CN105431772A - 控制光学可切换装置中的转变 - Google Patents

Abstract

本公开的方面涉及用于将驱动电压施加到光学可切换装置(诸如电致变色装置)的母线的控制器和控制方法。此类装置通常提供在窗户诸如建筑玻璃上。在某些实施方案中，以有效驱动所述电致变色装置的整个表面上的光学转变的方式来控制所述施加的驱动电压。所述驱动电压被控制来弥补所述母线与接近所述母线的区域之间的区域中经历的有效电压差。所述母线附近的区域经历最高有效电压。

Description

控制光学可切换装置中的转变

相关申请的交叉引用

本申请为2013年6月28日提交的并且标题为“CONTROLLINGTRANSITIONSINOPTICALLYSWITCHABLEDEVICES(控制光学可切换装置中的转变)”的美国专利申请号13/931,459的部分继续申请，所述申请以引用的方式整体并且出于所有目的并入本文。

发明背景

电致变色(EC)装置通常是多层堆叠，包括：(a)至少一层电致变色材料，所述电致变色材料响应于电势的施加来改变它的光学性质，(b)离子导体(IC)层，所述离子导体层允许离子，诸如锂离子，移动穿过它，进入电致变色材料以及从所述电致变色材料移出，从而致使光学性质改变，同时防止电气短路，以及(c)透明导体层，诸如透明导电氧化物或TCO，在所述透明导体层上将电势施加到电致变色层。在一些情况下，从电致色变装置的相对边缘并且跨所述装置的可视区域施加电势。透明导体层被设计成具有相对高的电子电导。电致变色装置可以具有不只是上述层，诸如任选地改变光学状态的离子存储层或对电极层。

由于装置操作的物理学，电致变色装置的适当功能取决于许多因素，诸如穿过材料层的离子移动、移动所述离子所需的电势、透明导体层的薄层电阻以及其他因素。电致变色装置的大小对于装置从起始光学状态转变到结束光学状态(例如，从染色到清透或从清透到染色)发挥重要作用。经施加来驱动此类转变的条件对于不同大小的装置可具有相当不同的要求。

需要的是用于驱动电致变色装置中的光学转变的改良方法。

发明内容

本公开的方面涉及用于将驱动电压施加到光学可切换装置(诸如电致变色装置)的母线的控制器和控制方法。通常在窗户诸如建筑玻璃上提供此类装置。在某些实施方案中，以有效驱动所述光学可切换装置的整个表面上的光学转变的方式来控制所施加的驱动电压。所述驱动电压被控制来弥补所述母线与接近所述母线的区域之间的区域中经历的有效电压差。所述母线附近的区域经历最高有效电压。

本公开的某些方面涉及控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的方法。所述方法可由以下操作表征：(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；(b)在所述转变完成之前，定期确定所述光学可切换装置的所述母线之间的开路电压，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；(c)确定在(b)中所确定的所述开路电压是否具有大于或等于目标开路电压的量值的量值，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；并且(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中所确定的所述开路电压的量值大于或等于所述目标开路电压的量值，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值大于或等于所述阈值电荷密度的量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

在一些实施方案中，在(a)中施加所述驱动电压之后的限定时间处在(b)中确定所述开路电压。限定时间可以介于约15-90秒之间，例如在一些情况下约30秒。在其他实例中，限定时间更长，例如在一些情况下高达约120分钟。目标开路电压可以具有介于约0-1V之间、大于保持电压的量值的量值，例如介于约0-0.4V之间、大于保持电压的量值。在各种情况下，目标开路电压的量值是至少约0.025V、大于保持电压的量值。在某些实施方案中，阈值电荷密度的量值可介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。在一些情况下，例如，阈值电荷密度的量值介于约0.01-0.04C/cm²之间。

所述方法在(c)之后和(d)之前还可包括：(i)将施加到所述母线的电压量值增加到所述驱动电压，这是在(c)中确定以下任一者的结果：在(b)中所确定的所述开路电压的量值小于所述目标开路电压的量值，或在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值小于所述阈值电荷密度的量值；并且(ii)重复(b)–(c)。在一些实施方案中，以介于约5秒与5分钟之间的频率重复(b)–(c)。

在各种实施方案中，光学可切换装置是电致变色装置。在一些情况下，母线可彼此间隔至少约10英寸。

本公开的其他方面涉及控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的设备。这种设备可以由以下元件表征：处理器和电源，其用于以限定量值将电压和/或电流提供到光学可切换装置，以便控制光学转变。所述处理器可被设计或配置来：(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；(b)在所述转变完成之前，定期确定所述光学可切换装置的所述母线之间的开路电压，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；(c)确定在(b)中所确定的所述开路电压是否具有大于或等于目标开路电压的量值的量值，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度是否具有大于或等于阈值电荷密度的量值的量值；并且(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中所确定的所述开路电压的量值大于或等于所述目标开路电压的量值，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值大于或等于所述阈值电荷密度的量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

所述处理器还可被设计或配置来在(a)中施加所述驱动电压之后的限定时间处在(b)中确定所述开路电压和输送的总电荷密度。限定时间可以介于约15-90秒之间，例如在一些情况下约30秒。在其他实例中，限定时间更长，例如在一些情况下高达约120分钟。

目标开路电压可以具有介于约0-1V之间、大于保持电压的量值的量值，例如介于约0-0.4V之间、大于保持电压的量值。在各种情况下，目标开路电压的量值是至少约0.025V、大于保持电压的量值。在某些实施方案中，阈值电荷密度的量值可介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。在一些情况下，例如，阈值电荷密度的量值介于约0.01-0.04C/cm²之间。

在某些实施方案中，所述处理器还被设计或配置来在(c)之后和在(d)之前：(i)将施加到所述母线的电压量值增加到所述驱动电压，这是在(c)中确定以下任一者的结果：在(b)中所确定的所述开路电压的量值小于所述目标开路电压的量值，或在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值小于所述阈值电荷密度的量值；并且(ii)重复(b)–(c)。所述处理器还可被设计或配置来以介于约5秒与5分钟之间的频率重复(b)–(c)。光学可切换装置可以是电致变色装置。在一些情况下，母线可彼此间隔至少约10英寸。

在公开的实施方案的另一个方面中，提供控制光学可切换装置的光学转变的另一种方法。所述方法涉及通过以下步骤从起始光学状态转变到结束光学状态：(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；(b)在所述转变完成之前，将施加到所述光学可切换装置的所述母线的电压的量值定期减小至探测电压并且检测电流响应，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；(c)确定在(b)中检测到的所述电流响应是否达到目标电流，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；并且(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中检测到的所述电流响应达到所述目标电流，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

在一些情况下，目标电流可以是约0Amps。在某些实施方案中，阈值电荷密度的量值可介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。在一些情况下，例如，阈值电荷密度的量值介于约0.01-0.04C/cm²之间。在一些实施方案中，探测电压可以具有介于约0-1V之间、大于保持电压的量值的量值，例如介于约0-0.4V之间、大于保持电压的量值。

在公开的实施方案的另一个方面中，提供一种用于控制光学可切换装置的光学转变的设备。所述转变涉及从起始光学状态移动到结束光学状态。所述设备可以包括：电源，所述电源用于以限定量值将电压和/或电流提供到光学可切换装置，以便控制转变；以及处理器，所述处理器被设计或配置来控制所述转变。所述处理器可被设计或配置来：(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；(b)在所述转变完成之前，将施加到所述光学可切换装置的所述母线的电压的量值定期减小至探测电压并且检测电流响应，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；(c)确定在(b)中检测到的所述电流响应是否达到目标电流，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；并且(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中检测到的所述电流响应达到所述目标电流，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

在一些情况下，目标电流可以是约0Amps。在某些实施方案中，阈值电荷密度的量值可以介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。在一些情况下，例如，阈值电荷密度的量值介于约0.01-0.04C/cm²之间。在一些实施方案中，探测电压可以具有介于约0-1V之间、大于保持电压的量值的量值，例如介于约0-0.4V之间、大于保持电压的量值。

下文将会参照相关联的附图来进一步详细描述这些和其他特征。

附图简述

图1A示意描绘平面母线布置。

图1B呈现每个透明导体层上的局部电压值作为所述层上的位置的函数的简化图

图1C呈现V_有效作为装置上的位置的函数的简化图

图2是描绘与驱动电致变色装置从清透到染色和从染色到清透相关联的电压和电流曲线的图。

图3是描绘与驱动电致变色装置从清透到染色相关联的某些电压和电流曲线的图。

图4A是描绘光学转变的图，其中施加电压从V_驱动到V_保持的下降导致净电流流动，其表明光学转变已经进行得足够充分以允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。

图4B是描绘光学转变的图，其中施加电压从V_驱动到V_保持的初始下降导致净电流流动，其指示光学转变还没有进行得足够充分以允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。因此，施加电压在再次下降至V_保持之前的另一时间段内返回到V_驱动，在V_保持点处所得的电流表明光学转变已经进行得足够充分以允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。

图5A是描绘用于探测光学转变的进展并且确定转变何时完成的过程的流程图。

图5B是描绘用于探测光学转变的进展并且在其未能进展得足够快时加速转变的过程的流程图。

图5C-5F是描绘用于探测光学转变的进展并且确定转变何时完成的替代过程的流程图。

图6A和图6B示出图，其描绘在室温(图6A)以及在降低的温度(图6B)，使用图5E的方法探测并监视转变的进展时，在电致变色转变期间随时间推移输送的总电荷以及随时间推移施加的电压。

