(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミック素子の透過率を変化させるための制御装置であって、前記制御装置は、
前記エレクトロクロミック素子に接続された電気負荷感知回路を備え、前記電気負荷感知回路は、前記エレクトロクロミック素子に供給される電圧及び電流の少なくとも１つを測定するように構成され、
前記制御装置は、更に前記電気負荷感知回路及び電源に電気的に接続されたプロセッサを備え、前記プロセッサは前記エレクトロクロミック素子の電気的特性を示す測定された電気負荷値を前記電気負荷感知回路から受信して、前記電源から前記エレクトロクロミック素子へ供給される電流又は電圧の量を制御することにより前記エレクトロクロミック素子の1つ以上の特性を制御するように構成され、
前記プロセッサは、前記エレクトロクロミック素子を５６０ｎｍと５９５ｎｍとの間のピーク波長の第１の色を有する第１の透過状態に、及び前記第１の色と異なった第２の色を有する第２の透過状態に設定するように構成され、前記第１の透過状態は前記第２の透過状態の透過率から５％以内の前記透過率を有するように、前記プロセッサは一貫した透過率で前記エレクトロクロミック素子を保持する間、前記エレクトロクロミック素子の特性を変化させるように構成された、制御装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記エレクトロクロミック素子を第１のｂ＊特性値を有する第１の透過状態、及び前記第１のｂ＊特性値より低い第２のｂ＊特性値を有する第２の透過状態に設定するように構成される、請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記エレクトロクロミック素子を第１の太陽熱入射係数を有する第１の透過状態に、及び前記第１の太陽熱入射係数より低い第２の太陽熱入射係数を有する第２の透過状態に設定するように構成される、請求項１記載の制御装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記エレクトロクロミック素子を透過した赤外線の第１の量を有する第１の透過状態に、及びに前記第１の量と実質的に異なる前記エレクトロクロミック素子を透過した赤外線の第２の量を有する第２の透過状態に設定するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項記載の制御装置。
【請求項５】
前記エレクトロクロミック素子の第１の特性と前記エレクトロクロミック素子の第２の特性との間の相関を示す相関情報を格納する記憶回路を更に備え、前記プロセッサは前記相関情報に基づいて前記エレクトロクロミック素子を制御するように更に構成され、
前記第１の特性は、
前記エレクトロクロミック素子の色及び前記エレクトロクロミック素子の前記第２の特性が前記エレクトロクロミック素子によって透過される可視光の量である、又は
前記エレクトロクロミック素子を透過する赤外線の量、及び前記エレクトロクロミック素子の前記第２の特性が前記エレクトロクロミック素子によって透過された可視光の量である、請求項１〜３のいずれか１項記載の制御装置。
【請求項６】
前記プロセッサは占有センサから入力を受信するように構成され、前記入力は前記エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間が空か占有されているかを示し、前記プロセッサは更に、前記占有センサから受信した前記入力に基づいて前記エレクトロクロミック素子を制御するように構成され、
前記プロセッサは更に、温度センサからの入力を受信するように構成され、前記入力は前記エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間の温度を示し、前記プロセッサは更に、前記温度センサから受信した前記入力に基づいて前記エレクトロクロミック素子を制御するように構成され、
前記プロセッサは更に、赤外線センサからの入力を受信するように構成され、前記入力は前記エレクトロクロミック素子を透過する赤外線の量を示し、前記プロセッサは更に前記赤外線センサからの受信した前記入力に基づいて前記エレクトロクロミック素子を制御するように構成され、又は、
前記プロセッサは、昼光センサからの入力を受信するように構成され、前記入力は前記エレクトロクロミック素子に関連付けられた前記空間の照度を示し、前記プロセッサは、更に前記昼光センサから受信した前記入力に基づいて前記エレクトロクロミック素子を制御する、請求項１〜３のいずれか１項記載の制御装置。
【請求項７】
エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法であって、前記方法は
前記エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間において照度が所望の照度からの閾値量内である透過状態の範囲を決定する工程と、
前記エレクトロクロミック素子を保持することを許容できない色の範囲を示す色入力を受信する工程と、
透過状態の前記決定された範囲内の少なくとも１つの透過状態が色の前記範囲内にない色である時、前記エレクトロクロミック素子を透過状態の前記決定された範囲内の第１の透過状態に設定する工程と、を備え、前記第１の透過状態は色の前記範囲内にない色を有し、
前記方法は更に、透過状態の前記決定された範囲内の全ての透過状態が色の前記範囲内にある時、前記エレクトロクロミック素子を色の前記範囲にない色を有する第２の透過状態に設定する工程を備え、前記第２の透過状態は前記第１の透過状態の可視光透過率から５％以内の前記可視光透過率を有する、方法。
【請求項８】
前記エレクトロクロミック素子を保持することを受け入れることができない色の前記範囲は５６０ｎｍと５９５ｎｍとの間にピーク波長を有する色を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記エレクトロクロミック素子の前記可視光透過率は、前記第２の透過状態で動作させる時に前記第１の透過状態で動作させる時より５％低い、請求項７又は８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１０月１２日に出願された米国特許出願第１３/６５０，９５２号の継続出願であり、その開示内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミック材料及び素子は建物や車両の窓における光や熱管理のための不働態被膜材料に代わるものとして開発されてきた。不動態被膜材料とは対照的に、エレクトロクロミック素子は、印加された電位に応答して、電気化学的酸化及び還元後、その光学特性を可逆的に変化させることができる材料を用いる。光変調は、電気化学材料の格子中のイオンを補償する電子及び電荷の同時挿入及び抜き取りの結果である。
【０００３】
一般にはエレクトロクロミック素子は光の透過を調整できる複合構造を有している。図１Ａ及び１Ｂは、一般的な従来技術のエレクトロクロミック素子２０の、それぞれ平面図及び断面図を示す。素子２０は基板３４、例えばガラス、上に形成された絶縁された透明の導電層領域２６Ａ及び２６Ｂを含む。更に、素子２０は導電層領域に２６上に順に積層された対向電極層２８、イオン導電層３２、エレクトロクロミック層３０、及び透明導電層２４を含む。素子２０のエレクトロクロミック層と対向電極層の相対位置は交換可能であることが理解される。更に、素子２０は導電層領域２６Ａとだけ接触するバスバー４０、及び導電層領域２６Ｂ上に形成され、導電層２４と接触するバスバー４２を含む。導電層領域２６Ａは導電層領域２６Ｂ及びバスバー４２と物理的に分離され、導電層２４はバスバー４０から物理的に分離されている。エレクトロクロミック素子は様々な形状、例えば曲線を有するが、例示する典型的な素子２０は、互いに平行に延び素子２０のそれぞれの対向する側面２５、２７に隣接して、距離Ｗで互いに離れているバスバー４０及び４２を有する長方形素子である。更に、バスバー４０及び４２は配線によって低電圧電源２２の正極と負極とにそれぞれ接続されている（配線及び電源２２は共に「外部回路」を構成している）。
【０００４】
