控制光可切换器件的转换制造技术

本发明专利技术提供用于控制光可切换器件的转换的系统、方法和装置。在一个方面，用于可着色窗口的控制器可包括处理器；输入，用于接收来自传感器的输出信号；和指令，用于使所述处理器确定所述可着色窗口的色调水平；以及输出，用于控制所述可着色窗口的色调水平。所述指令可包括所接收到的输出信号和色调水平之间的关系，其中所述关系采用来自外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器的输出信号。在一些情况下，所述控制器可接收网络上的输出信号和/或与网络接口，且在一些情况下，所述控制器可以是未与网络接口的独立控制器。

【技术实现步骤摘要】
分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年4月11日、申请号为201380026428.7、专利技术名称为“控制光可切换器件的转换”的专利技术专利申请案。相关申请案本申请主张2012年4月17日提交的美国专利申请序列号13/449,235的优先权和利益，其命名Brown等人作为专利技术人，题为“CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES”(代理人案卷号SLDMP035)，其以全文引用的方式并入本文中并用于所有目的。
本文所揭示的实施方案一般涉及电致变色器件，更具体地涉及用于电致变色窗的控制器和相关算法。
技术介绍
电致变色是一种现象，即当放置在不同的电子状态中，典型地通过经受电压变化时，材料表现出光学性质的可逆电化学介导的变化。光学性质通常是颜色、透射率、吸光率和反射率中的一者或多者。一种公知的电致变色材料是氧化钨(WO3)。氧化钨是一种阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生透明到蓝色的显色转换。电致变色材料可以并入到例如用于家庭、商业和其它用途的窗口中。这种窗口的颜色、透射率、吸光率和/或反射率可以通过诱导电致变色材料的改变而变化，也就是，电致变色窗是可以电子方式变暗或变亮的窗口。施加到窗口的电致变色器件(EC)的小电压将导致它们变暗；逆转电压使它们变亮。这种能力允许控制通过窗口的光的量，并展现电致变色窗被用作节能器件的机会。虽然电致变色发现于20世纪60年代，但是EC器件，特别是EC窗口，还是不幸地遇到各种问题，且尽管最近在EC技术、装置和制造和/或使用EC器件的相关方法中有许多进步，但还没有开始实现其全部的商业潜力。
技术实现思路
本文公开用于控制光学可切换器件的转换的系统、方法和装置。在一个方面，提供一种限制在设施的内部和外部之间具有至少一个可着色窗口的所述设施的能量消耗的方法。所述可着色窗口中的色调水平可自动地控制。所述方法包括接收来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光。利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系，确定所述可着色窗口的色调水平。提供指令以将所述可着色窗口的色调改为所确定的色调水平。在另一个方面，提供一种用于在设施的内部和外部之间具有至少一个可着色窗口的所述设施的可着色窗口的控制器。所述控制器包括处理器或控制电路；至少一个输入，其用于接收来自一个或多个传感器的输出信号；和指令，其用于使所述处理器或控制电路通过利用所接收到的输出信号和色调水平之间的关系来确定所述可着色窗口中的色调水平。所述关系采用来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光。所述控制器进一步包括至少一个输出，其用于直接或间接控制所述可着色窗口中的色调水平。在另一个方面，提供一种用于控制设施中的能量消耗的系统，所述设施在所述设施的内部和外部之间包含可着色窗口。所述系统包括建筑物管理系统、照明控制面板、网络(所述建筑物管理系统与所述照明控制面板在其上通信)、和用于所述可着色窗口的控制器。所述控制器包括指令，其用于通过利用所接收到的输出信号和色调水平之间的关系来确定所述可着色窗口中的色调水平。所述关系采用来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光。所述控制器进一步包括至少一个输出，其用于直接或间接控制所述可着色窗口中的色调水平。在另一个方面，提供一种使所述设施的能量消耗最小化的方法，所述设施在所述设施的外部和内部之间具有可着色窗口。所述可着色窗口具有可由控制器控制的可调整色调水平。所述方法包括接收指示由所述设施中的加热系统、冷却系统和/或照明的能量或功率消耗的信号，利用指示所述设施中的器件或系统的能量或功率消耗的信号来确定所述可着色窗口的色调水平，和提供指令以设置所述可着色窗口中的色调水平至所确定的色调水平。在另一个方面，提供一种用于在设施的内部和外部之间具有至少一个可着色窗口的所述设施的可着色窗口的控制器。所述控制器包括处理器或控制电路；至少一个输入，其用于接收来自一个或多个传感器的输出信号；和指令，其用于使所述处理器或控制电路通过利用所接收到的输出信号和色调水平之间的关系来确定所述可着色窗口中的色调水平。所述关系采用来自外部光传感器、内部光传感器、外部温度传感器和色调命令的输出信号。所述控制器进一步包括至少一个输出，其用于直接或间接控制所述可着色窗口中的色调水平。在另一个方面，提供一种限制在设施的内部和外部之间具有至少一个可着色窗口的所述设施的能量消耗的方法。所述可着色窗口中的色调水平可自动地控制。