图6C示出根据实施方案的电致变色窗，其在透明导电氧化层上具有一对电压传感器。

图7A和图7B呈现在运转中的示例电致变色装置的横截面图。

图8和图9是窗户控制器和相关联部件的表示。

详述

定义

“光学可切换装置”是响应于电输入来改变光学状态的薄装置。所述光学可切换装置在两个或更多个光学状态之间可逆循环。在这些状态之间进行切换通过将预定义的电流和/或电压施加到所述装置来控制。所述装置通常包括跨越至少一个光学活性层的两个薄导电片。驱动光学状态变化的电输入被施加到薄导电片。在某些实现方式中，所述输入是由与导电片电连通的母线提供的。

虽然本公开将电致变色装置强调为光学可切换装置的实例，但本公开并不限于此。其他类型的光学可切换装置的实例包括某些电致变色装置、液晶装置等。光学可切换装置可以提供在各种光学可切换产品上，诸如光学可切换窗户。然而，本文所公开的实施方案并不限于可切换窗户。其他类型的光学可切换产品的实例包括镜子、显示器等。在本公开的上下文中，通常以非像素化的格式提供这些产品。

“光学转变”是光学可切换装置的任意一个或多个光学性质变化。改变的光学性质可以是例如色调、反射性、折射率、颜色等。在某些实施方案中，光学转变将具有定义的起始光学状态和定义的结束光学状态。例如，所述起始光学状态可以是80％透射率并且所述结束光学状态可以是50％透射率。光学转变通常通过在光学可切换装置的两个薄导电片上施加适当的电势来驱动。

“起始光学状态”是光学可切换装置就在光学转变开始之前的光学状态。起始光学状态通常被定义为可以是色调、反射性、折射率、颜色等的光学状态的量值。起始光学状态可以是光学可切换装置的最大或最小光学状态，例如90％或4％透射率。或者，起始光学状态可以是具有在光学可切换装置的最大与最小光学状态之间的某处的值的中间光学状态，例如50％透射率。

“结束光学状态”是光学可切换装置就在从起始光学状态完成光学转变之后的光学状态。完全转变在光学状态以被理解成对于特定应用是完整的方式改变时发生。例如，完全着色可以被认为是从75％光学透射率至10％透射率的转变。结束光学状态可以是光学可切换装置的最大或最小光学状态，例如90％或4％透射率。或者，结束光学状态可以是具有在光学可切换装置的最大与最小光学状态之间的某处的值的中间光学状态，例如50％透射率。

“母线”是指附接到导电层的导电带，所述导电层诸如跨越光学可切换装置的区域的透明导电电极。所述母线将电势和电流从外部引线输送到导电层。光学可切换装置包括两条或更多条母线，各自连接到所述装置的单个导电层。在各种实施方案中，母线形成跨越装置的长度或宽度的大部分长度的长细线。通常，母线位于所述装置的边缘附近。

“施加电压”或V_施加是指施加到电致变色装置的相反极性的两条母线的电势差。每条母线电连接到单独的透明导电层。施加电压可以具有不同的量值或功能，诸如驱动光学转变或保持光学状态。光学可切换装置材料诸如电致变色材料被夹在透明导电层之间。透明导电层中的每一个经历母线所连接的位置与远离所述母线的位置之间的电势降。一般来说，距母线的距离越远，透明导电层中的电势降越大。透明导电层的局部电势在本文通常被称为V_TCL。相反极性的母线可以跨光学可切换装置的面彼此横向分开。

“有效电压”或V_有效是指光学可切换装置上的任何特定位置处的正透明导电层与负透明导电层之间的电势。在笛卡尔空间中，针对装置上的特定x,y坐标来限定有效电压。在测量V_有效的点处，两个透明导电层在z方向上(通过装置材料)分离，但共享同一x,y坐标。

“保持电压”是指将装置无限期维持在结束光学状态所需的施加电压。在一些情况下，在没有施加保持电压的情况下，电致变色窗返回它们的自然色状态。换句话说，所需色调状态的维持需要施加保持电压。

“驱动电压”是指在光学转变的至少一部分期间所提供的施加电压。所述驱动电压可以被视为“驱动”光学转变的至少一部分。所述驱动电压的量值与就在光学转变开始之前的施加电压的量值不同。在某些实施方案中，驱动电压的量值大于保持电压的量值。在图3中描绘示例施加的驱动电压和保持电压

上下文与概述

所公开的实施方案使用电探测和监视来确定光学可切换装置的第一光学状态与第二光学状态之间的光学转变何时进行到可终止施加驱动电压的足够程度。例如，电探测允许驱动电压的施加持续比预先可能的设想更少的时间，因为特定装置是基于对其实际光学转变进程的实时电探测来驱动的。此外，实时监视可帮助确保光学转变进展到所需的状态。在各种实施方案中，通过将施加电压降低到保持电压来实现终止驱动电压。此方法利用光学转变的通常被认为是不合需要的方面–薄的光学可切换装置倾向于在光学状态之间不均匀地转变。具体地说，许多光学可切换装置最初在接近母线的位置处转变，并且后来才在远离母线的区域处(例如，在装置中心附近)转变。令人惊讶的是，此不均匀性可被用来探测光学转变。通过允许以本文所述的方式探测转变，光学可切换装置避免对装置控制算法的自定义表征和相关预编程的需要，从而指定施加驱动电压的时间长度以及消除考虑到许多装置上的温度变化、装置结构可变性等等的“通用”固定时间段驱动参数。在更详细地描述探测和监视技术之前，将提供关于电致变色装置中的光学转变的一些上下文。

通过将限定的电压施加到装置上的两条分开的母线来实现驱动典型的电致变色装置中的转变。在这种装置中，将母线垂直于矩形窗户的较小尺寸定位是便利的(参见图1A)。这是因为用来在薄膜装置的面上输送施加电压的透明导电层具有相关的薄层电阻，并且所述母线布置允许最短跨距，在所述最短跨距上电流必须行进以覆盖装置的整个区域，因此减少导体层在其相应区域上完全充电所花费的时间，并且因此减少使装置转变的时间。

虽然跨母线供应施加电压V_施加，但是由于透明导电层的薄层电阻和装置的电流消耗，基本上所述装置的全部区域具有较低的局部有效电压(V_有效)。所述装置中心(两条母线中间的位置)通常具有V_有效的最低值。这可以导致所述装置中心的不能接受的小光学切换范围和/或不能接受的缓慢切换时间。这些问题在装置的较接近母线的边缘处可能不存在。这将在下文中参考图1B和1C来更详细解释。

图1A示出包括具有平面配置的母线的电致变色薄片100的自顶至下视图。电致变色薄片100包括设置在第一导电层110上的第一母线105以及设置在第二导电层120上的第二母线115。电致变色堆叠(未示出)夹在第一导电层110与第二导电层120之间。如图所示，第一母线105可基本上在第一导电层110的一条边上延伸。第二母线115可基本上在第二导电层120的一条边上延伸，这条边与电致变色薄片100上设置第一母线105的边相对。一些装置可以具有额外的母线，例如，在全部四条边缘上，但这使制造复杂化。对包括平面配置的母线的母线配置的另一个讨论在2012年4月20日提交的美国专利申请号13/452,032中可见，所述申请以引用的方式整体并入本文。

图1B是示出第一透明导电层110中的局部电压和第二透明导电层120中的电压的曲线的图，例如其驱动电致变色薄片100从清透状态转变到染色状态。曲线125示出第一透明导电层110中的电压V_TCL的局部值。如图所示，由于穿过第一导电层110的薄层电阻和电流，电压从第一导电层110的左手侧(例如，第一母线105设置在第一导电层110上的位置和电压被施加的位置)向右手侧下降。曲线130也示出第二导电层120中的局部电压V_TCL。如图所示，由于第二导电层120的薄层电阻，电压从第二导电层120的右手侧(例如，第二母线115设置在第二导电层120上的位置和电压被施加的位置)向左手侧增大(在量值上减小)。施加电压V_施加的值在这个实例中是电势曲线130的右端与电势曲线125的左端之间的电压差。在母线之间的任何位置处的有效电压V_有效的值是曲线130和125在x轴上的对应于受关注位置的位置处的值的差。

图1C是示出在电致变色装置上在电致变色薄片100的第一导电层110与第二导电层120之间的V_有效的曲线的图。如所解释，有效电压是第一导电层110与第二导电层120之间的局部电压差。电致变色装置经受较高有效电压的区要比经受较低有效电压的区更快地在光学状态之间转变。如图所示，有效电压在电致变色薄片100的中心处最低，并且在电致变色薄片100的边缘处最高。在装置上的电压降是归因于在电流穿过装置时的欧姆损耗。在大的电致变色窗上的电压降可通过在所述窗户的可视区内配置另外的母线来减小，从而实际上将一个大的光学窗户分成可串联或并联驱动的多个较小的电致变色窗。然而，由于可视区与可视区中的母线之间的对比，这种方法在美学上可能不吸引人。即，使单片电致变色装置不具有可视区中的任何分散注意力的母线对于眼睛是更合意的。