図１Ａ及び１Ｂを参照すると、電源２２はバスバー４０、４２を横切って電気的ポテンシャルを印加するように動作する時、電子は、従って電流はバスバー４２から透明導電層２４を横切りエレクトロクロミック層３０に流れる。更に、多くの薄膜エレクトロクロミック素子の場合のようにイオン導電層３２が不完全な電子絶縁体である場合、一般に漏れ電流と呼ばれる微小電流はバスバー４２から導電層２４及びエレクトロクロミック層３０を通りイオン導電層３２へ流れる。更に、イオンは対向電極層２８からイオン導電層３２を通りエレクトロクロミック層３０に流れる。電荷バランスは対向電極２８から取り出される電子によって保たれ、そして、外部回路を経由してエレクトロクロミック層３０に挿入される。電流がバスバー４２から離れて導電層２４を横切りバスバー４０へ向かって流れるため、電圧は一般的に約３〜２０Ω／□の導電層２４の有限のシート抵抗の効力によって低下する。更に、電流は層３０，３２、及び２８の組み合わせ（「スタック」）を通り引き入れられるに従い、導電層２４を横切って流れる電流は漸減し、素子２０のエレクトロクロミック着色を生じる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明のいくつかの実施形態はエレクトロクロミック素子の透過率を制御するための制御装置を提供する。制御装置はエレクトロクロミック素子に電気的に接続された電源を備えることができる。電源はエレクトロクロミック素子に電力を提供するように構成されることができる。制御装置はエレクトロクロミック素子に接続された電気負荷感知回路を備えることもできる。電気負荷感知回路はエレクトロクロミック素子に供給される電圧及び電流の少なくとも１つを測定するように構成されることができる。制御装置は電気負荷感知回路及び電源に電気的に接続されたプロセッサを更に備えることができる。プロセッサはエレクトロクロミック素子の電気的特性を示す電気負荷感知回路から測定された電気的負荷値を受信して、電源からエレクトロクロミック素子へ供給される電流又は電圧の量を制御することによりエレクトロクロミック素子の１つ以上の特性を制御するように構成されることができる。プロセッサは、実質的に一貫した透過率でエレクトロクロミック素子を保持しながら、エレクトロクロミック素子の特性を変化させることができるように更に構成されている。例えば、いくつかの実施形態において、プロセッサはエレクトロクロミック素子を第１の透過状態及び第２の透過率状態に設定するように構成されることができる。第１の透過状態は第２の透過状態の透過率の５％以内の透過率を有する。
【０００６】
いくつかの実施形態において、プロセッサはエレクトロクロミック素子を高いｂ＊特性値を有する第１の透過状態に、及び低いｂ＊特性値を有する第２の透過状態に設定するように構成することができる。いくつかの実施形態において、高いｂ＊特性値と低いｂ＊特性値との間の差は約４．５であることができる。また、いくつかの実施形態において、第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は約８以上のｂ＊特性値を有することができる。
【０００７】
いくつかの実施形態において、プロセッサはエレクトロクロミック素子を高い太陽熱入射係数を有する第１の透過状態に、及び低い太陽熱入射係数を有する第２の透過状態に設定するように構成することができる。いくつかの実施形態において、高い太陽熱入射係数と低い太陽熱入射係数との間の差は約１５％から約２５％の間であることができる。更にいくつかの実施形態において、第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は約０．４と約０．５５との間の太陽熱入射係数を有することができる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、プロセッサはエレクトロクロミック素子を約５６０ｎｍと５９５ｎｍとの間にピーク波長の色を有する第１の透過状態、及び第１の色と実質的に異なる第２の色を有する第２の透過状態に設定するように構成することができる。いくつかの実施形態において、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における第１の色と第２の色との間の距離は約５以上であることができる。
【０００９】
いくつかの実施形態において、プロセッサはエレクトロクロミック素子を、エレクトロクロミック素子を通って透過される赤外線の第１の量を有する第１の透過状態に、及び第１の量と実質的に異なるエレクトロクロミック素子を通って透過された赤外線の第２の量を有する第２の透過状態に設定するように構成されることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態において、第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は可視光の少なくとも約６０％がエレクトロクロミック素子を通って透過するのを許可する。
【００１１】
いくつかの実施形態においても、制御装置の電源は太陽電池を更に備えることができる。制御装置は、エレクトロクロミック素子の第１の特性とエレクトロクロミック素子の第２の特性との間の相関性を示す相関性情報を記憶する記憶回路を更に備えることができ、及びプロセッサは相関性情報に基づいてエレクトロクロミック素子を制御するように更に構成されることができる。一実施形態では、第１の特性はエレクトロクロミック素子の色であり、第２の特性はエレクトロクロミック素子によって透過される可視光の量であることができる。他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の第１の特性は、代わりにエレクトロクロミック素子を通って透過される赤外線の量であることができる。記憶回路は、現在の日付、現在の時間、及びエレクトロクロミック素子に対する太陽の現在の位置の少なくとも１つを示す環境情報を更に備えることができる。
【００１２】
またいくつかの実施形態において、プロセッサは入力を受信し、受信した入力に基づいてエレクトロクロミック素子を制御するように構成することができる。一実施形態では、入力はエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間が空か又は占有されているかを示す占有センサから受信されることができる。他の実施形態では、入力はエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間における温度を示す温度センサから受信されることができる。更に他の実施形態では、入力はエレクトロクロミック素子を通って透過された赤外線の量を示す赤外線センサから受信されることができる。更に他の実施形態では、入力はエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間における照度を示す昼光センサから受信することができる。いくつかの実施形態では、空間は内部空間、例えば家庭の1部屋、ビルのオフィス、又は乗物（例えば、車、飛行機）の内部である。
【００１３】
本発明の他のいくつかの実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法はエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間における照度が望ましい照度からの閾値量内である透過状態の範囲を決定する工程と、エレクトロクロミック素子を維持するために受け入れられない色の範囲を示す色入力を受信する方法と、を含む。いくつかの実施形態では、透過状態の決定された範囲内の少なくとも１つの透過状態が色のその範囲内にない色である時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の決定された範囲内の第１の透過状態に設定する工程を含み、その第１の透過状態は色の範囲内にない色を有する。いくつかの実施形態では、透過状態の決定された範囲内の全ての透過状態が色の範囲内にある時、その方法はエレクトロクロミック素子を色の範囲内にない色を有する第２の透過状態に設定する工程を含み、第２の透過状態は第１の透過状態の透過率と実質的に同様である透過率を有する。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法は、エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間における照度が望ましい照度からの閾値量内である透過状態の範囲を決定する工程と、エレクトロクロミック素子を維持するために受け入れられない色の範囲を示す色入力を受信する方法と、を含む。透過状態の決定された範囲内の少なくとも１つの透過状態が色の範囲内にない色である時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の決定された範囲内の第１の透過状態に設定する工程を含み、その第１の透過状態は色の範囲内にない色を有する。透過状態の決定された範囲内の全ての透過状態が色の範囲内にある時、方法はエレクトロクロミック素子を色の範囲内にない色を有する第２の透過状態に設定する工程を含み、第２の透過状態は第１の透過状態の透過率と実質的に同様である透過率を有する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、照度入力は昼光センサから受信できる。色入力はユーザ入力から受信できる。
【００１６】
また、いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック素子を維持するために好ましくない色の範囲は、約５６０ｎｍと約５９５ｎｍとの間にピーク波長を有する色を含むことができる。更に、エレクトロクロミック素子の可視光透過率は、第２の透過状態で動作する時には、第１の透過状態で動作する時より約５％低い。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法は、空間における照度量を示す照度入力を受信する工程と、高いｂ＊特性値がエレクトロクロミック素子に対して許容できるかどうかを示す色入力を受信する工程と、照度入力に基づいて透過状態の望ましい範囲を決定する工程と、を含む。高いｂ＊特性値がエレクトロクロミック素子に対して許容できる時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の望ましい範囲内の、及びエレクトロクロミック素子の第１の色に関連付けられた第１の透過状態に設定する工程を備え、第１の色は高いｂ＊特性値を有する。高いｂ＊特性値がエレクトロクロミック素子に対して許容されない時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の好ましい範囲内にもあり、及び第２の色と関連付けられた第２の透過状態に設定する工程を含み、第２の色は低いｂ＊特性値を有する。
