(57)【要約】  可変透過窓用の制御システムについて開示する。当該システムは、少なくとも一つの電気光学素子、ローカル制御回路、及び、フィードバック回路を備える。ローカル制御回路は、導電性供給部を介して電気光学素子と通信する。フィードバック回路は、導電性供給部と通信し、ローカル制御回路にフィードバック信号を伝達するように構成される。ローカル制御回路は、フィードバック信号を受信して、当該フィードバック信号に応じて導電性供給部へ伝送される出力電圧を調整するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変透過窓用の制御システムであって、
少なくとも一つの電気光学素子と、
導電性供給部を介して前記電気光学素子と通信するローカル制御回路であって、出力電圧を制御するように構成されたローカル制御回路と、
前記導電性供給部と通信して、前記導電性供給部にて受信した供給電圧を測定し、フィードバック信号を前記ローカル制御回路に伝達するように構成されたフィードバック回路と、
を備え、
前記ローカル制御回路は、
前記フィードバック信号を受信し、
前記フィードバック信号に基づき、前記供給電圧を識別し、
前記供給電圧を、最適電圧レベルと比較し、
前記比較に応じて前記出力電圧を調整する、ように構成されている
システム。
【請求項２】
前記供給電圧は、前記ローカル制御回路の回路に起因する一つ以上の損失を備える、前記導電性供給部へ伝送される電圧である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ローカル制御器は、さらに、前記供給電圧の前記最適電圧レベルとの前記比較に基づき、前記供給電圧と前記最適電圧レベルとの間の差を制限するよう、前記出力電圧を調整するように構成されている、請求項１〜２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記ローカル制御器は、当該電気光学素子の透過性の変化率を最適化するよう、前記電気光学素子へ出力される前記出力電圧の電位を増加させるように構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも一つの電気光学素子は、複数の電気光学素子に相当し、各々がローカル制御回路を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数のローカル制御回路と通信するマスター制御回路であって、マスター制御入力を伝達するように構成され、それによって、前記複数のローカル制御回路の各々の透過レベルを制御するマスター制御回路と、をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ローカル制御回路の各々は、前記電気光学素子の透過レベルを制御するために、ローカル入力を受信するように構成されたユーザインタフェースを備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ローカル制御回路は、前記透過レベルの制御のための前記ローカル入力よりも、前記マスター制御入力を優先するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記電気光学素子は、エレクトロクロミック素子である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記フィードバック回路は、前記ローカル制御回路が供給電圧を測定するよう動作可能であるように、前記導電性供給部に供給される電流の流れを識別するように構成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ローカル制御回路は、さらに、メモリの中に示される所定の電圧レベルに基づき、最適電圧を判定するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
可変透過窓の透過レベルを制御する方法であって、
前記可変透過窓の導電性供給部にて、供給電圧を測定する工程と、
フィードバック信号として、制御器に前記供給電圧を伝達する工程と、
前記制御器にて前記フィードバック信号を受信する工程と、
前記フィードバック信号に基づき、前記導電性供給部における前記供給電圧を識別する工程と、
前記供給電圧を最適電圧レベルと比較する工程と、
前記比較に応じて出力電圧を調整する工程であって、前記出力電圧を調整することによって前記導電性供給部における前記供給電圧の損失を補正する工程と、
を含む方法。
【請求項１３】
前記最適電圧は、前記導電性供給部へ供給され、それによって前記可変透過窓の透過レベルの変化率を最大化するように意図された電圧に相当する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記出力電圧の前記調整は、前記供給電圧と前記最適電圧レベルとの間の差を制限することを含む、請求項１２〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記供給電圧の測定は、前記制御器の中のドライブ回路による電圧損失を識別する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
可変透過窓用の制御システムであって、
少なくとも一つの電気光学素子と、
導電性供給部を介して前記電気光学素子と通信するローカル制御回路と、
前記導電性供給部と通信し、前記ローカル制御器にフィードバック信号を伝達するように構成されたフィードバック回路と、
を備え、
前記ローカル制御回路は、
前記フィードバック信号を受信し、
前記フィードバック信号に応じて、前記導電性供給部へ伝送される出力電圧を調整するように構成されている
システム。
【請求項１７】