所述方法包括接收指示在所述可着色窗口处或附近所接收到的外部辐照度水平的信号，和利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系确定所述可着色窗口的色调水平。所述关系需要(i)当所接收到的辐照度水平通过第一阈值时，从第一较暗色调水平转换到第二较亮色调水平和(ii)当所接收到的辐照度水平通过第二阈值时，从第二较亮色调水平转换到第一较暗色调水平。所述第一和第二阈值不同。所述方法还包括提供指令以将所述可着色窗口的色调改为所确定的色调水平。这些和其他特征和优点将参照相关附图在下文进一步详细地描述。附图说明以下详细描述当结合附图考虑时能更全面地理解，其中：图1A-1C示出形成在玻璃基板(即，电致变色简化物)上的电致变色器件的示意图。图2A和2B示出集成至IGU的如关于图1A-C所述的电致变色简化物的横截面示意图。图3A描绘电致变色器件的示意性横截面。图3B描绘电致变色器件在漂白状态(或转换到漂白状态)的示意性横截面。图3C描绘在图3B中所示的电致变色器件的示意性横截面，但处在着色状态(或转换到着色状态)。图4描绘窗口控制器的框图。图5描绘包括电致变色窗和多个传感器的房间的示意图。图6示出可以被用来确定电致变色窗的色调水平的函数。图7示出可以在图6中所示的函数中使用的加权常数的时间表。图8示出限制在房间的内部和外部之间具有至少一个可着色窗口的房间的能量消耗的方法的流程图。图9示出操作安装在房间的内部和外部之间的可着色窗口的方法的流程图。图10示出外部光传感器在24小时内的光照度相对时间的曲线。图11描绘建筑物管理系统的实施方案的示意图。图12描绘建筑物网络实施方案的框图。具体实施方式本文中所描述的窗口控制器是用于控制可着色窗口，包括电致变色窗。实际上任何可着色和/或反射式窗或镜子将与本文所描述的窗口控制器并用。例如，非电致变色光学可切换器件，例如液晶器件和悬浮颗粒器件可与所描述的窗口控制器并用。本文所描述的窗口控制器显著增强建筑物中的环境控制，例如，当窗口控制器与建筑物管理系统(BMS)集成时。窗口性能、小气候传感和环境控制之间的相互关系在下文中更详细地描述。例如，如图5、图6和图7所示，独立的窗口控制器可接收来自各种传感器，包括外部光传感器、内部光传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种限制设施中能量消耗的方法，其中所述设施在其内部和外部之间具有至少一个可着色窗口且所述可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光；(b)利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系，确定所述可着色窗口的色调水平；和(c)提供指令以将所述可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平；其中确定(b)中的色调水平包括利用所述设施的时间表信息，且其中(b)中所采用的关系是一种表达式，其中色调水平是因变量且输出信号是自变量，或者(b)中所采用的关系是一种查找表，其中对于输出信号值的各种组合指定了色调水平。

【技术特征摘要】
2012.04.17 US 13/449,2351.一种限制设施中能量消耗的方法，其中所述设施在其内部和外部之间具有至少一个可着色窗口且所述可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光；(b)利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系，确定所述可着色窗口的色调水平；和(c)提供指令以将所述可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平；其中确定(b)中的色调水平包括利用所述设施的时间表信息，且其中(b)中所采用的关系是一种表达式，其中色调水平是因变量且输出信号是自变量，或者(b)中所采用的关系是一种查找表，其中对于输出信号值的各种组合指定了色调水平。2.一种限制设施中能量消耗的方法，其中所述设施在其内部和外部之间具有至少一个可着色窗口且所述可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器；(b)利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系，确定所述可着色窗口的色调水平，所述关系部分基于所述设施的时间表信息以及所述窗口是从较暗色调转换到较亮色调还是从较亮色调转换到较暗色调；和(c)提供指令以将所述可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平。3.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括施加电压或电流给所述可着色窗口以驱动色调根据(c)中所提供的指令变化。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中(b)中所用的关系比否则将引起的能量消耗降低由所述设施中的加热系统、冷却系统和/或照明所引起的能量消耗，同时提供适合于占用所述设施的条件。5.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括接收能量或功率消耗信号，所述信号指示所述设施中的加热系统、冷却系统和/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号与所接收到的(a)中的输出信号一起确定所述可着色窗口的色调水平。