【００１８】
いくつかの実施形態において、第１及び第２の透過状態のぞれぞれは可視光の約６０％以上がエレクトロクロミック素子を通って透過するのを許可することができる。更に、第２の透過状態で動作する時、第１の透過状態で動作する時に透過するより約５％少ない可視光がエレクトロクロミック素子を透過することができる。第１の色と第２の色との間のｂ＊特性値の差は約４．５以上である。Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における第１の色と第２の色との間の差は約５以上である。
【００１９】
更に本発明の他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法は、空間の照度の量を示す照度入力を受信する工程と、空間を暖めること又は冷やすことのいずれが望まれるかを示す太陽熱入力を受信する工程と、空間における照度の量が閾値量内にある透過状態の範囲を、照度の望ましい量から決定する工程と、を含むことができる。空間を暖めることが望まれる時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の決定された範囲内の、及び第１の太陽熱入射係数を有する第１の透過状態に設定する工程を含むことができる。空間を冷やすことが望まれる時、方法はエレクトロクロミック素子を透過状態の決定された範囲内の、及び第１の太陽熱入射係数より小さい第２の太陽熱入射係数を有する第２の透過状態に設定する工程を含むことができる。
【００２０】
第１及び第２の透過状態は好ましくは約６０％以上の透過率を有する。第２の透過状態で動作する時、エレクトロクロミック素子の可視光透過率は、第１の透過状態で動作する時より好ましくは約５％小さい。第１の太陽熱入射係数は、前記第２の太陽熱入射係数より好ましくは約１５％から約２５％の間でより大きい。
【００２１】
また、いくつかの実施形態では、方法は空間が空かどうかを示す空入力を受信する工程を含み、 空間が空で及び太陽熱がエレクトロクロミック素子を透過することが望まれない場合、エレクトロクロミック素子を第１の透過状態及び第２の透過状態のいずれより小さな透過率を有する第３の透過状態に設定する工程と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、空入力を建築物維持システム及び占有センサの少なくとも1つから受信することができる。
【００２２】
本発明の他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法は、高いｂ＊特性値を有する色に設定することがエレクトロクロミック素子に受け入れられるかどうかを示す色入力を受信する工程と、及び空間を暖めること、又は冷やすことのいずれが望まれるかを示す太陽熱入力を受信する工程とを含む。いくつかの実施形態では、色入力が、高いｂ＊特性値を有する色に設定されることが前記エレクトロクロミック素子に受け入れられることを示し、及び太陽熱入力が空間を暖めることが望まれていることを示す場合、方法はエレクトロクロミック素子を高い赤外線透過率及び高いｂ＊特性値を有する第１の透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの形態では、色入力が高いｂ＊特性値を有する色に設定されることがエレクトロクロミック素子に受け入れられないことを示し、及び太陽熱入力が、空間を暖めることが望まれていることを示す場合、方法は、エレクトロクロミック素子を低い赤外線透過率及び低いｂ＊特性値を有する第２の透過状態に設定する工程を含むことができる。また、いくつかの実施形態では、太陽熱入力が空間を冷やすことが望まれていることを示す場合、方法はエレクトロクロミック素子を第２の透過状態に設定する工程を含むことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第１の透過状態及び第２の透過状態のそれぞれにおけるエレクトロクロミック素子の透過率間の差は約５％以下であることができる。第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は可視光の少なくとも約６０％がエレクトロクロミック素子を透過できる。いくつかの実施形態では、第１の透過状態の太陽熱入射係数は、第２の透過状態の太陽熱入射係数より約１５％から約２５％の間で大きい、第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は約０．４と約０．５５との間の太陽熱入射係数を有する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で測定される第１の透過状態及び第２の透過状態とにおけるエレクトロクロミック素子の色の間の距離は少なくとも約５である。いくつかの実施形態では、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で測定される第１の透過状態におけるエレクトロクロミック素子の色のｂ＊特性値と第２の透過状態におけるエレクトロクロミック素子の色のｂ＊特性値との間の距離は、少なくとも約４．５である。いくつかの実施形態では、第１の透過状態及び第２の透過状態の両状態は約８以上のｂ＊特性値を有することができる。
【００２４】
更に本発明の他の実施形態では、エレクトロクロミック素子の透過率を制御する方法は、占有入力、太陽熱入力、照度入力及び太陽光入力の各々を受信する工程を含み、占有入力はエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間が空か又は占有されているかを示し、太陽熱入力は空間を暖めることが望ましいか又は冷やすことが望ましいかを示し、照度入力は空間に過剰な昼光があるかどうかを示し、及び太陽光入力は空間に過剰な光があるかどうかを示す。いくつかの実施形態では、方法は少なくとも一部占有入力に基づいて、空間が空か占有されているかどうかを決定する工程を含むこともできる。いくつかの実施形態では、空間が空の場合、方法は空間を暖めること又は冷やすことのいずれが望まれるかを決定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間を暖めることが望まれる場合、方法はエレクトロクロミック素子を高い透過率及び高い太陽熱入射係数を有する第１の透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、高い透過率は約５０％以上の可視光が素子を透過する任意の透過状態に対応することができる。いくつかの実施形態では、空間を冷やすことが望まれる場合、方法はエレクトロクロミック素子を太陽熱を遮断するための低い透過率を有する透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、低い透過率が約２５％以下の可視光線が素子を透過する任意の透過状態に対応することができる。いくつかの実施形態では、空間が占有されている場合、方法は空間に過剰な昼光があるかどうかを決定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、内部空間に過剰な昼光がある場合、方法は空間に過剰な光があるかどうかを決定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間に過剰な光がある場合、方法はエレクトロクロミック素子を過剰な光を遮断するように低透過率を有する透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間に過剰な光がない場合、方法はエレクトロクロミック素子を空間に過剰な昼光がない照度を生成する透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間に過剰な昼光がない場合、方法は空間を暖めること又は冷やすことのいずれが望まれるかを決定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間を暖めることが望まれる場合、方法はエレクトロクロミック素子を第１の透過状態に設定する工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、空間を冷やすことが望まれる場合、方法はエレクトロクロミック素子を高い透過率及び低い太陽熱入射係数を有する透過状態に設定する工程を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】図１Ａはエレクトロクロミック素子の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａのエレクトロクロミック素子の断面線１Ｂの図である。