前記フィードバック回路は、前記導電性供給部にて供給電圧を測定するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ローカル制御器は、さらに、前記フィードバック信号に基づき、前記供給電圧を識別するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ローカル制御器は、さらに、前記導電性供給部へ供給される最適電圧レベルと、前記供給電圧と、を比較するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ローカル制御器は、さらに、前記供給電圧の最適電圧レベルとの前記比較に基づき、前記供給電圧と最適電圧レベルとの間の差を制限するために、前記出力電圧を調整するように構成されている、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ローカル制御器は、さらに、導電性供給部と通信し、前記制御電圧を前記電気光学素子へ伝送するように構成されたドライバ回路を備える、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記電気光学素子は、エレクトロクロミック素子である、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して可変透過窓（透過性が可変の窓）に関する。より具体的には、本発明は、可変透過窓の透過性を制御する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミック光フィルタなど、可変透過性光フィルタが、建築物の窓や天窓、ならびに、車両用の窓、サンルーフ及びバックミラーにおける使用に対して提案されてきた。そのような可変透過率光フィルタによって、窓を通る日中の直射または反射日光の透過率を低減する一方、夜間にはそのような透過率を低減しない。そのような光フィルタは、煩わしいまぶしい光及び周囲の明るさを低減するだけでなく、窓を通る日光の透過により生じる、退色及び生成される熱をも低減する。
【０００３】
可変透過窓は、いくつかの理由から商業的には広く受け入れられていない。第一に、可変透過窓は、その組み立てに必要な材料のコストが原因で、非常に高価となる傾向があり、その複雑な組み立てから大量生産が困難となり得る。加えて、エレクトロクロミック窓は、当該窓に使用されるエレクトロクロミック材料の劣化のため、従来の窓よりも寿命が短くなる傾向がある。追加されるコストとより短い寿命との組み合わせにより、多くの建築家、設計者及び建設業者が、エレクトロクロミック窓を使用するのを思いとどまってきた。
【０００４】
可変透過窓はまた、例えば、バス、飛行機、電車、船及び自動車など、乗客の輸送向けに設計される車両にも商業的に広くは受け入れられていない。発明者は、これらのタイプの車両で可変透過窓の使用を提供するには、上に既に述べた点に加えて、さらに課題があると認識している。これらの課題は、複数の可変透過窓の効果的で協調した個別の中央制御を提供すること、個々のまたは集団の乗客ニーズに応じて複数の操作モードを提供すること、窓の透過率状態を迅速に変化させる能力を提供すること、システムの電力消費を最小化すること、水分及び電力の急増などの環境要因から保護すること、窓を過剰な熱及び物理的な外部負荷から保護すること、比較的経験の浅いユーザが窓について理解し制御することが可能になるユーザインタフェースを提供すること、を含み得るが、これらに限定されない。発明者はまた、製造上の課題が、上で特定したニーズに対処するために必要とされるシステム特徴部を提供することに対する障壁となり得ると認識している。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様に従い、可変透過窓用の制御システムが開示される。当該システムは、少なくとも一つの電気光学素子、ローカル制御回路、及び、フィードバック回路を備える。ローカル制御回路は、導電性供給部を介して電気光学素子と通信し、出力電圧を制御するように構成される。フィードバック回路は、導電性供給部と通信する。フィードバック回路は、導電性供給部にて受信した供給電圧を測定し、ローカル制御回路にフィードバック信号を伝達するように構成される。ローカル制御回路は、フィードバック信号を受信し、当該フィードバック信号に基づき、供給電圧を識別するように構成される。フィードバック信号に基づき、ローカル制御回路は、供給電圧を最適電圧レベルと比較し、当該比較に応じて出力電圧を調整するように構成される。
【０００６】
本発明の別の態様に従い、可変透過窓の透過レベルを制御する方法が開示される。当該方法は、可変透過窓の導電性供給部にて供給電圧を測定する工程と、フィードバック信号として供給電圧を制御器に伝達する工程とを含む。当該方法はさらに、制御器にてフィードバック信号を受信する工程と、当該フィードバック信号に基づき、導電性供給部にて供給電圧を識別する工程と、供給電圧を最適電圧レベルと比較する国定と、を含む。当該比較に応じて、当該方法はさらに出力電圧を調整する工程を含む。出力電圧が調整されることによって、導電性供給部にて供給電圧の損失が補正される。
【０００７】
本発明のさらに別の態様に従い、可変透過窓用の制御システムが開示される。当該システムは、少なくとも一つの電気光学素子、ローカル制御回路、及び、フィードバック回路を備える。ローカル制御回路は、導電性供給部を介して電気光学素子と通信する。フィードバック回路は、導電性供給部と通信し、ローカル制御回路にフィードバック信号を伝達するように構成される。ローカル制御回路は、フィードバック信号を受信して、当該フィードバック信号に応じて導電性供給部へ伝送される出力電圧を調整するように構成される。
【０００８】
上の態様は、別々にまたは様々な組み合わせで実装されてもよい。異なる態様として、または異なる実施形態において記載されているが、それらの特徴は必ずしも相互に排他的ではなく、共に使用されてもよい。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴、利点及び目的は、以下の明細書、特許請求の範囲及び添付図面を参照することにより、当業者によってさらに理解及び認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面において、