如上所述，当窗户大小增加时，针对在TC层的薄面上流动的电流的电子阻力也增加。可以在最接近母线的点(在以下描述中被称为装置的边缘)与最远离所述母线的点(在以下描述中被称为装置中心)之间测量这个阻力。当电流穿过TCL时，在TCL面上的电压降低并且这减小装置中心处的有效电压。此影响由以下事实恶化：通常当窗户区域增加时，针对所述窗户的泄漏电流密度保持恒定而总泄漏电流由于增加的区域而增加。因此，在这两种影响的情况下，电致变色窗的中心处的有效电压大幅降低，并且对于例如大于约30英寸宽的电致变色窗，可观察到较差性能。这个问题可通过使用较高V_施加，使得装置中心达到适合的有效电压来解决。

通常，固态电致变色装置的安全操作范围介于约0.5V与4V之间，或更通常介于约0.8V与约3V之间，例如介于0.9V与1.8V之间。这些是V_有效的局部值。在一个实施方案中，电致变色装置控制器或控制算法提供在V_有效总是低于3V情况下的驱动曲线，在另一个实施方案中，控制器控制V_有效使得其总是低于2.5V，在另一个实施方案中，控制器控制V_有效使得其总是低于1.8V。所列举的电压值是指时间平均电压(其中平均时间是大约小光学响应所需的时间，例如几秒至几分钟)。

电致变色窗的增加的复杂性在于通过所述窗户汲取的电流在光学转变的持续时间内并不是固定的。替代地，在转变的初始部分期间，通过装置的电流基本上大于(高达大100倍)在光学转变完成或将近完成的结束状态。装置中心中的较差显色问题在这个初始转变时段期间进一步恶化，因为所述中心处的值V_有效显著地低于在转变时段结束时将会是的值。

在电致变色装置具有平面母线的情况下，可以表明，在具有平面母线的装置上的V_有效通常如给出：

ΔV(0)＝V_施加–RJL²/2

ΔV(L)＝V_施加–RJL²/2方程式1

ΔV(L/2)＝V_施加–3RJL²/4

其中：

V_施加是施加到母线以驱动电致变色窗的电压差；

ΔV(0)是连接到第一透明导电层(在下文的实例中，TEC型TCO)的母线处的V_有效；

ΔV(L)是连接到第二透明导电层(在下文的实例中，ITO型TCO)的母线处的V_有效；

ΔV(L/2)是装置中心、两条平面母线中间处的V_有效；

R＝透明导电层薄层电阻；

J＝瞬时平均电流密度；以及

L＝电致变色装置的母线之间的距离。

透明导电层被假定为具有基本上类似的(如果不相同)薄层电阻以用于计算。然而，本领域一般技术人员将理解，即使透明导电层具有不同的薄层电阻，欧姆电压降和局部有效电压的可适用物理学仍可应用。

如所述，某些实施方案涉及用于驱动具有平面母线的装置中的光学转变的控制器和控制算法。在此类装置中，具有相反极性的基本上线性母线被设置在矩形或其他多边形电致变色装置的相对边处。在一些实施方案中，可以采用具有非平面母线的装置。此类装置可以采用例如设置在所述装置的顶点处的成角度的母线。在此类装置中，母线有效间隔距离L是基于装置和母线的几何形状来确定的。对母线几何形状和间隔距离的讨论在标题为“AngledBusBar(成角度的母线)”并于2012年4月20日提交的美国专利申请号13/452,032中可见，所述申请以引用的方式整体并入本文。

当R、J或L增加时，在装置上的V_有效减小，进而减慢或减缓在转变期间和甚至是最终光学状态中的装置显色。参考方程式1，在窗户上的V_有效至少比V_施加小RJL²/2。已发现，当电阻式电压降增加时(由于窗户大小、电流消耗等的增加)，一些损耗可通过增加V_施加而取消，但仅对保持装置边缘处的V_有效低于阈值的值进行此举，其中可靠度衰退将会发生。

总之，已经认识到，两个透明导电层都经历欧姆压降，并且对于两个透明导电层来说，那个压降随着距相关联母线的距离而增加，并且因此V_TCL随着距母线的距离而减小。因此，V_有效在远离两条母线的位置减小。

为了沿光学转变加速，最初以大于将处于特定光学状态的装置保持在平衡状态时所需的量值的量值提供施加电压。这一方法在图2和3中说明。

图2示出采用简单电压控制算法来引起电致变色装置的光学状态转变循环(染色随后是清透)的电致变色装置的完整电流曲线和电压曲线。在图中，总电流密度(I)被表示为时间的函数。如所提及的，总电流密度是与电致变色转变相关的离子电流密度和电致变色活性电极之间的电子泄漏电流的组合。许多不同类型的电致变色装置将具有所描绘的电流曲线。在一个实例中，诸如氧化钨的阴极电致变色材料结合阳极电致变色材料(诸如对电极中的氧化镍钨)使用。在此类装置中，负电流指示装置的着色/染色。在一个实例中，锂离子从氧化镍钨阳极着色电致变色电极流动到氧化钨阴极着色电致变色电极中。相应地，电子流动到氧化钨电极中，以便补偿带正电荷的进入的锂离子。因此，电压和电流被示出为具有负值。

所描绘的曲线通过使电压斜升到设定电平并且然后保持所述电压以维持光学状态而产生。电流峰值201与光学状态变化(即，染色和清透)相关联。具体地说，所述电流峰值表示使装置染色或清透所需要的离子电荷的递送。数学上，峰值下方的阴影区域表示使装置染色或清透所需要的总电荷。曲线在初始电流尖峰之后的部分(部分203)表示当装置处于新光学状态中时的电子泄漏电流。

在所述图中，电压曲线205叠加于所述电流曲线上。所述电压曲线按以下序列：负斜坡(207)、负保持(209)、正斜坡(211)和正保持(213)。注意，电压在达到其最大量值之后并且在装置保持处于其所定义光学状态中的时间长度期间保持恒定。电压斜坡207将装置驱动到其新的染色状态并且电压保持209维持装置处于染色状态中，直至沿相反方向的电压斜坡211驱动从染色状态到清透状态的转变。在某些切换算法中，施加电流上限。即，不允许所述电流超过限定电平，以便防止损坏装置(例如，驱动离子太过快速地移动通过材料层可在物理上损坏所述材料层)。显色速度不仅是施加电压的函数，而且是温度和电压斜升速率的函数。

图3示出根据某些实施方案的电压控制曲线。在所描绘的实施方案中，采用电压控制曲线以便驱动从清透状态转变到染色状态(或中间状态)。为了在反方向上，从染色到清透(或从染色较深到染色较浅状态)驱动电致变色装置，使用类似但倒置的曲线。在一些实施方案中，用于从染色到清透的电压控制曲线是图3中所描绘的曲线的镜像。

图3中所描绘的电压值表示施加电压(V_施加)值。由虚线示出施加电压曲线。为了对比，由实线示出装置中的电流密度。在所描绘的曲线中，V_施加包括四个分量：至驱动的斜坡分量303，所述分量303发起转变；V_驱动分量313，所述分量313继续驱动转变；至保持的斜坡分量315以及V_保持分量317。斜坡分量被实施为V_施加变化，并且V_{驱 动}和V_保持分量提供恒定或基本上恒定的V_施加量值。

至驱动的斜坡分量的特征为斜坡速率(渐增量值)和V_驱动的量值。当施加电压的量值达到V_驱动时，至驱动的斜坡分量完成。V_驱动分量的特征为V_驱动的值以及V_驱动的持续时间。V_驱动的量值可被选择来在电致变色装置的整个面上以安全而有效的范围维持V_有效，如上所述。

至保持的斜坡分量的特征为电压斜坡速率(渐减量值)和V_保持的值(或任选地V_驱动与V_保持之间的差值)。V_施加根据斜坡速率降低，直至达到V_保持的值。V_保持分量的特征为V_保持的量值和V_保持的持续时间。实际上，V_保持的持续时间通常由装置保持在染色状态(或相反地保持在清透状态)的时间长度来支配。不同于至驱动的斜坡分量、V_驱动分量和至保持的斜坡分量，V_保持分量具有任意长度，所述长度与装置的光学转变的物理学无关。

每种类型的电致变色装置将具有其自身用于驱动光学转变的电压曲线的特性分量。例如，相对大的装置和/或具有更多电阻式导电层的装置将需要更大的V_驱动值并且可能需要至驱动的斜坡分量的更高斜坡速率。2012年4月17日提交并以引用方式并入本文的美国专利申请号13/449,251公开了用于在较宽范围条件下驱动光学转变的控制器和相关算法。如其中所解释的，施加电压曲线的分量中的每一个(本文为至驱动的斜坡、V_驱动、至保持的斜坡以及V_保持)可以被独立控制以便解决实时条件，诸如当前温度、透射率的当前水平等。在一些实施方案中，施加电压曲线的每个分量的值被设置用于特定的电致变色装置(具有其自身的母线间隔、电阻率等)并且不基于当前条件而变化。换句话说，在此类实施方案中，电压曲线不考虑反馈，诸如温度、电流密度等。