【図２】図２は本開示の一態様に係わるシステムの機能ブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａ及び３Ｂは本開示の一態様に係わるグラフである。
【図３Ｂ】図３Ａ及び３Ｂは本開示の一態様に係わるグラフである。
【図４】図４は本開示の一態様に係わるフロー図である。
【図５】図５は本開示の一態様に係わるフロー図である。
【図６】図６は本開示の一態様に係わるフロー図である。
【図７】図７は本開示の一態様に係わる図表である。
【図８】図８は本開示の一態様に係わる図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施形態及び添付の図面の以下の説明を参照して考慮されるとき、本開示の態様、特徴及び利点は認識されるであろう。異なる図面における同一の参照番号は、同一又は類似の要素であることを確認することができる。更に、以下の説明は限定的なものではなく、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲及びその同等物によって定義される。
【００２７】
図２は、本開示の一態様に係わるシステム１００の機能ブロック図である。システム１００はエレクトロクロミック又はフォトクロミック素子１１０、エレクトロクロミック素子制御ユニット１２０、及び１つ又は複数の外部入力ソース１６０を含むことができる。
【００２８】
図２のシステム１００はエレクトロクロミック素子１１０に関連付けられた任意の空間に適応されることができる。エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間は、内部空間、例えば家の部屋、ビル内のオフィス、又は乗物（例えば、自動車、飛行機）の内部であることができる。エレクトロクロミック素子１１０は、このような内部空間を屋外環境から分離することができる。エレクトロクロミック素子の透過率を変化させることは、例えば、屋外環境から内部空間を通って通過する日光の量及び／又は熱の量を制御することができる。
【００２９】
エレクトロクロミック素子１１０は、電気入力によって制御される可変透過率を有する任意の素子であることができる。例えば、エレクトロクロミック素子１１０は図１に記載したものと同様の構造を有する断熱ガラスユニットであることができる。更に、エレクトロクロミック素子１１０は、１重窓を有する素子に限定されるものではなく、むしろ、１つ以上の窓を有し、各々の窓はシステム１００によって制御される素子とすることができる。
【００３０】
エレクトロクロミック素子制御ユニット１２０は、プロセッサ１３０、測定デバイス１４０、及び電源１５０を含むことができる。プロセッサ１３０は、市販のＣＰＵを含む任意の従来のプロセッサであることができるが、これらに限定されない。あるいは、プロセッサ１３０は専用デバイス、例えばＡＳＩＣ又は他のハードウェアベースのプロセッサであることができる。メモリ１３１は、プロセッサ１３０によってアクセス可能な情報を記憶することができ、プロセッサ１３０によって実行することができる命令１３２、及びデータ１３４を含む。
【００３１】
命令１３２は、プロセッサ１３０によって実行される命令の任意のセットであることができる。例えば、命令はコンピュータ可読媒体上のコンピュータコードとして格納することができる。その点に関して、用語「命令」及び「プログラム」は、本明細書において互換的に使用できる。機能、方法、及び命令のルーチンは、以下でより詳細に説明される。
【００３２】
データ１３４は、命令１３２に従ってプロセッサ１２０によって検索、格納又は変更されることができる。データは、関連するデータを計算する機能によって使用される、番号、記述テキスト、専用コード又は情報を含む関連情報を識別するのに十分な任意の情報を含むことができるが、これらに限定されるものではない。データは、任意のコンピュータ可読形式でフォーマットされることもできる。
【００３３】
データ１３４は、一貫して得られ、更新されるデータを含むことができる。例えば、データ１３４は、環境情報１３６（例えば、温度、湿度、紫外線指数などを含む）を含むことができ、現在の日付、現在の時刻、及び／又は現在の太陽の位置（例えば、特定の日付と特定の時刻を指定した太陽の位置をマッピングする）を示す。現在の太陽の位置に関する情報を格納することは内部空間が、例えば、過剰な太陽の輝き、過剰な入射太陽放射線を受信しているかどうかを決定するために有用であり得る。
【００３４】
データ１３４はまた、以前の時点で得られ及び定期的に更新可能であるデータを含むことができる。例えばデータは、エレクトロクロミック素子の制御ユニット１２０の動作のためにユーザの選好を示すユーザ選好データ１３７を含むことができる。一例では、以下でより詳細に説明する、ユーザ選好データは、ユーザがエレクトロクロミック素子１１０の外観を更に許容する最も明るい色を示す、最も明るい色の入力を含むことができる。他の例では、ユーザ選好データは、最小透過率の設定、暖房設定、及び冷房設定を含むエレクトロクロミック素子の異なる所望のパラメータを示すことができるが、これらに限定されるものではない。これらのパラメータ及び設定のいくつかは、以下でより詳細に説明されるであろう。
【００３５】
データ１３４は更に、以前の時点で得られた、及び時間とともに持続することが期待される情報を含むことができる。例えば、データは、エレクトロクロミック素子の様々な測定可能なパラメータ間の相関を示す相関情報を含むことができる。相関情報は、メモリ、例えば表１３８に記憶されることができる、及び別の特性の既知の測定を与えるエレクトロクロミック素子１１０の特定の特性を決定するためにプロセッサによって使用されることができる。
【００３６】
図３Ａ及び３Ｂは、例示のエレクトロクロミック素子の相関パラメータを示す。図３Ａにおいて、例示のエレクトロクロミック素子の透過率はすべての可能な透過率のための太陽熱入射係数と相関している。例えば、エレクトロクロミック素子の対向する両端の２つのガラスフレーム間におけるルクスのパーセンテージの低下（エレクトロクロミック素子の断面積あたりの総ルーメン）を示すパーセンテージとして、透過率を定量的に評価することができる。この評価は、エレクトロクロミック素子を透過した可視光の割合を示すために使用することができる。近赤外線透過率（例えば、エレクトロクロミック素子１１０を透過した赤外線の割合）に基づいて、太陽熱入射係数（ＳＨＧＣ）を定量的に評価することができる。図３Ａの例では、例示のエレクトロクロミック素子を横切る透過率を測定した場合、プロセッサは例示のエレクトロクロミック素子の日射熱取得率を決定して、示すことができる。例えば、約４５％の透過率は約０．３０の太陽熱入射係数に相関することができる。
【００３７】
図３Ａの相関表の利用は、実質的に同じ透過率だが実質的に異なったＳＨＧＣを有する２つの異なった透過状態を達成するために特に有益である。例えば、エレクトロクロミック素子１１０は、約６０％の透過率及び約０．４０のＳＨＧＣを有する第１の状態及び約６５％の透過率及び０．４７のＳＨＧＣを有する第２の状態の１つに制御されることができる。これらの２つの状態間の照明の違いは、例えば太陽熱入射の約１５％の変化にもかかわらず内部空間の居住者にはほとんど分からない。更なる例として、エレクトロクロミック素子１１０は、約６２％の透過率及び約０．４３のＳＨＧＣを有する第１の状態、並びに約６７％の透過率及び０．５３のＳＨＧＣを有する第２の状態の１つに制御されることができる。更に、これら２つの状態の間の照明の差は太陽熱入射の約２５％の変化にもかかわらず内部空間の居住者にはほとんど分からない。
【００３８】
図３Ｂにおいて、例示のエレクトロクロミック素子の透過率は、すべての可能な透過率の色に関連付けられている。エレクトロクロミック素子の任意の色のａ＊特性（例えば、緑み対する赤みの度合い）、及びｂ＊特性（例えば、黄みに対する青みの度合い）を測定すれば、色空間の知覚的に均一な変換であるＣＩＥのＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に従って、色は定量的に評価されることができる。図３Ｂの例において、例示のエレクトロクロミック素子を横切る透過率を測定した場合、プロセッサは、例示のエレクトロクロミック素子の色を決定して、表示することができる。例えば、約５０％の透過率は（−８，８）の色に関連付けられる。一方、１００％の透過率（完全に透明な状態）は（−４、１６）の色に関連付けられる。
【００３９】
図３Ｂの相関表の使用は、完全に透明な状態に到達することなく比較的に透明な透過率にエレクトロクロミック素子を保持するために特に役に立つ。例えば、エレクトロクロミック素子１１０は約５０％の透過率及び約（−８、８）の色を有する第１の状態、並びに約５５％の透過率及び約（−６、１２．５）の色を有する第２の状態の１つに制御されることができる。これらの２つの状態の間の照明の差は、例えば約５の色の差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間における２つの色の間の距離によって測定された）及び約４．５のｂ＊特性の差があるにも関わらず内部空間の居住者には分からない。