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述时间表信息包括所述设施的一年中的时间和/或一天中的时间信息。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述时间表信息进一步包括关于所述可着色窗口的地理面向方向、所述设施的一天中的时间以及经度和纬度的信息。8.根据权利要求1所述的方法，其中(b)中所采用的关系部分基于窗口是从较暗色调转换到较亮色调还是从较亮色调转换到较暗色调来指定所述可着色窗口的色调水平。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述输出信号包括来自外部光传感器的输出信号，且其中(b)中所采用的关系需要：(i)当来自所述外部光传感器的输出信号通过第一阈值时，从第一较亮色调水平转换到第二较暗色调水平；和(ii)当来自所述外部光传感器的输出信号通过第二阈值时，从所述第二较暗色调水平转换到所述第一较亮色调水平，且其中所述第一阈值和第二阈值不同。10.根据权利要求2所述的方法，其中(b)中所采用的关系是一种表达式，其中色调水平是因变量且输出信号是自变量。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一阈值在第一辐照度值下达到且所述第二阈值在第二辐照度值下达到，且所述第一值大于所述第二值。12.根据权利要求2所述的方法，其中所述两个或更多个传感器包括能够测量通过所述可着色窗口的光的量的透射传感器。13.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述可着色窗口的色调水平包括使两个或更多个输出信号的每一者分别与一相应的权值相乘，所述确定步骤进一步包括确定相乘的乘积的和。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述权值的至少一者是基于所述时间表信息的。15.一种控制位于设施的内部和外部之间的至少一个可着色窗口的方法，其中所述可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自于包含光伏电池的外部光传感器和/或内部光传感器的输出信号，其中接收所述输出信号包含接收来自网络的传感器输出信号，所述网络包括多个窗口控制器，所述窗口控制器经配置以接收所述输出信号并将指令提供给所述至少一个可着色窗口，其中两个或更多个传感器的至少一者的输出信号在所述多个窗口控制器处接收；(b)利用所接收到的输出信号和所述色调水平之间的关系，确定所述至少一个可着色窗口的色调水平；和(c)提供指令以将所述至少一个可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述网络包含彼此间和/或与所述网络外部的系统之间进行无线通信的多个窗口和多个窗口控制器。17.一种控制位于设施的内部和外部之间的至少一个可着色窗口的方法，其中所述至少一个可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自一个以上外部光传感器的输出信号，其中接收所述输出信号包含接收来自网络的传感器输出信号；(b)将来自所述外部光传感器的输出信号进行互相比较；(c)利用所接收到的输出信号，确定所述至少一个可着色窗口的色调水平；和(d)提供指令以将所述至少一个可着色窗口的色调改为(c)中所确定的色调水平。18.根据权利要求15、16或17所述的方法，其中所述网络包含建筑物管理系统。19.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个窗口控制器的至少一者经配置以接收所述输出信号并将指令提供给所述至少一个可着色窗口。20.根据权利要求15或17所述的方法，其中所述网络是无线网络。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个窗口控制器使用选自包含以下各者的组的协议进行通信，所述组包含蓝牙、WiFi、紫蜂和EnOcean。22.根据权利要求17所述的方法，其进一步包含通过所述比较来确定所述外部光传感器中的一者是否被遮住。23.根据权利要求17所述的方法，其中所述网络包含窗口控制器，所述窗口控制器经配置以接收所述输出信号并将指令提供给所述至少一个可着色窗口。24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包含在多个窗口控制器处接收两个或更多个传感器的至少一者的输出信号。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述网络包含建筑物管理系统，且其中所述窗口控制器与所述建筑物管理系统进行无线通信。26.根据权利要求17所述的方法，其中接收所述输出信号包含接收由位于包含所述至少一个可着色窗口的房间外面的传感器所产生的传感器输出信号。27.根据权利要求17所述的方法，其进一步包含跟踪随着太阳在一天中改变位置在建筑物的一侧上的辐照度和/或光照度。28.根据权利要求17所述的方法，其中接收所述输出信号包含接收来自关联于可着色窗口区域的传感器的输出信号。29.