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う、可変透過窓を組み込む、多数乗客向け車両の概略図である。
【００１２】
【図２】図２は、本発明に従う、可変透過窓を制御するシステムを概して図示する、ブロック図である。
【００１３】
【図３】図３は、本発明に従う、可変透過窓を制御するシステムを概して図示する、詳細なブロック図である。
【００１４】
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従う、可変透過窓及び当該可変透過窓を制御するシステムを概して図示する、正面図である。
【００１５】
【図５】図５は、図４に示す可変透過窓に用いられる、エレクトロクロミック素子の一つのパネルの斜視図である。
【００１６】
【図６】図６は、図４に示す可変透過窓及び支持構造体を、ＶＩ−ＶＩ線で切り取った部分断面図である。
【００１７】
【図７】図７は、感知電極付きの可変透過窓制御システム、及び感知電極なしの可変透過窓制御システムに対する、秒を単位とする電流制限対遷移時間のグラフである。
【００１８】
【図８】図８は、本開示に従い、供給電圧の電圧感知を備える可変透過窓制御システムと、従来の制御システムと、の性能比較を実証するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここでは、本発明の好ましい実施態様を詳細に参照する。その例を添付図面に示す。可能な限り、同一または類似部品に言及するのに、図面全体を通して、同一の参照番号を使用するであろう。
【００２０】
本明細書での説明のため、用語「上側」、「下側」、「右」、「左」、「後部」、「正面」、「垂直」、「水平」、「上部」、「底部」及びそれらから派生したものは、図面に示す通り本発明に関するものとする。ただし、本発明が様々な代替の配向を取ってもよいことは理解されるべきであるが、それと反することを明示的に指定する場合を除く。また、添付の図面に示し、以下の明細書に記載する特定のデバイスは、添付の特許請求の範囲に定義する、発明の概念の単なる例示的実施形態にすぎないこともまた、理解されるべきである。よって、特許請求の範囲に明示的に別段の定めがある場合を除き、本明細書に開示される実施形態に関係する具体的な寸法、割合及び他の物理的特性は、限定とみなされるべきではない。
【００２１】
本発明は、複数の可変透過窓の透過性（透過率）を制御する、新規の電気制御システムに関連する。可変透過窓の例には、同一出願人による「ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＭＥＤＩＵＭ  ＨＡＶＩＮＧ  Ａ  ＣＯＬＯＲ  ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ」と題する米国特許第６，４０７，８４７号、「ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」と題する米国特許第６，２３９，８９８号、「ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＤＥＳＩＧＮ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許第６，５９７，４８９号、及び「ＥＬＥＣＴＲＯ−ＯＰＴＩＣ  ＷＩＮＤＯＷ  ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ  Ａ  ＤＩＳＣＲＥＴＥ  ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国特許第５，８０５，３３０号に概して記載される窓など、窓に印加される電気信号に基づき、それらの透過率を変化可能な窓を含み、それら各々の全体の開示は、当該参照によって本明細書に組み込まれる。窓内に使用されてもよいエレクトロクロミックデバイスの例は、「ＣＯＬＯＲ−ＳＴＡＢＩＬＩＺＥＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許第６，４３３，９１４号、「ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＭＥＤＩＡ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮ−ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ，  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＥＯＦ  ＡＮＤ  ＵＳＥ  ＩＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」と題する米国特許第６，１３７，６２０号、「ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＭＩＲＲＯＲ  ＷＩＴＨ  ＴＷＯ  ＴＨＩＮ  ＧＬＡＳＳ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  ＡＮＤ  Ａ  ＧＥＬＬＥＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ  ＭＥＤＩＵＭ」と題する米国特許第５，９４０，２０１号、及び「ＶＥＨＩＣＵＬＡＲ  ＲＥＡＲＶＩＥＷ  ＭＩＲＲＯＲ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  ＡＮＤ  ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ  ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ  ＴＨＥＳＥ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ」と題する米国特許出願第２００６／００５６００３号に記載され、それら各々の全体の開示は、当該参照によって本明細書に組み込まれる。