所述窗口控制器經配置以接收所述輸出信號并將指令提供給所述至少一個可著色窗口，且其中所述兩個或更多個傳感器的至少一者的輸出信號是在所述多個窗口控制器處接收的；(b)利用所接收到的輸出信號，確定所述至少一個可著色窗口的色調水平；和(c)提供指令以將所述至少一個可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平。30.一種控制位于設施的內部和外部之間的至少一個可著色窗口的方法，其中所述至少一個可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光，其中所述輸出信號包含來自關聯于包含多個可著色窗口的區域的傳感器的輸出信號，其中接收所述輸出信號包含接收來自網絡的傳感器輸出信號，所述網絡包括多個窗口控制器，所述窗口控制器經配置以接收所述輸出信號并將指令提供給所述至少一個可著色窗口，且其中所述兩個或更多個傳感器的至少一者的輸出信號在所述多個窗口控制器處接收；(b)利用所接收到的輸出信號，確定所述至少一個可著色窗口的色調水平；和(c)提供指令以將所述至少一個可著色窗口的色調改為(b)中所確定的色調水平。31.根據權利要求29或30所述的方法，其中所述網絡包含(i)主和/或中間窗口控制器和(ii)端窗口控制器，且其中所述主和/或中間窗口控制器與所述端窗口控制器進行無線通信。32.根據權利要求29或30所述的方法，其中接收所述輸出信號包含接收來自一個以上外部光傳感器的輸出信號，所述方法進一步包括：(i)將來自所述外部光傳感器的輸出信號進行互相比較；以及(ii)通過所述比較來確定所述外部光傳感器中的一者是否被遮住。33.一種控制位于設施的內部和外部之間的至少一個可著色窗口的方法，其中所述至少一個可著色窗口中的色調水平能自動地控制，所述方法包括：(a)接收來自一個以上外部光傳感器的輸出信號，其中接收所述輸出信號包含接收來自網絡的傳感器輸出信號；(b)將來自所述外部光傳感器的輸出信號進行互相比較；(c)利用所接收到的輸出信號，確定所述至少一個可著色窗口的色調水平；和(d)提供指令以將所述至少一個可著色窗口的色調改為(c)中所確定的色調水平。34.一種用于設施的可著色窗口的控制器，所述設施在其內部和外部之間具有至少一個可著色窗口，所述控制器包括：(a)處理器或控制電路；(b)至少一個輸入端，其用于接收來自一個或多個傳感器的輸出信號；(c)指令，其用于使所述處理器或控制電路通過利用所接收到的輸出信號和色調水平之間的關系來確定所述可著色窗口中的色調水平，其中所述關系采用來自任意兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器，所述透射傳感器檢測從外部通過所述可著色窗口的光；(d)至少一個輸出，其用于直接或間接控制所述可著色窗口中的色調水平；和(e)邏輯，其用于接收來自所述設施的建筑物管理系統、照明控制面板或安全系統的輸出信號中的一個或多個，且進一步包括邏輯，用于接收所述設施中的加熱系統、冷卻系統和/或照明的能量或功率消耗。35.一種用于設施的可著色窗口的控制器，所述設施在其內部和外部之間具有至少一個可著色窗口，所述控制器包括：(a)處理器或控制電路；(b)至少一個輸入端，其用于接收來自兩個或更多個選自以下組成的群的傳感器的輸出信號：外部光傳感器、內部光傳感器、占用傳感器、外部溫度傳感器和透射傳感器；(c)指令，其用于使所述處理器或控制電路通過利用所接收到的兩個或更多個輸出信號和色調水平之間的關系來確定所述可著色窗口中的色調水平，所述關系部分基于所述設施的時間表信息，其中所述指令包括用于以下操作的指令：將所接收到的兩個或更多個輸出信號提供給查找表，其中對于所述兩個或更多個輸出信號值的各種組合指定了色調水平，以及從所述查找表中獲得為提供的輸出信號所指定的色調水平；和(d)至少一個輸出端，其用于根據所確定的色調水平直接或間接地控制所述可著色窗口的色調水平。36.根據權利要求35所述的控制器，其進一步包括施加電壓或電流給所述可著色窗口以驅動所述可著色窗口達到由所述指令所確定的色調水平的電源。37.根據權利要求35所述的控制器，其進一步包括邏輯，用于接收來自所述設施的建筑物管理系統、照明控制面板或安全系統的輸出信號中的一個或多個。38.根據權利要求35所述的控制器，其進一步包括邏輯，用于提取來自由所述設施的建筑物管理系統、照明控制面板或安全系統所提供的信息的輸出信號中的一個或多個。39.根據權利要求34或35所述的控制器，其進一步包括網絡接口，用于與包含所述設施的建筑物管理系統、所述設施的照明控制面板和/或所述設施的安全系統的網絡通信。40.根據權利要求35所述的控制器，其進一步包括邏輯，用于接收指示所述設施中的加熱系統、冷卻系統和/或照明的能量或功率消耗的能量或功率消耗信號。41.根據權利要求40所述的控制器，其中所述指令進一步包括用于利用所述能量或功率消耗信號與所接收到的輸出信號一起來確定所述可著色窗口的色調水平的指令。42.根據權利要求35所述的控制器，其中所述時間表信息包括一年中的時間和/或一天中的時間信息...

【專利技術屬性】
技術研發人員：斯蒂芬·C·布朗，蒂皮卡·胡瓦爾，納姆拉塔·沃拉，
申請(專利權)人：唯景公司，
類型：發明
國別省市：美國;US