一种控制位于设施的内部和外部之间的至少一个可着色窗口的方法，其中所述至少一个可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自任意两个或更多个传感器的输出信号，其中所述传感器的第一者选自包含以下各者的组：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光，其中所述传感器的第二者是定位于具有所述可着色窗口的建筑物的屋顶的外部光传感器，其中接收所述输出信号包含接收来自网络的传感器输出信号，所述网络包括多个窗口控制器，所述窗口控制器经配置以接收所述输出信号并将指令提供给所述至少一个可着色窗口，且其中所述两个或更多个传感器的至少一者的输出信号是在所述多个窗口控制器处接收的；(b)利用所接收到的输出信号，确定所述至少一个可着色窗口的色调水平；和(c)提供指令以将所述至少一个可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平。30.一种控制位于设施的内部和外部之间的至少一个可着色窗口的方法，其中所述至少一个可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光，其中所述输出信号包含来自关联于包含多个可着色窗口的区域的传感器的输出信号，其中接收所述输出信号包含接收来自网络的传感器输出信号，所述网络包括多个窗口控制器，所述窗口控制器经配置以接收所述输出信号并将指令提供给所述至少一个可着色窗口，且其中所述两个或更多个传感器的至少一者的输出信号在所述多个窗口控制器处接收；(b)利用所接收到的输出信号，确定所述至少一个可着色窗口的色调水平；和(c)提供指令以将所述至少一个可着色窗口的色调改为(b)中所确定的色调水平。31.根据权利要求29或30所述的方法，其中所述网络包含(i)主和/或中间窗口控制器和(ii)端窗口控制器，且其中所述主和/或中间窗口控制器与所述端窗口控制器进行无线通信。32.根据权利要求29或30所述的方法，其中接收所述输出信号包含接收来自一个以上外部光传感器的输出信号，所述方法进一步包括：(i)将来自所述外部光传感器的输出信号进行互相比较；以及(ii)通过所述比较来确定所述外部光传感器中的一者是否被遮住。33.一种控制位于设施的内部和外部之间的至少一个可着色窗口的方法，其中所述至少一个可着色窗口中的色调水平能自动地控制，所述方法包括：(a)接收来自一个以上外部光传感器的输出信号，其中接收所述输出信号包含接收来自网络的传感器输出信号；(b)将来自所述外部光传感器的输出信号进行互相比较；(c)利用所接收到的输出信号，确定所述至少一个可着色窗口的色调水平；和(d)提供指令以将所述至少一个可着色窗口的色调改为(c)中所确定的色调水平。34.一种用于设施的可着色窗口的控制器，所述设施在其内部和外部之间具有至少一个可着色窗口，所述控制器包括：(a)处理器或控制电路；(b)至少一个输入端，其用于接收来自一个或多个传感器的输出信号；(c)指令，其用于使所述处理器或控制电路通过利用所接收到的输出信号和色调水平之间的关系来确定所述可着色窗口中的色调水平，其中所述关系采用来自任意两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器，所述透射传感器检测从外部通过所述可着色窗口的光；(d)至少一个输出，其用于直接或间接控制所述可着色窗口中的色调水平；和(e)逻辑，其用于接收来自所述设施的建筑物管理系统、照明控制面板或安全系统的输出信号中的一个或多个，且进一步包括逻辑，用于接收所述设施中的加热系统、冷却系统和/或照明的能量或功率消耗。35.一种用于设施的可着色窗口的控制器，所述设施在其内部和外部之间具有至少一个可着色窗口，所述控制器包括：(a)处理器或控制电路；(b)至少一个输入端，其用于接收来自两个或更多个选自以下组成的群的传感器的输出信号：外部光传感器、内部光传感器、占用传感器、外部温度传感器和透射传感器；(c)指令，其用于使所述处理器或控制电路通过利用所接收到的两个或更多个输出信号和色调水平之间的关系来确定所述可着色窗口中的色调水平，所述关系部分基于所述设施的时间表信息，其中所述指令包括用于以下操作的指令：将所接收到的两个或更多个输出信号提供给查找表，其中对于所述两个或更多个输出信号值的各种组合指定了色调水平，以及从所述查找表中获得为提供的输出信号所指定的色调水平；和(d)至少一个输出端，其用于根据所确定的色调水平直接或间接地控制所述可着色窗口的色调水平。36.根据权利要求35所述的控制器，其进一步包括施加电压或电流给所述可着色窗口以驱动所述可着色窗口达到由所述指令所确定的色调水平的电源。37.根据权利要求35所述的控制器，其进一步包括逻辑，用于接收来自所述设施的建筑物管理系统、照明控制面板或安全系统的输出信号中的一个或多个。38.根据权利要求35所述的控制器，其进一步包括逻辑，用于提取来自由所述设施的建筑物管理系统、照明控制面板或安全系统所提供的信息的输出信号中的一个或多个。39.根据权利要求34或35所述的控制器，其进一步包括网络接口，用于与包含所述设施的建筑物管理系统、所述设施的照明控制面板和/或所述设施的安全系统的网络通信。40.根据权利要求35所述的控制器，其进一步包括逻辑，用于接收指示所述设施中的加热系统、冷却系统和/或照明的能量或功率消耗的能量或功率消耗信号。41.根据权利要求40所述的控制器，其中所述指令进一步包括用于利用所述能量或功率消耗信号与所接收到的输出信号一起来确定所述可着色窗口的色调水平的指令。42.根据权利要求35所述的控制器，其中所述时间表信息包括一年中的时间和/或一天中的时间信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·C·布朗，蒂皮卡·胡瓦尔，纳姆拉塔·沃拉，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国;US