可変透過窓、及びそれらを制御するシステムの他の例は、同一出願人による「ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＷＩＮＤＯＷ  ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＳ」と題する米国特許第７，０８５，６０９号、「ＳＹＳＴＥＭ  ＴＯ  ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ，  ＬＩＮＫ，  ＡＮＤ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＷＩＮＤＯＷＳ  ＡＮＤ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＷＩＮＤＯＷ  ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＳ」と題する米国特許第６，５６７，７０８号に開示され、それら各々の全体の開示は、当該参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２２】
図１は、可変透過窓１０を用いる、多数乗客向け車両の図式表示である。可変透過窓１０を用いる大量輸送の多数乗客向け車両は、例えば、航空機１２、バス１４及び電車１６を含む。他の多数乗客向け車両を含む、いかなる形態の車両をも、可変透過窓１０を用いてもよいことは、理解されるべきである。図１に概して図示する多数乗客向け車両はまた、可変透過窓１０を制御する窓制御システム（図示せず）を含む。
【００２３】
図２は、車両に用いられ得る、複数の可変透過窓１０を図示する。窓は、可変透過窓１０の透過率状態を制御するために、可変透過窓１０に電気的に連結される窓制御システム１８と通信し得る。窓制御システム１８は、可変透過窓１０の各々の透過率を制御するために、可変透過窓１０の各々に連結される窓制御ユニット２０を含む。各窓制御ユニット２０は、関連する可変透過窓１０の透過率状態を制御する、ローカル制御回路２２を含む。各窓制御ユニット２０はまた、関連する可変透過窓１０の透過率状態を変更するように、ローカル制御回路２２へのユーザ入力を提供するために、ローカル制御回路２２に連結されるユーザ入力機構２４を有して示されている。各窓制御ユニット２０はまた、ローカル制御回路２２、ユーザ入力機構２４及び可変透過窓１０への電力を提供するために、電力線及びアース線２６に連結されて示されている。図示の通り、電力は、電力線及びアース線２６から、ローカル制御回路２２を介して、可変透過窓１０へ提供される。
【００２４】
各窓制御ユニット２０はまた、窓制御システムバス２８に連結されて示されている。窓制御システムバス２８に連結される他のデバイスは、マスター制御回路３０及び他の電子デバイス３２を含む。マスター制御回路３０は、窓制御ユニット２０の各々により窓制御システムバス２８に提供される信号を監視し、窓制御ユニット２０の各々へのバスの制御信号を提供するように構成される。マスター制御回路３０は、論理、メモリ及びバスインタフェース回路を含む処理回路を含み、マスター制御回路３０が、窓制御システムバス２８の信号を生成し、送信し、受信し、復号することが可能になる。窓制御ユニット２０の各々に含まれるローカル制御回路２２は、ユーザ入力機構２４から所望の窓透過率状態を受信し、可変透過窓１０の透過率状態を、ユーザ入力機構２４によってユーザが要求する状態へ変更するように、可変透過窓１０への電気信号を提供するように構成される。
【００２５】
ローカル制御回路２２はまた、可変透過窓１０により消費される電力と、可変透過窓１０の透過率状態と、を含む、可変透過窓１０の様々な特徴を監視するように構成される。一部の実施形態では、ローカル制御回路２２は、エレクトロクロミック素子４６またはエレクトロクロミック供給部４２及び４４へ供給される送達電圧または電流を識別するために、所望のまたは最適な電圧レベルを識別するための、一つ以上の電圧レベルを記憶するように構成されたメモリを備えてもよい。所望のまたは最適な電圧レベルは、ローカル制御回路用の特定のハードウェアまたは構成要素、及び窓制御システム１８の他の構成要素に基づいて、事前に算定されてもよい。ローカル制御回路２２はまた、窓制御システムバス２８から信号を受信し、窓制御システムバス２８へ信号を送信する回路を含む。
【００２６】
マスター制御回路３０は、窓制御システムバス２８を介して窓制御ユニット２０へ、オーバーライド信号を発行するように構成される。これらのオーバーライド信号は、窓制御ユニット２０の各々のローカル制御回路２２に、可変透過窓１０の透過率状態を、マスター制御回路３０により送信される当該オーバーライド信号により選択される状態に変更するように指示する効果を有する。マスター制御回路３０により窓制御システムバス２８に発行されるオーバーライド信号は、すべての可変透過窓を、暗くさせるか、明るくさせるか、最も暗い状態にさせるか、最も明るい状態にさせるか、または所定の中間透過率状態にさせる信号を含み得る。マスター制御回路３０は、システム電力負荷を最小化するために、すべての窓制御ユニット２０に、同時に状態を変えるよう指示するように構成されてもよく、または、窓制御ユニット２０に、一つずつまたは集団で各窓の透過率状態を変えるように指示してもよい。
【００２７】