如所指示，图3的电压转变曲线中所示出的全部电压值对应于上述V_施加值。所述电压值不对应于上述V_有效值。换句话说，图3中所描绘的电压值代表电致变色装置上的相反极性的母线之间的电压差。

在某些实施方案中，电压曲线的至驱动的斜坡分量被选择来安全而快速地诱导离子电流在电致变色与对电极之间流动。如图3中所示，所述装置中的电流跟随至驱动的斜坡电压分量的曲线，直至曲线的至驱动的斜坡部分结束并且V_驱动部分开始。参见图3中的电流分量301。可根据经验或基于其他反馈来确定电流和电压的安全电平。2011年3月16日提交、2012年8月28日发布并且以引用方式并入本文的美国专利号8,254,013呈现用于维持在电致变色装置转变期间的安全电流电平的算法的实例。

在某些实施方案中，基于上述考虑来选择V_驱动的值。具体地说，所述V_驱动的值被选择使得在电致变色装置的整个表面上的V_有效的值保持在使大的电致变色装置有效和安全转变的范围内。可基于各种考虑来选择V_驱动的持续时间。这些考虑之一确保将驱动电势保持足以引起装置的大量着色的时段。为达此目的，可以根据经验，通过监视作为V_驱动保持原状的时间长度的函数的装置的光学密度来确定V_驱动的持续时间。在一些实施方案中，V_驱动的持续时间被设置成指定的时间段。在另一个实施方案中，V_驱动的持续时间被设置成对应于正通过的离子和/或电子电荷的所需量。如所示，电流在V_驱动期间斜降。参见电流区段307。

另一个考虑是装置中的电流密度随着离子电流衰减而减小，这是可用的锂离子在光学转变期间完成它们从阳极着色电极到阴极着色电极(或对电极)的路程。当转变完成时，仅在装置上流动的电流是通过离子导电层的泄漏电流。因此，在装置的面上的电势的欧姆压降减小并且V_有效的局部值增大。如果施加电压未减小，那么这些增大的V_有效值可损坏或劣化装置。因此，确定V_驱动的持续时间的另一个考虑是减小与泄漏电流相关的V_有效电平的目标。通过将施加电压从V_驱动降低到V_保持，不仅装置的面上的V_有效减小，泄漏电流也减小。如图3中所示，装置电流在至保持的斜坡分量期间以区段305转变。所述电流在V_保持期间稳定到稳定的泄漏电流309。

使用来自光学转变的反馈控制V_驱动

挑战由于以下而发生：难以预测在转变到保持电压之前应该施加多久所施加的驱动电压。具有不同大小的装置，并且更具体来说具有间隔特定距离的母线的装置需要不同的时间长度以用于施加驱动电压。此外，采用来制造光学可切换装置诸如电致变色装置的过程可以从一个批次精细地变化到另一个批次或从一个过程修改到另一个过程。精细的过程变化转化成针对驱动电压必须施加到在操作中使用的装置的时间长度的可能不同的要求。另外，环境条件，并且尤其是温度，可影响施加电压应被施加来驱动转变的时间长度。

为了考虑到所有这些变量，当前技术可定义许多不同的控制算法，其具有用于针对许多不同窗户大小或装置特征中的每一者施加所限定的驱动电压的不同时间段。这样做的基本原理在于确保驱动电压无论装置大小和类型都被施加足够的时段，从而确保光学转变是完整的。当前，制造了许多不同大小的电致变色窗。虽然可能预先确定每个和每种不同类型窗户的适当驱动电压时间，但这可以是乏味、昂贵和耗时的过程。此处所述的改进方法在于即时确定驱动电压应该被施加的时间长度。

此外，使两个定义的光学状态之间的转变发生在限定的持续时间内可能是合乎需要的，无论光学可切换装置的大小，制造装置所根据的过程以及装置在转变时进行操作的环境条件。这个目标可通过监视转变过程并且根据需要调整驱动电压以便确保转变在所限定的时间内完成来实现。调整驱动电压的量值是实现这个目标的一种方式。

某些公开的实施方案应用探测技术来评估装置在转变时光学转变的进程。如图3中所示，通常存在光学转变的不同的至驱动的斜坡和驱动电压维持阶段。可在这些阶段中的任一者应用探测技术。在许多实施方案中，在算法的驱动电压维持部分期间应用探测技术。

在某些实施方案中，探测技术涉及脉冲调制经施加来驱动转变的电流或电压并且随后监视电流或电压响应来检测母线附近的过驱动状况。过驱动状况在局部有效电压大于引起局部光学转变所需的电压时发生。例如，如果光学转变到清透状态在V_有效达到2V，并且母线附近的V_有效局部值是2.2V时被视为完整的，那么所述母线附近的位置可以表征为处于过驱动状况。

探测技术的一个实例涉及通过将所施加的驱动电压降低到保持电压电平(或通过适当的偏移量修改的保持电压)来脉冲调制所述所施加的驱动电压并且监视电流响应来确定电流响应的方向。在这个实例中，当电流响应达到所限定的阈值时，装置控制系统确定现在是从驱动电压转变到保持电压的时间。

图4A是描绘光学转变的图，其中施加电压从V_驱动到V_保持的降低导致净电流流动，表明光学转变已经进行得足够充分从而允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。这是由V_施加的从V_驱动至V_保持的电压降411示出的。电压降411在V_施加可能以其他方式被限制为保持在图3中所示的驱动阶段中的时段期间执行。当施加电压初始停止增大(变成较大负值)并且稳定在V_驱动时，在母线之间流动的电流开始降低(变成较小负值)，如电流区段307所示的。然而，当施加电压现在411处降低时，电流开始更容易地减小，如电流区段415所示。根据一些实施方案，在电压降411之后经过的所限定时间段之后测量电流电平。如果电流低于某一阈值，则光学转变被视为完成，并且施加电压可以保持在V_保持(或如果所述施加电压处于低于V_驱动的某个其他电平，则移动到V_保持)。在图4A的特定实例中，如所示超过电流阈值。因此，在结束光学状态的持续时间内V_施加保持在V_保持。V_保持可以被选择用于其提供的结束光学状态。这种结束光学状态可以是经历转变的光学装置的最大、最小或中间光学状态。

在测量时电流未达到阈值的情况下，使V_施加返回到V_驱动可能是适当的。图4B示出这种情况。图4B是描绘光学转变的图，其中施加电压从V_驱动到V_保持的初始下降(参见411)导致净电流流动，其指示光学转变还没有进行得足够充分以允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。注意，具有由电压降411产生的轨迹的电流区段415在419处探测时未达到阈值。因此，施加电压在再次下降至V_保持之前的另一时间段内返回到V_驱动(而电流在417处恢复)(421)，在再次下降至V_保持的所述点处所得的电流(423)表明光学转变已经进行得足够充分以允许施加电压在结束光学状态的持续时间内保持在V_保持。如所解释的，结束光学状态可以是经历转变的光学装置的最大、最小或中间光学状态。

如所解释的，保持电压是在特定光学密度或其他光学状况处将使光学装置维持平衡状态的电压。通过生成抵消结束光学状态中的泄漏电流的电流来产生稳态结果。驱动电压被施加来加速转变到施加保持电压将导致时不变的期望光学状态的点。

本文所述的探测技术可以根据与由装置边缘处的母线驱动的光学转变相关的物理机构来理解。基本地，所述技术依赖在装置的面上光学可切换装置中所经历的有效电压的差值，并且尤其是V_有效从装置中心到装置边缘的变化。透明导电层上的局部电势变化导致V_有效在装置的面上的不同值。光学可切换装置在母线附近所经历的V_有效值远大于装置中心的V_有效值。因此，在接近母线的区域中积聚的局部电荷显著地大于在装置中心积聚的电荷。

在光学转变期间的某一点处，装置在母线附近的边缘处的V_有效值足以超过光学转变期望的结束光学状态，然而在装置中心，V_有效值不足以达到那个结束状态。所述结束状态可以是与光学转变中的结束点相关的光学密度值。当处于光学转变的这个中间阶段中时，如果驱动电压降低到保持电压，则电致变色装置接近母线的部分将实际尝试转变回其开始的状态。然而，因为装置中心的装置状态还未达到光学转变的结束状态，所以当施加保持电压时，装置的中心部分将在光学转变期望的方向上继续转变。

当处于转变的这个中间阶段的装置经历施加电压从驱动电压至保持电压(或某个其他适当较低的量值电压)的变化时，装置位于母线附近的部分-在所述部分装置实际上过驱动-生成在与驱动转变所需的方向相反的方向上流动的电流。相反，还未完全转变到最终状态的装置中心的区域继续推动电流在驱动转变所需的方向上流动。

在光学转变的过程内，并且在装置正经历所施加的驱动电压时，存在逐渐增大的驱动力，以便致使电流在装置经受施加电压的突然下降时在相反方向上流动。通过监视电流响应于远离驱动电压的扰动的流动，可确定从第一状态至第二状态的转变足够久的点，沿所述点从驱动电压至保持电压的转变是适当的。“适当的”意指从装置边缘到装置中心的光学转变是足够完整的。根据产品说明书和其应用，可以许多方式限定这种转变。在一个实施方案中，假定从第一状态到第二状态的转变是完整转变的至少约80％或完整转变的至少约95％。完整表明光学密度从第一状态到第二状态的变化。所需的完整性水平可对应于如图4A和4B的实例中所描绘的阈值电流电平。