【００４０】
エレクトロクロミック素子１２０は、図３Ａ及び３Ｂに示される表に加えて他の相関表１３８を含むことができる。例えば、別の相関表はエレクトロクロミック素子１１０を横切る電圧と透過率との間の相関を提供することができる。別の相関表は電圧と色との間の相関を提供することができる。上述したように、これらの表１３８は素子の動作に先立って決定され、メモリ１３１内に記憶されることもできる。エレクトロクロミック素子１１０の１つ以上の特性がエレクトロクロミック素子制御ユニット１２０によって測定されることができる他の例では、これらのテーブル１３８は、最新の測定値に従って定期的に更新されることができる。
【００４１】
データ１３４内に相関表１３８を含む１つの利点は、そうでなければ限りない情報に基づくのだが、相関表１３８はプロセッサ１３０がエレクトロクロミック素子１１０の所望の動作状態を決定できるようにすることである。例えば、システム100は太陽熱入射を測定可能な赤外線センサ、温度センサ、及び他のデバイスを含むことができない。しかし、太陽熱入射係数をエレクトロクロミック素子１１０の電圧又は透過率特性に関連付ける相関表１３８を含むことによって、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０のＳＨＧＣを効果的に測定することができる。別の例では、システム１００はエレクトロクロミック素子１１０の色を測定することができるセンサ及び素子を含まない。更に、色をエレクトロクロミック素子１１０の電圧又は透過率に関連付ける相関表１３８を含むことにより、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０の色を効果的に測定することができる。
【００４２】
エレクトロクロミック素子１１０が、１つの特性がかなり類似しているが別の特性がかなり異なっている１つ以上の状態に設定されることができる場合に、複数の相関表１３８の記憶は特に有益である。例えば、エレクトロクロミック素子１１０の２つの透過状態はかなり類似した透過率、しかしかなり異なるＳＨＧＣを有することができる。このような例では、電圧をＳＨＧＣに関連付ける表は２つの透過状態の間を識別するために利用することができる。
【００４３】
図２に戻り、測定装置１４０は、エレクトロクロミック素子１１０の電気的特性を測定することができる。一例では、測定装置１４０は、エレクトロクロミック素子１１０の第１の端子と第２の端子との間の電位差を測定する電圧測定回路を含むことができる。別の例では、測定装置１４０は、エレクトロクロミック素子１１０を流れる電流量、例えば第１端子又は第２の端子の電流量を測定する電流測定回路を含むことができる。一例では、米国特許第７，１３３，１８１号（「エレクトロクロミック素子用の制御システム」）に記載されているように、測定回路はエレクトロクロミック素子１１０の特性、例えばエレクトロクロミック素子１１０の温度及び脱色／着色の履歴を監視することができる。その開示はその全体が本明細書に含まれている。別の例では、測定回路は同時継続出願第１３／４３５，７１９号に記載されているような識別回路の一部であることができる。また、その開示はその全体が本明細書にも含まれる。
【００４４】
検出されたエレクトロクロミック素子の電圧及び／又は電流特性をプロセッサ１３０へ伝えるために、測定装置１４０は、プロセッサ１３０に接続されることができる。これらの特性は、上述の記憶された相関表１３８に基づいて順にプロセッサ１３０にエレクトロクロミック素子の透過率、色、及び／又は太陽熱入射特性を示し、表示することができる。
【００４５】
電源１５０は、降圧型スイッチング電圧コンバータ又は線形電力増幅器を有するデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を含む当該技術分野で公知の任意の可変電圧源であることができるが、これらに限定されるものではない。電源１５０は、エレクトロクロミック素子１１０の動作を制御することができる。例えば、電源１５０はプロセッサ１３０から受信した命令に従って、電圧量又は電流量をエレクトロクロミック素子１１０に供給することができる。また、電源は、プロセッサから受信した命令に基づいて供給される電圧の量及び/又は極性を変えることができる。
【００４６】
エレクトロクロミック素子１１０の操作に関する命令を受信するために、電源１５０はプロセッサ１３０に結合されることができる。例えば、プロセッサ１３０がエレクトロクロミック素子１１０の透過率を減少させることを決定する場合、電源１５０は、エレクトロクロミック素子１１０に供給される電力を増加させる命令を受信することができる。あるいは、プロセッサ１３０がエレクトロクロミック素子１１０の透過率を増加することを決定する場合は、電源１５０は、エレクトロクロミック素子１１０に供給される電力を減少する命令を受信することができる。
【００４７】
外部入力ソース１６０は、エレクトロクロミック素子１１０の適切な制御に関してプロセッサ１３０に情報を提供することができる。外部入力ソース１６０は、占有センサ１７２、室内温度センサ１７４、ビル管理システム（ＢＭＳ）１７６、及び昼光センサ１７８を含むいくつかの部屋の特性センサ１７０を含むことができるが、これらに限定されるものではない。これらのセンサは、エレクトロクロミック素子制御ユニット１２０にエレクトロクロミック素子の動作の適切な状態を決定するために必要な情報を提供することができる。例えば、占有センサ１７２は、エレクトロクロミック素子が配置されている部屋が現在使用中であるかどうかを示す情報を提供することができる。
【００４８】
いくつかの例では、部屋が使用中であるか否かに応じてエレクトロクロミック素子を別に動作させることが望ましい場合がある。更に、例えば、室内温度センサ１７４は、部屋の現在の温度が居住に適しているかを示す情報を提供することができる。同様に、ＢＭＳは室内の照明がいつ自動的にオン又はオフするように予定されているかを示す入力を提供することができ、部屋の動作の標準時間を示す。ＢＭＳはまた、エレクトロクロミック素子が配置されている建物のセキュリティシステムを自動的に有効化及び無効化する時間を示す入力を提供することができ、同様に建物の動作の標準時間を示す。
【００４９】
昼光センサ１７８は、部屋の明るさの量を測定することができ（例えば、部屋が明るいほど、素子の透過率はより高い）、エレクトロクロミック素子の透過率の百分率の値を示す。全体として、これらの入力は、例えば、部屋が空であることが決定された時、及び／又はエレクトロクロミック素子１１０が部屋の居住を快適にするように動作することが望ましい時のような場合に、エレクトロクロミック素子１１０が最小限のコスト（最高のエネルギー効率）で動作させることが望ましいかどうかを決定するために有用であることができる。
【００５０】
外部入力ソース１６０は、環境特性指標及びセンサ１８０も含み、暖房換気及び空調（ＨＶＡＣ）システム１８２並びに室外温度センサ１８４を含むことができるが、これらに限定されるものではない。ＨＶＡＣシステム１８２は、エレクトロクロミック素子１１０が配置されている部屋の環境制御（例えば、部屋を暖めること、部屋を冷やすこと）に関連する入力を提供することができる。室外温度センサは、同様に、屋外の場所の温度を示す入力を提供することができる。
【００５１】
ユーザ制御ユニット１９０は、エレクトロクロミック素子１１０の動作に関する選好を示す追加入力を提供することができる。ユーザ制御ユニットは、これらの選好を入力するユーザインタフェースを含むことができる。選好は、最大透過率の入力、最小透過率の設定、暖房設定、冷房設定、及びユーザの無効入力を含み、外部入力１６０から受信された入力を無効にすることができる。選好は又、空間における望ましい明るさ、グレアを引き起こす可能性がある太陽の角度、及びグレアが問題となるかもしれない光レベルの閾値の任意の１つを示す入力を含むがことができるが、これらに限定されるものではない。外部入力ソース１６０は、上述したセンサ及び入力に限定されず、又はエレクトロクロミック素子の特性、内部空間の特性、又はエネルギー管理優先権のいずれかを識別するのに有用な任意のセンサ又は入力を含むことができる。また、指定された外部入力ソース１６０の各々は、上述のものに加えて目的のために利用することができる。例えば、ＨＶＡＣシステムは、時刻を含むＢＭＳ−タイプの入力を提供することができる。更に、例えば、ユーザ制御ユニット１９０は、内部空間の現在の使用を含む居住センサタイプの情報を提供することができる。
【００５２】
上述したように、エレクトロクロミック素子１１０の１つの特性を制御することは、必ずしも素子１１０の他の態様に比例する効果を持つ訳ではない。例えば、エレクトロクロミック素子１１０の透過率の小さな変化は、エレクトロクロミック素子１１０の色の差異に不相応に大きな影響をもたらす。別の例では、透過率の小さな変動は、素子１１０を通過する太陽熱に不相応に大きな影響をもたらす。これらの理由のために、所望の透過率だけではなく、追加の特性、例えば色及び／又は太陽熱入射にも基づいてエレクトロクロミック素子１１０を制御できることは特に有益である。
【００５３】