また、マスター制御回路３０は、窓制御ユニット２０に、同時にであるが段階的に、すべての窓の透過率状態を変えるよう指示するように構成されてもよい。例えば、一つのモードでは、マスター制御回路３０は、窓制御ユニット２０に、可変透過窓１０の透過率状態を、１０パーセント刻みで同時に最も暗い透過率状態にまで変更するよう指示する。マスター制御回路３０及び窓制御ユニット２０は、マスター制御回路３０により決定される所定の期間中、オーバーライド透過率状態を維持するように構成されてもよく、その時間の後、個々のユーザが、ユーザ入力機構２４を介して、個々の窓の透過率状態を変更してもよい。マスター制御回路３０の様々な実施形態が、一つの窓または複数の窓を、最高透過率状態と最低透過率状態との間の中間透過率状態に変更するように構成されてもよいことは理解されるべきである。
【００２８】
ここで図２及び図３を参照すると、一部の実施形態では、窓制御システム１８がローカル制御回路２２を備え得る。ローカル制御回路２２は、少なくとも一つのフィードバック回路４０を備え得る。フィードバック回路４０は、複数のエレクトロクロミック供給部４２及び４４へ、もしくは電気光学供給部へ供給される電圧出力電位、または供給電圧を検出するように構成され得る。例えば、フィードバック回路４０は、ローカル制御回路が供給電圧を測定するように動作可能であるよう、エレクトロクロミック供給部４２及び４４、または導電性供給部へ供給される電流の流れを識別するように構成されてもよい。検出もしくは測定される出力電位または供給電圧に応じて、フィードバック回路４０はフィードバック信号を出力し得る。フィードバック回路４０からのフィードバック信号に基づき、ローカル制御回路２２は、可変透過窓１０のエレクトロクロミック素子４６または電気光学素子が、所望のまたは最適な電圧レベルを受信していることを保証するように、エレクトロクロミック供給部４２及び４４への出力電位または出力電圧を調整し得る。ローカル制御回路２２は、メモリに示される、またはそうでなければ、ローカル制御回路２２に組み込まれる一つ以上の回路もしくは論理デバイスの中にプログラムされる、所定の電圧レベルに基づいて最適電圧を判定（決定）してもよい。
【００２９】
エレクトロクロミック素子４６へ供給される電圧を監視し調整することによって、制御システム１８は、エレクトロクロミック素子４６に対する透過率調整時間を減少した形態で、性能の向上を提供してもよい。例えば、エレクトロクロミック素子４６またはエレクトロクロミック供給部４２及び４４へ送達される電圧電位を監視することによって、ローカル制御回路２２は、送達電圧または供給電圧と、所望の電圧または最適電圧と、の間の差を検出するように構成されてもよい。当該差に基づき、ローカル制御器は、供給電圧が所望の電圧とおおよそ同一であることを保証するように、エレクトロクロミック供給部４２及び４４へ供給される電流を調整してもよい。このような方法を利用することによって、制御システム１８は、可変透過窓１０の透過率調整時間を、最大５０％向上することが分かっている。フィードバック回路４０を利用して、ローカル制御回路２２が提供する性能向上を実証する詳細な結果については、図７及び図８を参照されたい。
【００３０】
ローカル制御回路２２は、フィードバック回路４０を備えてもよく、及び／または、フィードバック回路４０と通信してもよい。一部の実施形態では、フィードバック回路４０は、ローカル制御回路２２に組み込まれてもよい。様々な実施形態では、フィードバック回路４０は、遠隔感知ライン４８を介して、ローカル制御回路２２と通信してもよい。遠隔感知ライン４８は、ローカル制御回路２２のドライバ回路５０に連結されてもよい。フィードバック回路４０がローカル制御回路２２から離れていて遠隔感知ライン４８を介して通信する実施形態では、フィードバック回路４０は、遠隔感知ライン４８の遠位端部分４８ｂに近接して配置され、端部分４８ａに近接するフィードバック回路４０に連結されてもよい。遠隔感知ライン４８は、フィードバック回路４０の一部分を形成し得る一つ以上の感知デバイスを介して、エレクトロクロミック供給部４２及び／または４４と通信する一つ以上の導体を備えてもよい。
【００３１】
フィードバック回路４０は、エレクトロクロミック素子４６または電気光学素子に近接して位置してもよく、一部の実施形態では、導電性ラインまたは構造体４１、４３及び４８のうちの一つ以上に連結されてもよい。フィードバック回路４０は、フィードバック入力Ｖ＿ＦＥＥＤＢＡＣＫを介して、ローカル制御回路２２と通信してもよい。これは、エレクトロクロミック供給部４２、４４へ供給される電圧、及び／または遠隔感知ライン４８により検出される電圧、を監視し得る。この構成では、ローカル制御回路２２は、フィードバック入力Ｖ＿ＦＥＥＤＢＡＣＫと共に、エレクトロクロミック供給部及び／またはエレクトロクロミック素子４６へ送達される電位電圧を監視し得る。エレクトロクロミック素子４６及び／またはエレクトロクロミック供給部４２、４４へ供給される電位電圧の識別に応じて、ローカル制御回路２２は、エレクトロクロミック素子４６へ送達される電圧または電流を調整し得る。
【００３２】
例えば、制御器回路２２は、エレクトロクロミック素子４６及び／またはエレクトロクロミック供給部４２、４４へ送達される電圧電位を判定するように、透過率調整サイクル中にアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を介して、フィードバック入力Ｖ＿ＦＥＥＤＢＡＣＫを監視してもよい。送達電圧が所望のまたは最適な電圧よりも小さいという識別に応じて、ローカル制御回路２２は、エレクトロクロミック供給部４２及び４４へ供給される出力電圧及び電位を増加させることによって、エレクトロクロミック素子４６へ供給される電流を増加させてもよい。このようにして、制御回路２２は、可変透過窓１０の透過変化率の向上を提供するように、エレクトロクロミック素子４６にて所望の電圧を維持し得る。
【００３３】