探测协议存在许多可能变化。此类变化可以包括根据从转变初始到第一脉冲的时间长度、脉冲的持续时间、脉冲大小以及脉冲频率所限定的某些脉冲协议。

在一个实施方案中，在施加发起在第一光学状态与第二光学状态之间的转变的驱动电压或至驱动的斜坡电压时立即开始脉冲序列。换句话说，转变的发起与脉冲调制的施加之间将不会存在滞后时间。在一些实现方式中，探测持续时间足够短(例如，约1秒或更少)使得在整个转变内在V_驱动与V_保持之间来回探测对切换时间没有明显不利的影响。然而，在一些实施方案中，没有必要立刻开始探测。在一些情况下，在完成预期或标称切换时段的约50％，或完成这个时段的约75％之后发起切换。通常，母线之间的距离是已知的或可使用适当配置的控制器来读取。在距离已知的情况下，可以基于近似的已知切换时间来实施用于发起探测的保守下限。作为实例，控制器可被配置来在完成预期切换持续时间的约50-75％之后发起探测。

在一些实施方案中，探测在从发起光学转变约30秒之后开始。相对较早的探测可尤其有助于接收到中断命令的情况。中断命令是当装置已经处于从第一光学透射状态变化到第二光学透射状态的过程时指导装置切换到第三光学透射状态的命令)。在这种情况下，较早探测可帮助确定转变方向(即，无论中断命令是否要求窗户变得比接收到命令时更亮或更暗)。在一些实施方案中，探测在发起光学转变之后约120分钟(例如，约30分钟、约60分钟或约90分钟)开始。相对较晚的探测在使用较大窗户的情况和在转变从平衡状态发生的情况下可能是更有用的。对于建筑玻璃来说，探测可在发起光学转变之后约30秒至30分钟开始，在一些情况下介于约1-5分钟之间，例如介于约1-3分钟之间，或介于约10-30分钟之间，或介于约20-30分钟之间。在一些实施方案中，探测在通过中断命令发起光学转变之后约1-5分钟(例如，约1-3分钟、在特定实例中约2分钟)开始，而当电致变色装置处于平衡状态时，探测在根据给定的初始命令发起光学转变之后约10-30分钟(例如，约20-30分钟)开始。

在图4A和4B的实例中，脉冲的大小介于驱动电压值与保持电压值之间。这样做可能是为了方便。其他脉冲量值是可能的。例如，所述脉冲可以具有保持电压的约+/约-500mV或保持电压的约+/-200mV的量值。对于上下文来说，窗户诸如建筑窗户上的电致变色装置可以具有约0伏至+/-20伏(例如，约+/-2伏至+/-10伏)的驱动电压和约0伏至+/-4伏(例如，约+/-1伏至+/-2伏)的保持电压。

在各种实施方案中，由于转变进行到显著的程度，控制器确定在光学转变期间探测电流的极性何时与偏压的极性相反。换句话说，流至母线的电流在与如果仍进行光学转变所预期的方向相反的方向上流动。

通过将施加电压量值从V_驱动降低到V_保持来探测提供了便利并且广泛适用的用于监视转变以确定探测电流何时第一次反转极性的机构。通过将电压降低到不同于V_保持的量值来探测可以涉及窗户性能的特性。可以看出，当电流在从V_驱动至V_保持的探测后第一次与转变相反时，甚至很大的窗户(例如，约60”)基本上完成其光学转变。

在某些情况下，探测通过将施加电压量值从V_驱动降低到V_探测来发生，其中V_探测是不同于保持电压的探测电压。例如，V_探测可以是通过偏移量修改的V_保持。当电流在从V_驱动至V_保持的探测之后第一次与转变相反时，尽管许多窗户能够基本上完成其光学转变，但某些窗户可以得益于对与保持电压稍微偏移的电压进行脉冲调制。一般来说，随着窗户大小增加，并且随着窗户温度降低，偏移量变得日渐有益。在某些情况下，偏移量介于约0-1V之间，并且V_探测的量值介于约0-1V之间，高于V_保持的量值。例如，偏移量可以介于约0-0.4V之间。在这些或其他实施方案中，偏移量可以是至少约0.025V，或至少约0.05V，或至少约0.1V。偏移量可以导致转变具有比其他情况下更长的持续时间。较长的持续时间有助于确保光学转变能够完全完成。在下文目标开路电压的上下文中还讨论用于选择与保持电压的适当偏移量的技术。

在一些实施方案中，控制器通知用户或窗户网络主机控制器光学转变已经进展了多少(例如，通过百分比)。这可以是窗户中心当前处于哪一透射水平的指示。可将关于转变的反馈提供到移动装置或其他计算设备中的用户接口。参见例如2013年4月12日提交的PCT专利申请号US2013/036456，所述申请以引用方式整体并入本文。

探测脉冲调制的频率可以介于约10秒与500秒之间。如在本上下文中所使用的，“频率”意指两个或更多个脉冲的序列中的相邻脉冲的中点之间的间隔时间。通常，脉冲调制的频率介于约10秒与120秒之间。在某些实施方案中，脉冲调制的频率介于约20秒与30秒之间。在某些实施方案中，探测频率受电致变色装置的大小或所述装置中母线之间的间隔影响。在某些实施方案中，根据光学转变的预期持续时间来选择探测频率。例如，所述频率可以被设置成转变时间的预期持续时间的约1/5至约1/50(约1/10至约1/30)。注意，转变时间可以对应于V_施加＝V_驱动的预期持续时间。仍需注意，转变的预期持续时间可以是电致变色装置的大小(或母线的间隔)的函数。在一个实例中，用于14”窗户的持续时间是～2.5分钟，而用于60”窗户的持续时间是～40分钟。在一个实例中，探测频率是：针对14”窗户是每6.5秒，并且针对60”窗户是每2分钟。

在各种实现方式中，每个脉冲的持续时间介于约1x10^-5秒与20秒之间。在一些实施方案中，脉冲的持续时间介于约0.1秒与20秒之间，例如介于约0.5秒与5秒之间。

如所示，在某些实施方案中，本文公开的探测技术的优点在于仅很少的信息需要利用负责控制窗户转变的控制器来预设置。通常，此类信息仅包括与每个结束光学状态相关的保持电压(和电压偏移量，如果适用)。另外，控制器可指定保持电压与驱动电压之间的电压差，或者V_驱动本身的值。因此，对于任何所选择的结束光学状态来说，控制器将会了解V_保持、V_偏移以及V_驱动的量值。使用此处所述的探测算法来确定驱动电压的持续时间。换句话说，由于实时积极探测转变的程度，控制器确定如何适当地施加驱动电压。

图5A呈现根据某些公开的实施方案用于监视并控制光学转变的过程的流程图501。如所描绘，所述过程开始于由参考数字503表示的操作，其中控制器或其他控制逻辑接收指令以便引导光学转变。如所解释的，光学转变可以是电致变色装置的染色状态与更清透状态之间的光学转变。可基于预编程方案、对外部状况作出反应的算法、来自用户的手动输入等将用于引导光学转变的指令提供到控制器。无论指令来源于何处，控制器通过将驱动电压施加到光学可切换装置的母线来作用于指令。参见由参考数字505表示的操作。

如上文所解释的，在常规实施方案中，将驱动电压施加到母线维持一个限定的时间段，在这之后假定光学转变充分完成以至于施加电压可降低到保持电压。在此类实施方案中，随后在未决的光学状态的持续时间内维持保持电压。相反，根据本文公开的实施方案，通过在转变期间一次或多次探测光学可切换装置的状况来控制从起始光学状态到结束光学状态的转变。这个过程反映在图5A的操作507以及下列等等中。

在操作507中，在允许光学转变进行增加的时间段之后，降低施加电压的量值。这个增加转变的持续时间显著小于完全完成光学转变所需的总持续时间。在降低施加电压的量值时，控制器测量流至母线的电流的响应。参见操作509。相关控制器逻辑随后可确定电流响应是否指示光学转变近乎完成。参见判定511。如上文所解释的，可以各种方式实现对光学转变是否近乎完成的确定。例如，其可由达到特定阈值的电流来确定。假定电流响应并未指示光学转变近乎完成，则将过程控制引导到由参考数字513表示的操作。在这个操作中，施加电压返回到驱动电压的量值。过程控制随后循环回到操作507，在所述操作507中允许光学转变在再次降低施加到母线的施加电压的量值之前进行另一增量。

在过程501中的某一点处，判定操作511确定电流响应指示光学转变实际上近乎完成。在这个点处，过程控制进行到由参考数字515指示的操作，在所述操作中施加电压转变到保持电压或以保持电压维持结束光学状态的持续时间。此时，过程完成。

单独地，在一些实现方式中，方法或控制器可指定转变的总持续时间。在此类实现方式中，控制器可被编程来使用修改的探测算法监视转变从起始状态到结束状态的进程。可通过定期读取响应于施加电压量值的降低的电流值来监视进程，诸如利用上文所述的探测技术来进行。也可使用如下文所解释的施加电流的降低(例如，测量开路电压)来实施探测技术。电流或电压响应指示光学转变有多接近完成。在一些情况下，将所述响应与针对特定时间(例如，自光学转变发起已经经过的时间)的阈值电流或电压比较。在一些实施方案中，使用序列脉冲或检查来进行对电流或电压响应进程的比较。所述进程的陡度可以指示何时可能到达结束状态。这个阈值电流的线性延伸可以用来预测何时将完成转变，或更确切地说何时将会充分完成转变以至于将驱动电压降低到保持电压是适当的。