例えば、エレクトロクロミック素子１１０は、ほぼ同じ透過率で、大幅に異なる色を示す２つの透過状態を特徴とすることができる。このような場合には、これら２つの透過状態の間でエレクトロクロミック素子１１０の色を調整することは、エレクトロクロミック素子の色に大きな影響を与えるが、内部空間における明るさにほとんど影響を及ぼさない。したがって、エレクトロクロミック素子１１０の色は内部空間の明るさ又は薄暗さを犠牲にすることなく、暗くすることができる。
【００５４】
エレクトロクロミック素子の色を制御することは、エレクトロクロミック素子に見栄えの良い外観を維持するために有益であり得る。例えば、高い透過率を有する透過状態（例えば、５０％より多く、又は約５０％以上で、可視光が素子を透過する透過状態）にエレクトロクロミック素子を設定することは、素子を不快な黄色がかった色に見せる。高い透過率を有する透過状態の時でさえ、エレクトロクロミック素子の色を制御することにより、ユーザは、エレクトロクロミック素子をより美的に望ましい色合い又は色、例えば黄色に見えない色を維持しながらも、透過率の高いレベルを有する透過状態に設定することができる。他の例では、エレクトロクロミック素子を淡彩を有する透過状態に設定することは素子を透過する全体の透明度を低下させることができる。ある時刻において（例えば、夜間、素子の黄色の外観が目立たない時）、エレクトロクロミック素子を、素子の黄色の外観にもかかわらず高い透過率を有する透過状態に保持することが好ましい場合がある。従って一例として、ユーザは、素子の色を制御しながらも、透過率の同じレベルを有する透過状態にエレクトロクロミック素子を設定することができる。
【００５５】
同様に、エレクトロクロミック素子１１０は、ほぼ同じ透過率で、しかしかなり異なるＳＨＧＣを示す２つの透過状態を特徴とすることができる。エレクトロクロミック素子のＳＨＧＣを調整することにより、エレクトロクロミック制御装置１２０は、室内空間における環境制御を効果的に管理することができる。暖房季節（例えば、冬）の間太陽熱が室内空間を温め、及び冷房季節（例えば夏）の間、太陽熱が室内空間を暖めるのを阻止する。従って、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子のＳＨＧＣを調整することにより、室内空間における知覚される明るさ又は知覚される薄暗さを犠牲にすることなく室内空間における暖房および冷房を効率的に制御することができる。
【００５６】
これらの追加の特徴と組み合わせてエレクトロクロミック素子の透過率の制御に従う動作は今説明されるであろう。なお、以下の動作は、以下に述べる正確な順序で実行される必要はないことを理解されるべきである。むしろ、様々な操作を異なる順序で又は同時に処理することができる。また、これらの操作全てを一度に実行される必要がないことも理解されるべきである。例えば、いくつかの動作は、他の動作とは別に実行されることができる。また、動作は追加または省略されることができる。
【００５７】
図４は、色と連動してエレクトロクロミック素子の透過率を制御する動作４００を示すフロー図である。ブロック４０２において、エレクトロクロミック制御装置１２０は、実際の照度入力を受信して、エレクトロクロミック素子に関連付けられた空間の測定された照度（例えば、ルクス）を示すことができる。測定された照度は、エレクロミック素子に関連付けられた内部空間内に配置された光センサ１８８（例えば、昼光センサ）の測定に基づくことができる。いくつかの例では、実際の照度の入力は、内部空間の一部のみを測定した照度を示すことができる。そのような例では、内部空間の測定された部分は、内部空間全体の明るさの典型と考えることができる。別の例では、１つ以上の昼光センサ１７２は、内部空間内に配置されることができる。各センサは、内部空間におけるそれぞれの部分の明るさに関する情報を収集することができる。各センサによって測定された照度は、その後コントローラに送信され、そこで前記測定値は内部空間における全体的な照度の測定を得るために組み合わされることができる。一例では、各々の昼光センサにより測定された照度は、内部空間における平均照度を得るために平均化されることができる。別の例では、昼光センサの各々により測定された照度は重みを割り当てられることができ（例えば、内部空間の隅で昼光センサにより取得された測定値よりも内部空間の中央で昼光センサで取得された測定値により大きな重みを割り当てる）、その後、内部空間の加重平均照度を得るために組み合わせることができる。
【００５８】
ブロック内の４０４において、エレクトロクロミック制御装置１２０は、空間における所望の明るさを示す、所望の照度の入力も受信することができる。一例では、この情報は、空間の居住者又はシステム１００の他のユーザにより手動で入力されることができる。別の例では、この情報は予め定められることができ、及びプロセッサ１３０のメモリ１３２に格納されることができる。別の例では、プロセッサ１３０は、手入力で修正することができる初期値を格納することができる。
【００５９】
ブロック４０６において、エレクトロクロミック制御装置１２０は、空間の実際の照度を空間における所望の照度と比較することができる。これは、例えば、実際の照度入力と所望の照度入力との差を計算することによって、達成することができる（これは両状態ともルクスで測定されることができ、結果として入力の間の計算された差も、ルクスで測定される）。
【００６０】
ブロック４０８では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、実際の照度と所望の照度とが十分に一致するかどうかを決定することができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、閾値に対する実際の照度と所望の照度との間の計算された差を比較することができる。このような一例では、閾値は、昼光センサ１７２が内部空間における明るさを正確に測定することができる許容誤差に対応することができる。このため、昼光センサ１８８によって測定された、所望の明るさの閾値以内の任意の明るさは、所望の明るさに十分に一致すると考えられる。別の例では、閾値は、内部空間の所望の明るさと内部空間の実際の明るさとの間の差（例えば、所望の明るさは、実際の明るさの２０％以内である）の許容量に対応することができる。換言すれば、内部空間の居住者は内部空間が特定の明るさに照明されることを望むことができるが、居住者は空間を許容できるように僅かにより明るくしたり、より薄暗くしたりすることができることを見出す。この例では、昼光センサ１８８によって測定された所望の明るさの閾値内の任意の明るさは、内部空間の居住者に許容でき、したがって、所望の明るさに十分に一致すると考えられるであろう。
【００６１】
実際の照度と所望の照度とが十分に一致していると決定される場合、以下に述べるように、オペレーション４００はブロック４１２内で継続することができる。しかし、実際の照度と所望の照度とが十分に一致しないと決定される場合、所望の動作は、エレクトロクロミック制御装置１２０が、エレクトロクロミック素子１１０を実際の照度と所望の照度とが十分一致する第1の透過状態に設定することができるブロック４１０で継続させる。例えば、プロセッサ１３０は、電源１５０に命令を伝えてエレクトロクロミック素子１１０への電力の供給量を増減する。所望の照度が実際の照度よりも閾値を超えて大きい場合（例えば、内部空間の居住者が空間がより明るいことを望む）、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０の両端の電圧を調整してエレクトロクロミック素子１１０の透過率を高めることができる。所望の照度が閾値以上で実際の照度未満である場合には（例えば、内部空間の居住者が空間がより薄暗いことを望む）、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０の両端の電圧を調整して素子の透過率を低下させることができる。
【００６２】
ブロック４１２では、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０が所定範囲内の色を有することが望ましくないことを示す色入力を受信することができる。一例では、色入力は、ユーザ制御ユニット１９０から提供されるユーザの選好とすることができる。例えば、内部空間のユーザは、エレクトロクロミックデバイスが黄色がかった外観を有しないことを好むと、エレクトロクロミック素子は黄色がかった色を持つべきではないことを示すユーザ入力を入力することができる。このような例では、色の所定の範囲は、黄色がかった外観を有する色の範囲とすることができる。
【００６３】
別の例では、エレクトロクロミック制御装置は、自身のメモリ１３４から色入力を受信することができる。例えば、メモリ１３４は、時刻（例えば、昼間、夜間）を示すことができる内部クロックを含むことができる。このような例では、時刻は、エレクトロクロミック制御装置１２０に、エレクトロクロミック素子１１０が黄色がかった外観を有することが望ましくないかどうかを（例えば、昼間の時間は着色される）、又は黄色がかった外観が許容されるかどうか（例えば、素子の外観に係わらずエレクトロクロミック素子の可視性を向上させるために夜間は透明）を指示することができる。
【００６４】