所望の電圧と比較したときの送達電圧の差は、窓制御システム１８と関連する合成抵抗または損失の結果であり得る。例えば、所望の電圧と比較したときの供給電圧の差は、ドライバ回路５０における損失、構成要素の摩耗、システム動作温度、エレクトロクロミック供給部４２及び４４における損失、ならびに／または、ローカル制御回路２２をエレクトロクロミック素子４６に通信連結するように組み込まれ得るもう一つの通信バスにおける損失、の結果であり得る。したがって、本開示によって、可変透過窓１０用の様々なシステムで、エレクトロクロミック素子４６の性能向上を提供し得る。加えて、フィードバック回路４０及び関連する操作は、より低い抵抗及び関連する損失を伴って、ケーブルならびに／または構成要素を利用することによって被る場合がある追加コスト及び重量を導入することなく、可変透過窓１０用の制御システムに組み込まれ得る。
【００３４】
ここで図３を参照すると、一部の実施形態では、フィードバック回路４０は感知抵抗器ＲSNSを備えてもよい。そのような実施形態では、遠隔感知ライン４８の遠位端部分４８ａは、遠隔感知抵抗器ＲSNSに接続されてもよい。この構成では、ドライバ回路５０は、エレクトロクロミック素子４６へ送達される電圧を判定するために、抵抗器ＲSNSの既知の抵抗にわたって、フィードバック入力Ｖ＿ＦＥＥＤＢＡＣＫにより受信される電圧を検出してもよい。送達される電圧を所望の電圧または基準電圧と比較することによって、ローカル制御回路２２は、最適電圧レベルに対する供給または送達電圧の差を検出し得る。送達電圧の下落に応じて、ローカル制御回路２２は、エレクトロクロミック素子４６への電位出力を増加させてもよい。このようにして、エレクトロクロミック素子４６の透過変化率が最適化され得る。窓制御システム１８に類似する回路及びシステムに関するさらに詳細な議論は、権利者が共通する米国特許第８，５４７，６２４号Ｂ２にて提供され、その開示は、当該参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３５】
ここで図４、図５及び図６を参照すると、可変透過窓１０及び窓制御ユニット２０が示されている。窓制御ユニット２０は、第１ユーザ入力領域６２、第２ユーザ入力領域６４及び表示灯６６を含む、ユーザ入力機構２４を含む。また、ローカル制御回路２２、ならびに、可変透過窓１０の導電性構造体４１、４１’、４３及び４３’にそれぞれ連結されるエレクトロクロミック供給部４２、４２’、４４及び４４’は、隠線で示されている。図示の通り、ユーザ入力機構２４は、可変透過窓１０の選択された透過率状態を変更するよう、可変透過窓１０のユーザが物理的に接触するように構成される、第１ユーザ入力領域６２及び第２ユーザ入力領域６４を有する。表示灯６６は、その時の窓の透過率状態、窓の選択された透過率状態、窓がその時に状態を変化させているか、及び／または、窓制御システムがエラー状態にあるか、を示す光を表示するように構成される。図示の通り、ユーザ入力機構２４は、水分を通さない材料から成ってもよく、水分及び塵をユーザ入力機構２４ならびにローカル制御回路２２の内部電気及び機械構造体に寄せ付けないように密封されていてもよい。
【００３６】
図６は、窓制御システム１８の可変透過窓１０及び素子の断面である。可変透過窓１０は、防塵カバー９４によって保護される第１基板７２及び第２基板７４を含む、エレクトロクロミック素子４６または電気光学素子を含む。本実施形態では、基板７２及び７４は薄いガラス基板である。代替の実施形態では、基板７２及び７４は、ガラスまたは他の好適な基板材料から成ってもよい、異なる厚さの透き通った基板である。各基板７２及び７４は、その上にそれぞれ堆積された、透明な高電気導電層７６及び７８を備えてもよい。好ましい実施形態では、第１及び第２基板７２及び７４は、ガラスから成り、好ましくは約１．２ｍｍ未満、より好ましくは約０．８ｍｍ未満、最も好ましくは約０．６ｍｍ未満、の厚さを有する。代替の実施形態では、基板は湾曲していてもよい。本実施形態では、透明な高電気導電層７６及び７８は、好ましくは少なくとも二つの全波の厚さに、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を備える。
【００３７】
図示の通り、第１基板７２と第２基板７４との間の空間は、層７６及び７８と電気的に接触するエレクトロクロミック媒体８２で埋められる。エレクトロクロミック媒体８２は、第１基板７２及び第２基板７４のうちの一つの中の充填孔（図示せず）を通って、第１基板７２と第２基板７４との間に堆積する。エレクトロクロミック媒体８２は、第１シール８４及び第２シール８６によって、第１基板７２及び第２基板７４の内表面の間に保持される。第１及び第２シール８４及び８６もまた、第１基板７２及び第２基板７４の表面の間に、空間を維持する働きをする。第１シール８４または第２シール８６は、実質的にその大きさ及び形状を保持する材料を備えてもよい。この場合、第１または第２シール材料は、基板間の間隔を確立するように使用されてもよい。
【００３８】
透明な導電層７６または７８で被覆されている、第１基板７２及び第２基板７４の各々の表面はまた、第１基板７２及び第２基板７４の各々の周囲のかなりの部分を囲む、当該透明な導電層７６上に堆積された高導電性材料を含む。本実施形態では、高導電性材料は、銀フレークを備える銀エポキシである。第１基板７２及び第２基板７４の各々はまた、構造体の周囲のかなりの部分を囲んで堆積された、高導電性材料に電気的に連結された複数の導電性構造体４１、４１’、４３及び４３’を含む。第１基板７２の導電性構造体４３及び４３’は、導電性材料を介して、それぞれエレクトロクロミック供給部４５及び４５’に電気的に連結される。第２基板７４の導電性構造体４１及び４１’は各々、導電性材料を介して、それぞれエレクトロクロミック供給部４３及び４３’に連結される。このような形式で、ドライバ回路５０により提供される電力が、それぞれ第１基板７２及び第２基板７４の各々の透明な電気的導電層７６及び７８へ提供される。銀エポキシが使用される場合、導電性構造体４１、４１’、４３及び４３’は好ましくは銀のタブであり、導電性材料は好ましくは銀フレークを包含するであろう。