就用于确保从第一状态到第二状态的光学转变在所限定的时间范围内发生的算法而言，当脉冲响应的解释表明转变进展得不够快未能满足转变的期望速度时，控制器可被配置或设计来适当地增加驱动电压以便加速转变。在某些实施方案中，当确定了转变未进展得足够快时，转变切换到由施加电流驱动的模式。所述电流足够大以便增加转变速度，但所述电流不是如此大以至于其劣化或损坏电致变色装置。在一些实现方式中，最大适合的安全电流可被称为I_安全。I_安全的实例范围可以介于约5μA/cm²与250μA/cm²之间。在电流控制的驱动模式中，允许施加电压在光学转变期间浮动。随后，在这个电流控制的驱动步骤期间，控制器可通过例如降低到保持电压并且以与使用恒定的驱动电压时相同的方式检查转变的完整性来定期探测。

一般来说，探测技术可以确定光学转变是否如所预期的进展。如果所述技术确定光学转变进行得太慢，那么其可采用加速转变的步骤。例如，可增大驱动电压。类似地，所述技术可以确定光学转变进行得太快并且具有损坏装置的风险。当做出这种确定时，探测技术可以采用减慢转变的步骤。作为实例，控制器可减小驱动电压。

在一些应用中，各组窗户被设置成通过基于在探测期间所获得的反馈(通过脉冲或开路测量值)来调整电压和/或驱动电流来匹配转变速率。在通过监视电流响应来控制转变的实施方案中，可以在(用于每组窗户的)控制器与控制器之间比较电流响应的量值，以确定如何按比例决定针对所述组中每个窗户的驱动电势或驱动电流。可以相同方式使用开路电压的变化速率。

图5B呈现流程图521，其描绘用于确保光学转变足够快地发生(例如，发生在所限定的时间段内)的示例过程。流程图521中所描绘的前四个操作对应于流程图501中的前四个操作。换句话说，流程图521的操作523、525、527以及529对应于流程图501的操作503、505、507以及509。简单来说，在操作523中，控制器或其他适当逻辑接收经历光学转变的指令。随后，在操作525处，控制器将驱动电压施加到母线。在允许光学转变增量地进行之后，控制器降低施加到母线的施加电压的量值。参见操作527。较低电压的量值通常但不必要是保持电压。如所提及的，较低电压也可以是如通过偏移量(所述偏移量常常落于约0-1V之间，例如在许多情况下介于约0-0.4V之间)修改的保持电压。然后，控制器测量至所施加的电压降的电流响应。参见操作529。

控制器然后确定电流响应是否指示光学转变进行得太慢。参见判定531。如所解释的，可以各种方式分析电流响应，从而确定转变是否以足够的速度进行。例如，可考虑电流响应的量值或可分析多个电流响应到多个电压脉冲的进程以便做出此确定。

假定操作531表明光学转变进行得足够快速，控制器随后将施加电压增加回到驱动电压。参见操作533。此后，控制器随后确定光学转变是否充分完成以至于进一步的进程检查是不必需的。参见操作535。在某些实施方案中，通过考虑如图5A的上下文中所讨论的电流响应的量值来做出操作535中的确定。假定光学转变还未充分完成，过程控制返回到操作527，在所述操作527中控制器允许光学转变在再次降低施加电压的量值之前进一步增量地进展。

假定执行操作531指示光学转变进行得太慢，过程控制被引导到操作537，在所述操作537中控制器将施加电压的量值增加到大于驱动电压的水平。这过驱动转变并且有希望地加速所述转变直至满足规范的水平。在将施加电压增加到这个水平之后，过程控制被引导到操作527，在所述操作527中光学转变在施加电压的量值降低之前持续另一增量。整个过程随后通过如上所述的操作529、531等继续。在某一点处，以肯定回答判定535并且过程完成。换句话说，不需要进一步的进程检查。光学转变随后完成，如例如流程图501中所示。

本文公开的另一种应用的探测技术涉及将光学转变即时修改到不同结束状态。在一些情况下，在转变开始之后改变结束状态将会是必要的。针对这种修改的原因的实例包括用户的手动操作超控先前指定的结束染色状态和广泛的电力短缺或毁坏。在此类情况下，初始设置的结束状态可以是透射率＝40％，并且修改的结束状态可以是透射率＝5％。

在结束状态修改发生在光学转变期间的情况下，本文公开的探测技术可适应并且直接移动到新的结束状态，而不是首先完成到初始结束状态的转变。

在一些实现方式中，转变控制器/方法使用如本文公开的电压/电流感测来检测窗户的当前状态并且随后立即移动到新驱动电压。可以基于新结束状态和任选地经分配来完成转变的时间来确定新驱动电压。如果必要的话，则显著增加驱动电压以便加速转变或驱动光学状态的更大转变。在无需等待初始限定的转变完成的情况下实现适当的修改。本文公开的探测技术提供检测装置在转变中的何处的方式并且从此处进行调整。

应该理解的是，本文呈现的探测技术不必受限于响应于电压降(脉冲)测量装置电流的量值。存在测量至电压脉冲的电流响应量值的各种替代方案，所述电流量值作为光学转变进展了多少的指标。在一个实例中，电流瞬态的曲线提供有用信息。在另一个实例中，测量装置的开路电压可以提供必要信息。在此类实施方案中，脉冲仅仅涉及将零电压施加到装置并且随后测量开路装置施加的电压。此外，应该理解的是，基于电流和电压的算法是等效的。在基于电流的算法中，通过降低施加电流并监视装置响应来实施探测。所述响应可以是所测量的电压变化。例如，装置可被保持在开路状况下以便测量母线之间的电压。

图5C呈现根据某些公开的实施方案的用于监视并控制光学转变的过程的流程图501。在这种情况下，所探测到的过程状况是开路电压，如先前段落中所述。流程图541中所描绘的前两个操作对应于流程图501和521中的前两个操作。换句话说，流程图541的操作543和545对应于流程图501的操作503和505。简单来说，在操作543中，控制器或其他适当逻辑接收经历光学转变的指令。随后，在操作545处，控制器将驱动电压施加到母线。在允许光学转变增量地进行之后，控制器在操作547处将开路状况施加到电致变色装置。然后，控制器在操作549处测量开路电压响应。

如上文的情况，控制器可以自施加开路状况已经过去的所限定时段之后测量电子响应(在这种情况下为开路电压)。在施加开路状况时，电压通常经历与连接到电致变色装置的外部部件中的欧姆损耗相关的初始降低。此类外部部件可以是例如连至装置的导体和连接件。在这个初始降低之后，电压经历第一松弛并且以第一平稳电压稳定。第一松弛与例如电致变色装置内的电极/电解质界面上的内部欧姆损耗相关。第一平稳处的电压对应于电池电压，其具有平衡电压和每个电极的过电压两者。在第一平稳电压之后，电压经历第二松弛直至平衡电压。这个第二松弛慢得多，例如以小时为数量值。在一些情况下，当电压在短时间段内是相对恒定时，希望在第一平稳期间测量开路电压。这种技术可有益于提供尤其可靠的开路电压读数。在其他情况下，在第二松弛期间的某一点处测量开路电压。这种技术可有益于提供足够可靠的开路读数，同时使用不昂贵且快速操作的电力/控制设备。

在一些实施方案中，在施加开路状况之后的设定时间段之后测量开路电压。用于测量开路电压的最佳时间段取决于母线之间的距离。设定时间段可以与如下时间相关：在所述时间处典型或特定装置的电压处于上述第一平稳区域内。在此类实施方案中，设定时间段可以毫秒(例如，在一些示例中为几毫秒)为数量值。在其他情况下，设定时间段可以与如下时间相关：在所述时间处典型或特定装置的电压正经历上述第二松弛。此处，在一些情况下，设定时间段可以约1秒至几秒为数量值。根据可用的电源和控制器，也可使用较短的时间。如上所述，较长的时间(例如，其中在第二松弛期间测量开路电压)可有益于：其在不需要能够在很短时间范围处精确操作的高端设备的情况下仍提供有用的开路电压信息。

在某些实现方式中，在取决于开路电压的行为的时间范围之后测量/记录开路电压。换句话说，在施加开路状况之后随时间推移可测量开路电压，并且可以基于电压对比时间行为来选择经选择用于分析的电压。如上所述，在施加开路状况之后，电压行进到初始压降，之后是第一松弛、第一平稳以及第二松弛。可以在电压对比时间曲线图上基于曲线的斜度来识别这些时段中的每一个。例如，第一平稳区域将与曲线中dVoc/dt的量值相对低的部分相关。这可以对应于离子电流已经停止(或近乎停止)衰减的状况。因此，在某些实施方案中，反馈/分析中所使用的开路电压是在dVoc/dt的量值降低低于某一阈值的时间处所测量的电压。