ブロック４１４では、エレクトロクロミック制御装置１２０は実際の色入力を受信して、エレクトロクロミック素子の実際の色を示すことができる。実際の色入力を受信することはエレクトロクロミック素子１１０の異なった特性を測定すること、及び測定された特性を素子の実際の色に関連づけることを含むことができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、測定装置１４０を用いてエレクトロクロミック素子１１０の透過率又は電圧を測定することができ、そして相関表１３８を用いて測定電圧を相関色に関連付けることができる。
【００６５】
ブロック４１６では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、実際の色入力が所定の範囲の色と十分一致するかどうかを決定することができる。エレクトロクロミック素子が望ましくない色の範囲内の色を持たないことが望まれることを色入力が示す場合、その時、動作はブロック４１８に継続し、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を第１の透過状態に維持する。エレクトロクロミック素子が望ましくない色の範囲内の色を有することが許容できることを色入力が示す場合、その時動作はブロック４２０に継続し、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を実際の照度及び所望の照度が更に十分に一致し、エレクトロクロミック素子の色が所定の色の範囲内の色に十分一致しない第２の透過状態に設定することができる。
【００６６】
フローチャートに記述される動作４００は、所定の色範囲内の色を有する１つの透過状態、及び所定の色範囲にない色を有する他の透過状態を有し、実際の照度が所望の照度に十分一致するための１つ以上の透過状態において使用できるエレクトロクロミック素子の動作を制御する際に特に有用である。
【００６７】
色入力は、上述したようにカラーマップ、例えばＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間に従って定量化することができる。例えば、エレクトロクロミック素子が約１０又は１２より多いｂ＊特性を有する色を有する透過状態で動作することが望ましくないことを色入力は示すことができる。あるいは、色入力は可視光スペクトル上の色のピーク波長に従って定量化されることができる。例えば、色入力はエレクトロクロミック素子が約５６０ｎｍと５９５ｎｍとの間のピーク波長を有する色で動作することを望まないことを示すことができる。
【００６８】
別の例では、図４のフロー図の色の範囲はあらかじめ決められる一方、色の範囲はユーザによって選択されることができる。図５は色の範囲がユーザによって選択されるエレクトロクロミック素子の動作のため例示的なフロー図５００である。ブロック５０２〜５１０は、それぞれブロック４０２〜４１０に関連して記述されたものと同一又は同様の工程である。これらの手順では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、空間の実際の照度と所望の照度に関する情報を収集し、収集した情報を比較して、実際の照度と所望の照度を十分に一致させるために、エレクトロクロミック素子を調整することができる。
【００６９】
ブロック５１２では、エレクトロクロミック制御装置は、エレクトロクロミック素子１１０の色の所望の範囲を示す色範囲入力を受信することができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０の最も明るい許容色を示す値を受信することができる（例えば、ユーザが許容する最も黄色がかった色）。そのような例では、値は、エレクトロクロミック素子が入力された値よりも明るい色であるための透過状態であり、エレクトロクロミック素子１１０は動作してはならないことを示すことができる。
【００７０】
ブロック５１４では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０の実際の色を示す実際の色入力を受信することができる。実際の色入力を受信することはエレクトロクロミック素子１１０の別の特性を測定すること、及び測定された特性を素子の実際の色に関連づけることを含むことができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、測定デバイス１４０を用いてエレクトロクロミック素子１１０の透過率や電圧を測定することができ、そして相関表１３８を用いて測定された電圧を相関色に関連付けることができる。
【００７１】
ブロック５１６では、エレクトロクロミック制御装置は、実際の色入力と色範囲入力が十分に一致するかどうかを決定することができる。これは、実際の色入力が色範囲入力で指定された範囲内にあるかどうかを決定することを含むことができる。例えば、カラー入力が最も明るい許容色に対応する値を指定した場合、エレクトロクロミック制御装置１２０は、最も明るい許容色がエレクトロクロミック素子の実際の色より明るいか又は等しいかを決定することができる。
【００７２】
エレクトロクロミック制御装置が実際の色入力と色範囲入力とが十分に一致しないと決定する場合、その時動作はブロック５１８に継続することができる。ブロック５１８では、エレクロトクロミック制御装置はエレクトロクロミック素子１１０を第１の透過状態に保持することができる。エレクトロクロミック制御装置１２０が実際の色入力と色範囲入力が十分に一致しないことを決定する場合、その時動作はブロック５２０に継続することができる。ブロック５２０では、エレクトロクロミック制御装置はエレクトロクロミック素子を実際の照度と好ましい照度とが十分に一致し、及びエレクトロクロミック素子の色が色範囲入力に十分一致しない第２の透過状態に設定することができる。例えば、色範囲の入力が最も明るい許容色を指定し、及びに実際の色入力は最も明るい許容色よりも明るい色である場合は、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子の色が十分一致するまで、又は最も明るい許容色より暗くなるまでエレクトロクロミック素子の透過率を調整することができる。エレクトロクロミック素子の透過率を調整することは、素子の色が所望の方法で変化するように素子へ供給される電圧を増加すること又は減少することを含むことができる。
【００７３】
同様の操作は、エレクトロクロミック素子を透過した赤外線の量を制御するために用いることができる。例えば、図６のフロー図６００は、本開示の態様に従って赤外線の透過率を制御する方法を示している。ブロック６０２〜６１０は、それぞれブロック４０２〜４１０に関連して記述されたものと同一の又は同様の工程である。これらの工程では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、実際の照度、及びエレクトロクロミック素子に関連付けられた空間における望ましい照度に関する情報を収集し、収集した情報を比較し、実際の照度と所望の照度とが十分に一致するために、エレクトロクロミック素子を調整することができる。
【００７４】
ブロック６１２では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、高い太陽熱入射係数（ＳＨＧＣ）入力及び低いＳＧＨＣ入力の１つを受信することができる。高い及び低いＳＨＧＣ入力は、太陽熱から空間を遮断することか、又は曝すことが望まれるかを示すために使用されることができる（例えば、太陽熱がエレクトロクロミック素子１１０を透過することを、又は太陽熱が透過するのを遮断することを許可する）。一例では、入力は、ユーザ制御ユニット１９０から提供されるユーザの選好であり得る。例えば、入力は、エレクトロクロミック素子を通って太陽熱の量が通過するための／遮断するためのユーザの命令であり、室内空間を暖める又は冷やすことができる。別の例では、入力は環境特性指数、例えばＨＶＡＣシステム１８２から提供されることができる。例えば、ＨＶＡＣシステムが現在内部空間を暖めているか冷却しているかを示す入力は、エレクトロクロミック装置１１０が太陽熱を通過することが望ましいか又は遮断することが望ましいかを示すことができる。別の例では、入力は環境特性センサ、例えば室外温度センサ１９４から提供されることができる。例えば、現在の室外温度を示す入力は、特定の季節（例えば、夏、冬）を示すことができ、順に、エレクトロクロミック素子１１０が太陽熱を通過することが望ましいか遮断することが望ましいかを示すことができる（例えば、冬には太陽熱を通過させて空間を暖かく保ち、夏には太陽熱を遮断して空間を涼しく保つ）。別の例では、入力は、空間特性センサ、例えば室内温度センサ１８４から受信することができる。例えば、ＨＶＡＣシステムの現在の動作を示す入力と同じように、現在の室内温度を示す入力は、空間を暖めることが望ましいか、冷やすことが望ましいかを示すことができる。
【００７５】