【００３９】
追加の被膜が、これらの追加層の光学的影響を最小化するように選択され得る、ということは理解されるべきである。例えば、最終のエレクトロクロミック素子４６の光学的特性に動的に影響を与える、不透明、高吸収または高屈折率被膜は、避けるべきである。好ましい応力補償被膜層は、基板７２の被膜層に類似する低屈折率を有するであろう。より高い屈折率を伴う層は、特定の用途で使用され得る。
【００４０】
ここで図７を参照すると、感知電極付きの可変透過窓制御システムに対する、供給電流制限１０２（単位：アンペア）対遷移時間１０４（単位：秒）のグラフ１００が示されている。比較のため、感知電極なしの可変透過窓制御システム１８に対しての結果もまた、示されている。遷移時間１０４は、実質的に透明なレベルから、０．１未満のＣＩＥ  Ｙ（輝度）値まで、窓の透過率を変更させるのに必要な時間に対応し得る。結果の分析は、感知電極またはフィードバック回路４０を含むことによって、前に論じた通り、窓制御システムが実質的に透明なレベルから０．１未満のＣＩＥ  Ｙ（輝度）値に遷移する遷移時間が、減少し得る、ということを実証している。したがって、感知電極（例えば、フィードバック回路４０）を組み込むで、本明細書で論じる窓制御システムの性能向上を提供し得る。
【００４１】
試験結果が図示する通り、より低い電流制限（例えば、１アンペア）では、感知電極を組み込むことで、おおよそ３４．５秒から３５．５秒に遷移時間１０４が増加した。２アンペアの電流制限では、感知電極を組み込んでも、遷移時間への影響はほとんどなかった。しかしながら、５アンペアの電流制限に対応する遷移時間１０４で、おおよそ２２．２秒から２０．１秒に遷移時間が改善した。したがって、感知電極（例えば、フィードバック回路４０）を介する電流の監視によって、制御システム１８のローカル制御回路２２は、遷移時間１０４が改善するよう、電流がエレクトロクロミック素子４６へ一貫して供給されることを保証するように動作可能であり得る。したがって、制御システム１８は、所望の電流がエレクトロクロミック素子４６に供給されることを保証するように、感知電極（例えば、フィードバック回路４０）を利用することによって、より早い遷移という形態での性能向上を提供し得る。
【００４２】
ここで図８を参照すると、二つの異なる例示的可変透過窓１０用の窓制御システム１８に対するグラフ１１０の性能特性が、フィードバック回路４０によって提供される性能向上を比較するように示されている。実証されている通り、第１可変透過窓１１２の性能特性が、第２可変透過窓１１４の性能特性と比較されて示されている。加えて、可変透過窓１１２、１１４の各々の性能特性が、従来の窓制御システム１１８、及びフィードバック回路４０を備える改善された窓制御システム１８、に対して示されている。当該結果から、本明細書で論じる、改善された窓制御システム１８により提供される性能の向上は、明らかである。
【００４３】
グラフ１１０は、従来の窓制御システム１１８及び改善された窓制御システム１８により供給される電圧電位に基づき、透明度１２２のレベル（例えば、ＣＩＥ  Ｙ輝度）を調整するための可変透過窓１１２、１１４の各々の応答時間１２０を実証する。図示する通り、可変透過窓１１２及び１１４の各々の透明度１２２は、従来の窓制御システム１１８と比較すると、改善された窓制御システム１８に応答して増大された速度で変化する。透明度１２２の変化及び可変透過窓１１２、１１４を通る透過率の対応する変化の速度の改善または増加は、供給される電圧電位が所望のまたは最適な電圧レベル未満であるというフィードバック回路４０からの指標に応じてエレクトロクロミック供給部４２及び４４へ供給される電圧電位を増加させる、改善された窓制御システム１８の結果として向上されたものである。
【００４４】
図８の結果は、改善された窓制御システム１８が、特に全透過変化期間の前半の間に、可変透過窓１１２、１１４の透明度制御の応答を向上させるように動作可能であることを実証している。例えば、第２可変透過窓１１４は、改善された窓制御システム１８により提供される制御に応じて遷移する最初の３０秒間で、従来の窓制御システム１１８に対する応答よりも、実質的に低い透明度１２２のレベルに到達する。透明度１２２の変化の初期段階の応答時間１２０によって、特に図８の対数目盛り上に示される通り、明らかな応答時間の大幅な改善が提供され得る。したがって、改善された窓制御システム１８は、様々な適用に対して性能の向上を提供し得る。
【００４５】
好ましい実施形態に関する前述の記載は、主に航空機用の窓制御システムを対象とするものの、マスター及びスレーブの制御器回路及びアルゴリズムを利用するものを含む好ましい実施形態が、建物、ならびに例えば船、バス及び自動車など乗客を運ぶように設計される他の車両、の窓の透過率を制御するように利用され得ることが、理解されるべきである。
【００４６】
前述の記載は、好ましい実施形態についての記載のみとみなされる。当業者、及び本発明の製作者または使用者は、本発明に変形を施すであろう。それゆえ、図面に示し上に記載した実施形態は、単に説明を目的にしており、本発明の範囲を限定することを意図しておらず、本発明の範囲は、均等論を含む特許法の原理に従って解釈される、以下の特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月19日(2018.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変透過窓用の制御システムであって、
少なくとも一つの電気光学素子と、
導電性供給部を介して前記電気光学素子と通信するローカル制御回路であって、出力電圧を制御するように構成されたローカル制御回路と、
前記導電性供給部と通信して、前記導電性供給部にて受信した供給電圧を測定し、フィードバック信号を前記ローカル制御回路に伝達するように構成されたフィードバック回路と、