返回图5C，在测量开路电压响应之后，可在操作551处将所述响应与目标开路电压比较。目标开路电压可对应于保持电压。在某些情况下，下文进一步讨论，目标开路电压对应于如通过偏移量所修改的保持电压。下文进一步讨论用于选择与保持电压的适当偏移量的技术。在开路电压响应指示光学转变还未近乎完成的情况下(即，在开路电压还未达到目标开路电压的情况下)，所述方法在操作553处继续，在所述操作553中将施加电压增加到驱动电压持续另外的时间段。在另外的时间段已经过去之后，所述方法可从操作547开始重复，在所述操作547中再次将开路状况施加到装置。在方法541中的某一点处，将在操作551中确定的是，开路电压响应指示光学转变近乎完成(即，其中开路电压响应已达到目标开路电压)。当是这种情况时，所述方法在操作555处继续，在所述操作555中在结束光学状态的持续时间内将施加电压维持在保持电压。

图5C的方法541与图5A的方法501非常相似。主要区别在于，在图5C中，所测量的相关变量是开路电压，而在图5A中，所测量的相关变量是在施加减小的电压时的电流响应。在另一个实施方案中，以相同的方式修改图5B的方法521。换句话说，可改变方法521，使得探测通过将装置放置在开路状况下并且测量开路电压而不是电流响应来发生。

在另一个实施方案中，用于监视并控制光学转变的过程将在所述转变期间输送到电致变色装置(装置的每单位面积)的电荷总量考虑在内。这个数量可被称为输送的电荷密度或输送的总电荷密度。因此，另外的标准诸如输送的总电荷密度可用来确保装置在所有状况下完全转变。

可将输送的总电荷密度与阈值电荷密度(也称为目标电荷密度)比较，从而确定光学转变是否近乎完成。可以基于在类似操作状况下完全完成或近乎完成光学转变所需的最小电荷密度来选择阈值电荷密度。在各种情况下，可以基于在所限定温度(例如，在约-40℃下、在约-30℃下、在约-20℃下、在约-10℃下、在约0℃下、在约10℃下、在约20℃下、在约25℃下、在约30℃下、在约40℃下、在约60℃下等)下完全完成或几乎完成光学转变所需的电荷密度来选择/估计阈值电荷密度。

最佳阈值电荷密度还可受电致变色装置的泄漏电流影响。具有较高泄漏电流的装置应该具有较高的阈值电荷密度。在一些实施方案中，可根据经验来确定个别窗户或窗户设计的适当的阈值电荷密度。在其他情况下，可以基于窗户的特性诸如大小、母线间隔距离、泄漏电流、起始和结束光学状态等来计算/选择适当的阈值。在许多情况下，示例阈值电荷密度范围介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间，例如介于约1x10^-4与约0.5C/cm²之间，或介于约0.005-0.05C/cm²之间，或介于约0.01-0.04C/cm²之间，或介于约0.01-0.02之间。较小阈值电荷密度可用于部分转变(例如，完全清透到25％染色)并且较大阈值电荷密度可用于完全转变。第一阈值电荷密度可用于漂白/清透转变，并且第二阈值电荷密度可用于着色/染色转变。在某些实施方案中，用于染色转变的阈值电荷密度高于用于清透转变的阈值电荷密度。在特定实例中，用于染色的阈值电荷密度介于约0.013-0.017C/cm²之间，并且用于清透的阈值电荷密度介于约0.016-0.020C/cm²之间。在窗户能够在多于两个状态之间转变的情况下，另外的阈值电荷密度可能是适当的。例如，如果装置在四个不同的光学状态之间切换：A、B、C以及D，不同的阈值电荷密度可用于每个转变(例如，A至B、A至C、A至D、B至A等)。

在一些实施方案中，根据经验来确定阈值电荷密度。例如，实现期望的结束状态之间的特定转变所需的电荷量可以针对不同大小的装置来表征。曲线可适配于每个转变，以便使母线间隔距离与所需的电荷密度相关。此类信息可用来确定给定窗户上的特定转变所需的最小阈值电荷密度。在一些情况下，这种经验确定聚集的信息用来计算对应于光学密度的某一变化(增大或减小)水平的电荷密度量。

图5D呈现用于监视并控制电致变色装置中的光学转变的方法561的流程图。所述方法在操作563和565处开始，所述操作563和565对应于图5A的操作503和505。在563处，控制器或其他适当逻辑接收经历光学转变的指令。随后，在操作565处，控制器将驱动电压施加到母线。在操作567处，在允许光学转变增量地进行之后，将施加到母线的电压的量值减小到探测电压(所述探测电压在一些情况下是保持电压，并且在其他情况下是通过偏移量修改的保持电压)。然后在操作569处，测量至减小的施加电压的电流响应。

至此，图5D的方法561与图5A的方法501相同。然而，两种方法在过程中的这个点分叉，其中方法561以操作570继续，在所述操作570中确定输送的总电荷密度。可以基于在光学转变期间输送到装置的电流、对时间积分来计算输送的总电荷密度。在操作571处，相关的控制器逻辑可以确定电流响应和输送的总电荷密度是否各自指示光学转变近乎完成。如上文所解释的，可以各种方式实现对光学转变是否近乎完成的确定。例如，这可通过达到特定阈值的电流和通过达到特定阈值的输送的电荷密度来确定。电流响应和输送的总电荷密度两者在所述方法可以在操作575继续之前必须指示转变近乎完成，在所述操作575中施加电压转变到保持电压或维持在保持电压持续结束光学状态的持续时间。假定电流响应和输送的总电荷密度中的至少一个在操作571处指示光学转变尚未近乎完成，则将过程控制引导到由参考数字573表示的操作。在这个操作中，施加电压返回到驱动电压的量值。过程控制随后循环回到操作567，在所述操作567中允许光学转变在再次降低施加到母线的施加电压的量值之前进行另一增量。

图5E呈现用于监视并控制电致变色装置中的光学转变的替代方法。所述方法在操作583和585处开始，所述操作583和585对应于图5A的操作503和505。在583处，控制器或其他适当逻辑接收经历光学转变的指令。随后，在操作585处，控制器将驱动电压施加到母线。在操作587处，在允许光学转变增量地进行之后，将开路状况施加到装置。然后在操作589处，测量装置的开路电压。

至此，图5E的方法581与图5C的方法541相同。然而，两种方法在过程中的这个点分叉，其中方法581以操作590继续，在所述操作590中确定输送的总电荷密度。可以基于在光学转变期间输送到装置的电流、对时间积分来计算输送的总电荷密度。在操作591处，相关的控制器逻辑可以确定开路电压和输送的总电荷密度是否各自指示光学转变近乎完成。开路电压响应和输送的总电荷密度两者在所述方法可以在操作595继续之前必须指示转变近乎完成，在所述操作595中施加电压转变到保持电压或维持在保持电压持续结束光学状态的持续时间。假定开路电压响应和输送的总电荷密度中的至少一个在操作591处指示光学转变尚未近乎完成，则将过程控制引导到由参考数字593表示的操作。在这个操作中，施加电压返回到驱动电压的量值。过程控制随后循环回到操作587，在所述操作587中允许光学转变在再次将开路状况施加到装置之前进行另一增量。图5E的方法581与图5D的方法561非常相似。两个实施方案之间的主要差别在于，在图5D中，测量所施加的电压降和电流响应，然而在图5E中，施加开路状况并且测量开路电压。

图5F示出用于控制电致变色装置中的光学转变的相关方法508的流程图。图5F的方法508与图5E的方法581相似。方法508开始于操作510，在所述操作510中控制器被接通。然后，在操作512处，读取开路电压(Voc)并且装置等待初始命令。在操作514处接收初始命令，所述命令指示窗户应该切换到不同的光学状态。在接收到命令之后，在操作516处，施加开路状况并且测量开路电压。在块516处，还可读取输送的电荷量(Q)。这些参数确定转变方向(无论假设窗户更多染色或更清透的)，并且影响最佳驱动参数。在操作516处，选择适当的驱动参数(例如，驱动电压)。这个操作还可涉及修改目标电荷数和目标开路电压，尤其是在接收到中断命令的情况下，如下文进一步讨论。

在操作516处读取开路电压之后，电致变色装置被驱动持续一定时间段。在一些情况下，所述驱动持续时间可以基于母线间隔距离。在其他情况下，可以使用固定的驱动持续时间，例如约30秒。这个驱动操作可以涉及将驱动电压或电流施加到装置。操作518还可涉及基于所感测的开路电压和/或电荷数来修改驱动参数。然后，在操作520处，确定转变的总时间(至此)是否小于阈值时间。图5F中所指示的阈值时间是2小时，尽管视情况可使用其他时间段。如果确定了转变的总时间不小于阈值时间(例如，在转变已进行至少2小时并且仍未完成的情况下)，控制器可在操作530处指示其处于故障状态。这可指示某一事物导致了转变过程的错误。另外，在确定了转变的总时间小于阈值时间的情况下，所述方法以操作522继续。此处，再次施加开路状况并且测量开路电压。在操作524处，确定所测量的开路电压是否大于或等于目标电压(就量值而言)。如果大于或等于，则所述方法以操作526继续，在所述操作526中确定电荷数(Q)是否大于或等于目标电荷数。如果操作524或526中任一个的答案是否定的，则所述方法返回到块518，在所述块518中驱动电致变色装置转变持续另外的驱动持续时间。在操作524和526中的两者的答案都是肯定的情况下，所述方法以操作528继续，在所述操作中施加保持电压以便将电致变色装置维持在期望的染色状态。通常，继续施加保持电压直至接收到新命令或直至经历超时。