他の例では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、外部センサ又は装置からの高いＳＨＧＣまたは低いＳＨＧＣ入力を受信する必要がないこともあり得る。むしろ、エレクトロクロミック制御装置は、環境情報１３６に格納されているカレンダーの日付の形で独自のメモリ１３４からの入力を受信することができる。例えば、格納されたカレンダーの日付は、室外温度センサのように、特定の季節（例えば、夏、冬）の現在の出来事を示すことができ、順番に、エレクトロクロミック素子１１０が太陽熱を通過することが望ましいか、遮断することが望ましいかを示すことができる（例えば、冬には太陽熱を通過させて室内空間を暖かく保ち、夏には太陽熱を遮断して室内空間を涼しく保つ）。
【００７６】
ブロック６１４では、エレクトロクロミック制御装置１２０は、受信した入力が高いＳＨＧＣ入力か低いＳＨＧＣ入力であるかを決定することができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、比較的高いＳＨＧＣを有する透過状態、又は比較的低いＳＨＧＣを有する透過状態のいずれかでエレクトロクロミック素子を動作させるための要求として、入力を解釈することができる。これは、エレクトロクロミック素子が、実際の照度が望ましい照度に十分に一致する１つ以上の透過状態で動作することができる状況において特に有用である。透過状態の１つは他の透過状態の１つより高いＳＨＧＣを有している。エレクトロクロミック制御装置１２０が高いＳＨＧＣ入力を受信する場合、動作はブロック６１６に継続され、そこでエレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０をエレクトロクロミック素子１１０が高いＳＨＧＣを有する第１の透過状態に保持することができる。エレクトロクロミック制御装置１２０が低いＳＨＧＣ入力を受信した場合、動作はブロック６１８に継続され、そこでエレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０を実際の照度と所望の照度とが十分に一致し、及びエレクトロクロミック素子が低いＳＨＧＣを有する第２の透過状態に設定することができる。
【００７７】
エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０を通って熱を伝える又は遮断することにより空間を暖め及び冷やすることに関連する量及び値を示す他の入力を代りに受信することができる。例えば、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０を介して透過されることが望まれる赤外線の量を示す入力を受信することができる。
【００７８】
いくつかのケースでは、エレクトロクロミック素子１１０は、色及びＳＨＧＣの両方に関する入力によって制御されることができる。このような場合には、エレクトロクロミック素子は、図7の論理表によって示されるスキームを含む任意の既存の制御スキームに従って制御されることができるが、これらに限定されるものではない。図７の論理表の例では、エレクトロクロミック素子１１０は、比較的高い透過率を有する２つの「クリア状態」又は透過状態の１つに設定されることができる。状態Ａは黄色と高いＳＨＧＣを示し、一方状態Ｂは、より審美的に心地良い緑色と低いＳＨＧＣを示す。太陽熱入射が望まれ、及び黄色がユーザに許容される場合には、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０を状態Ａで稼働させるように設定することができる。それとは異なって、太陽熱入射が望まれない又は状態Ａの黄色がユーザに許容されない場合には、エレクトロクロミック制御装置１２０は、エレクトロクロミック素子１１０を状態Ｂで稼働させるように設定することができる。
【００７９】
本開示の他の例では、照度、色、及び太陽熱入力はエネルギ管理プロトコールの一部としていくつかの他の入力と組み合わせることができる。図８の真理値表はエネルギ管理プロトコールの一例として論理スキームを示す。図８の例では、エネルギ管理プロトコールはエレクトロクロミック素子１１０の所望の動作を示すいくつかの入力を受信することができる。例えば、エネルギ管理プロトコールは居住空間が占有されているかどうか、空間を暖めること（又は代わりに空間を冷やすこと）が望まれているかどうか、空間が過剰な昼光を受けているかどうか、及び空間が過剰な太陽グレアを入れているかどうかを示す入力を受信することができる。本開示の他の態様に関連して上述したように、これらの入力のおのおのは内部に記憶された情報又は外部センサによって与えられることができる。
【００８０】
図８の例において、エネルギ管理プロトコールは、空間が占有されているかどうかを決定するエレクトロクロミック制御装置１２０で始めることができる。空間が満たされていない場合（図８でＮと示される）、エレクトロクロミック制御装置１２０は、空間を暖めるか冷やすかに従って、エレクトロクロミック素子１１０をそれぞれ高いＳＨＧＣクリア状態（図７の例の状態Ａ）又は低い透過率状態のいずれかに設定する。低い透過率状態は太陽熱の実質的な量を遮断するに十分に不透明である任意の透過状態、例えば、可視光の約２％と約２５％との間でだけ透過される透過状態に対応することができる。いくつかの実施形態において、低い透過状態は可視光の２５％より少ない量が透過される任意の透過状態に対応することができる。
【００８１】
空間が占有されている場合（図８で「Ｙ」で示される）、エレクトロクロミック制御装置１２０は空間が過剰な昼光を受け入れているかどうかを更に決定することができる。空間が過剰な昼光を受け入れている場合（「Ｙ」）、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を空間における望ましい照度をもたらす透過状態に設定することができる。更に、空間が過剰なグレアを受け入れている場合（「Ｙ」）、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を過剰なグレアが空間に入ることを遮断する低い透過状態に設定することができる。
【００８２】
空間が過剰な昼光を受け入れていない場合（「Ｎ」）、エレクトロクロミック制御装置１２０は空間を暖めること（又は代わりに、内部空間を冷やすこと）が望まれるかどうかを更に決定することができる。空間を暖めることが望まれる場合（「Ｙ」）、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を高いＳＨＧＣのクリア状態（図７の例の状態Ａ）に設定することができる。空間を冷やすことが望まれる場合（「Ｎ」）、エレクトロクロミック制御装置１２０はエレクトロクロミック素子１１０を低いＳＨＧＣのクリア状態（図７の例の状態Ｂ）に設定することができる。
【００８３】
本開示のいくつかの例において、過剰なグレアを遮断する低い透過率状態及び太陽熱を遮断する低い透過率状態は、同じ透過率状態に対応することができる。他の例では、それらは異なった透過率状態に対応することができる。例えば、過剰なグレアを遮断するためにエレクトロクロミック素子１１０は可視光の約２％しか素子を透過できない状態に設定される。それにもかかわらず、可視光の約２％〜６％の間が透過する任意の状態に設定される時、エレクトロクロミック素子１１０は太陽熱の実質的に同じ量を遮断することができる。だから、このような例ではエレクトロクロミック素子を、空間が過剰なグレアを受け入れる場合、可視光の約２％だけが素子を透過する低い透過率状態に設定することは有利である。一方、空間が空であり及び空間を冷やすことが望まれる時、エレクトロクロミック素子は可視光の約６％が透過される低い透過率状態に設定されることができる。
【００８４】
本開示の上記例に記載されたエレクトロクロミック素子は１つ以上の高い透過状態に設定されることができ、及び１つ以上の低い透過状態に設定されることができる。本開示のいくつかの例において、高い透過率状態は最も多く（例えば約５０％以上）の可視光が素子を透過する任意の状態を指す。他の例では、高い透過率状態は可視光の実質的な量（例えば、約２５％以上）が素子を透過する任意の状態を指すことができる。他の例では、高い透過率状態（例えば、可視光の約６０〜６５％以上が素子を透過する）は、可視光線の透過率の僅かな変化が、エレクトロクロミック素子の他の特性、例えば、素子の色又はＳＨＧＣに対して大きな変化になることができる任意の状態を指す。
【００８５】
本開示のいくつかの例において、低い透過率状態は実質的な量（例えば約２５％以上）より低い可視光線が素子を透過する任意の状態を指すことができる。他の例において低い透過率状態は、最も多く（例えば、約５０％以上）より少ない可視光が素子を透過する任意の状態を指すことができる。他の例では、低い透過率状態は過剰なグレア及び／又は太陽熱が実施的に遮断される任意の状態を指すことができる（例えば、約２％〜６％以下の可視光が素子を透過する）。
【００８６】
本発明は、本明細書において特定の実施形態を参照して説明されたが、これらの実施形態は、本発明の原理および応用の単なる例示であることが理解されるべきである。従って、多くの修正が例示的な実施形態に対してなされ得ること、他の構成は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく考案され得ることを理解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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