を備え、
前記ローカル制御回路は、
前記フィードバック信号を受信し、
前記フィードバック信号に基づき、前記供給電圧を識別し、
前記供給電圧を、最適電圧レベルと比較し、
前記比較に応じて前記出力電圧を調整する、ように構成されている
システム。
【請求項２】
前記供給電圧は、前記ローカル制御回路の回路に起因する一つ以上の損失を備える、前記導電性供給部へ伝送される電圧である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ローカル制御回路は、さらに、前記供給電圧の前記最適電圧レベルとの前記比較に基づき、前記供給電圧と前記最適電圧レベルとの間の差を制限するよう、前記出力電圧を調整するように構成されている、請求項１〜２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記ローカル制御回路は、当該電気光学素子の透過性の変化率を最適化するよう、前記電気光学素子へ出力される前記出力電圧の電位を増加させるように構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも一つの電気光学素子は、複数の電気光学素子に相当し、各々がローカル制御回路を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数のローカル制御回路と通信するマスター制御回路であって、マスター制御入力を伝達するように構成され、それによって、前記複数のローカル制御回路の各々の透過レベルを制御するマスター制御回路と、をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ローカル制御回路の各々は、前記電気光学素子の透過レベルを制御するために、ローカル入力を受信するように構成されたユーザインタフェースを備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ローカル制御回路は、前記透過レベルの制御のための前記ローカル入力よりも、前記マスター制御入力を優先するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記フィードバック回路は、前記ローカル制御回路が供給電圧を測定するよう動作可能であるように、前記導電性供給部に供給される電流の流れを識別するように構成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ローカル制御回路は、さらに、メモリの中に示される所定の電圧レベルに基づき、最適電圧を判定するように構成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
可変透過窓の透過レベルを制御する方法であって、
前記可変透過窓の導電性供給部にて、供給電圧を測定する工程と、
フィードバック信号として、制御器に前記供給電圧を伝達する工程と、
前記制御器にて前記フィードバック信号を受信する工程と、
前記フィードバック信号に基づき、前記導電性供給部における前記供給電圧を識別する工程と、
前記供給電圧を最適電圧レベルと比較する工程と、
前記比較に応じて出力電圧を調整する工程であって、前記出力電圧を調整することによって前記導電性供給部における前記供給電圧の損失を補正する工程と、
を含む方法。
【請求項１２】
前記最適電圧は、前記導電性供給部へ供給され、それによって前記可変透過窓の透過レベルの変化率を最大化するように意図された電圧に相当する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記出力電圧の前記調整は、前記供給電圧と前記最適電圧レベルとの間の差を制限することを含む、請求項１１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記供給電圧の測定は、前記制御器の中のドライブ回路による電圧損失を識別する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
可変透過窓用の制御システムであって、
少なくとも一つの電気光学素子と、
導電性供給部を介して前記電気光学素子と通信するローカル制御回路と、
前記導電性供給部と通信し、前記ローカル制御回路にフィードバック信号を伝達するように構成されたフィードバック回路と、
を備え、
前記ローカル制御回路は、
前記フィードバック信号を受信し、
前記フィードバック信号に応じて、前記導電性供給部へ伝送される出力電圧を調整するように構成されている
システム。
【請求項１６】
前記フィードバック回路は、前記導電性供給部にて供給電圧を測定するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ローカル制御回路は、さらに、前記フィードバック信号に基づき、前記供給電圧を識別するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ローカル制御回路は、さらに、前記導電性供給部へ供給される最適電圧レベルと、前記供給電圧と、を比較するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ローカル制御回路は、さらに、前記供給電圧の最適電圧レベルとの前記比較に基づき、前記供給電圧と最適電圧レベルとの間の差を制限するために、前記出力電圧を調整するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ローカル制御回路は、さらに、導電性供給部と通信し、前記制御電圧を前記電気光学素子へ伝送するように構成されたドライバ回路を備える、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【国際調査報告】
2019512752.tif 000011
2019512752.tif 000012