当在转变完成之后接收到新命令时，所述方法可以返回到操作516。可使所述方法返回到操作516的另一个事件是接收中断命令，如操作532所指示。可以在所述方法中、在操作514处接收初始命令之后并且在操作528处转变基本上完成之前的任何点处接收中断命令。控制器应该能够在转变内接收多个中断命令。一个示例中断命令涉及用户引导窗户从第一染色状态(例如，完全清透)变化到第二染色状态(例如，完全染色)，随后在达到第二染色状态之前中断转变以引导窗户变化到第三染色状态(例如，半染色)而不是所述第二染色状态。在接收新命令或中断命令之后，所述方法返回到块516，如上所指示。此处，施加开路状况并且读取开路电压和电荷数。基于开路电压和电荷数读数，以及期望的第三/最终染色状态，控制器能够确定用于达到所述第三染色状态的适当的驱动条件(例如，驱动电压、目标电压、目标电荷数等)。例如，开路电压/电荷数可用来指示转变应该发生在哪个方向上。也可在接收新命令或中断命令之后重新设置电荷数和电荷目标。更新的电荷数可以与被输送来从接收到新命令/中断命令时的染色状态移动到期望的第三染色状态的电荷相关。因为新命令/中断命令将改变转变的起始和结束点，所以可能需要修改目标开路电压和目标电荷数。这被指示为操作516的可选部分，并且在接收到新命令或中断命令的情况下尤其相关。

在某些实现方式中，所述方法涉及使用至保持电压的静态偏移量。这个偏移保持电压可用来探测装置并且引发电流响应，如关于图5A、5B以及5D所述。所述偏移保持电压也可用作目标开路电压，如关于图5C和5E所述。在某些情况下，尤其对于在母线之间具有大间隔的窗户(例如，至少约25”)来说，偏移量可有益于确保光学转变在整个窗户上进行到完成。

在许多情况下，适当的偏移量介于约0-0.5V之间(例如，约0.1-0.4V之间，或介于约0.1-0.2V之间)。通常，适当的偏移量的量值随着窗户的大小而增大。约0.2V的偏移量对于约14英寸的窗户可以是适当的，并且约0.4V的偏移量对于约60英寸的窗户可以是适当的。这些值仅仅是实例并且不意图进行限制。在一些实施方案中，窗户控制器被编程来使用至V_保持的静态偏移量。所述量值和在一些情况下的静态偏移方向可以基于装置特性诸如装置的大小和母线之间的距离、用于特定转变的驱动电压、装置的泄漏电流、峰值电流密度、装置的电容等。在各种实施方案中，根据经验来确定静态偏移量。在一些设计中，当装置被安装时或在所述装置被安装并运转时，根据监视到的电气和/或光学参数或其他反馈来动态地计算静态偏移量。

在其他实施方案中，窗户控制器可被编程来动态地计算至V_保持的偏移量。在一个实现方式中，窗户控制器基于以下中的一个或多个来动态地计算至V_保持的偏移量：装置的电流光学状态(OD)、输送到装置的电流(I)、输送到装置的电流变化速率(dI/dt)、装置的开路电压(V_oc)以及装置的开路电压的变化速率(dV_oc/dt)。这个实施方案是尤其有用的，因为其不需要用于控制转变的任何另外的传感器。替代地，通过脉冲调制电子状况并且测量装置的电子响应来生成所有反馈。所述反馈以及上文提及的装置特性可用来计算特定转变在那时发生的最佳偏移量。在其他实施方案中，窗户控制器可以基于某些另外的参数来动态地计算至V_保持的偏移量。这些另外的参数可以包括装置温度、环境温度以及由窗户上的适光传感器聚集的信号。这些另外的参数可以有助于在不同状况下实现均匀的光学转变。然而，这些另外的参数的使用还增加归因于所需的另外的传感器的制造成本。

由于施加在装置上的有效电压V_有效的不均匀质量，偏移量可有益于各种情况。在图2中示出例如上述的不均匀V_有效。因为此不均匀性，光学转变不以均匀方式发生。具体地说，母线附近的区域经历最大V_有效并且快速转变，而远离母线的区域(例如，窗户中心)经历最小V_有效并且更慢地转变。偏移量可帮助确保光学转变在变化最慢的装置中心处进行至完成。

图6A和6B示出图，其描绘在两个不同的电致变色染色转变期间随时间推移输送的总电荷和随时间推移的施加电压。每种情况下的窗户经测量约24x24英寸。输送的总电荷被称为染色电荷数，并且以库伦(C)测量。输送的总电荷被呈现在每个图的左手侧y轴上，并且施加电压被呈现在每个图的右手侧y轴上。在每个图中，线602对应于输送的总电荷并且线604对应于施加电压。此外，每个图中的线606对应于阈值电荷(阈值电荷密度乘以窗户面积)，并且线608对应于目标开路电压。在图5E中所示的方法中使用阈值电荷和目标开路电压来监视/控制光学转变。

图6A和6B中的电压曲线604各自以至驱动的斜坡分量开始，其中电压量值斜升到约-2.5V的驱动电压。在施加驱动电压的初始时段之后，所述电压开始以规则间隔向上形成尖峰。这些电压尖峰在探测电致变色装置时出现。如图5E中所述，探测通过将开路状况施加到装置来发生。开路状况产生开路电压，所述开路电压对应于图中所见的电压尖峰。在每次探测/开路电压之间，存在施加电压是驱动电压的另外时段。换句话说，电致变色装置在驱动转变并且定期探测所述装置，以便测试开路电压并且进而监视转变。对每种情况来说，由线608表示的目标开路电压被选择为约-1.4V。每种情况下的保持电压为约-1.2V。因此，目标开路电压与保持电压偏离约0.2V。

在图6A的转变中，开路电压的量值在约1500秒处超过目标开路电压的量值。因为这个实例中的相关电压是负的，所以此在图中呈现为开路电压尖峰第一次下落低于目标开路电压的点。在图6B的转变中，开路电压的量值比图6A中更快地超过目标开路电压的量值，在约1250秒。

图6A和6B中的输送的总电荷数曲线602各自在0处开始并且单调上升。在图6A的转变中，输送的电荷在约1500秒处达到阈值电荷，所述1500秒很接近满足目标开路电压的时间。一旦两个条件均满足，电压在约1500秒处从驱动电压切换到保持电压。在图6B的转变中，输送的总电荷花费约2100秒来达到电荷阈值，所述2100秒比此次转变的电压达到目标电压所花费的时间长约14分钟。在目标电压和阈值电压两者均满足之后，将电压切换到保持电压。输送的总电荷的另外要求导致图6B的情况，从而以驱动电压驱动转变的持续时间比其他情况可能使用的时间长。这帮助确保在各种环境条件下、在许多窗户设计上的完全和均匀转变。

在另一个实施方案中，通过直接定位在透明导电层(TCL)上的电压感测垫来监视光学转变。这允许直接测量在装置中心处、母线之间V_有效最小处的V_有效。在这种情况下，当在装置中心处所测量的V_有效达到目标电压诸如保持电压时，控制器指示光学转变完成。在各种实施方案中，传感器的使用可减少或消除来自使用与保持电压偏移的目标电压的益处。换句话说，可能不需要偏移量并且当传感器存在时，目标电压可以等于保持电压。在使用电压传感器的情况下，在每个TCL上应该存在至少一个传感器。电压传感器可以被放置在母线之间的中间距离处，通常偏向装置的一条边(在边缘附近)，使得所述电压传感器不影响(或最低限度地影响)可视区。在一些情况下，电压传感器可通过将其放置成邻近遮挡传感器的视野的间隔器/分离器和/或框架来被挡住视野。

图6C呈现EC窗690的实施方案，其利用传感器来直接测量装置中心处的有效电压。EC窗690包括顶部母线691和底部母线692，所述母线由线693连接到控制器(未示出)。电压传感器696被放置在顶部TCL上，并且电压传感器697被放置在底部TCL上。传感器696和697被放置在母线691与692之间的中间距离处，尽管其偏向装置的一条边。在一些情况下，电压传感器可被定位成使得其驻留在窗户框架内。这个布局帮助隐藏传感器并且促进最佳观察条件。电压传感器696和697通过线698来连接到控制器。线693和698可以在间隔器/分离器下方通过或穿过其，所述间隔器/分离器放置并密封在窗户的窗格之间。图6C中所示的窗户690可以利用本文所述的用于控制光学转变的任一方法。

在一些实现方式中，电压感测垫可以是导电胶带垫。在一些实施方案中，所述垫可以小到约1mm²。在这些或其他情况下，所述垫可以是约10mm²或更小。可以在利用此类电压感测垫的实施方案中使用四线系统。

电致变色装置和控制器-实例

现在将呈现电致变色装置结构和制造的实例。图7A和7B是电致变色装置700的示意横截面，其示出此类装置的共同的结构主体。电致变色装置700包括衬底702、导电层(CL)704、电致变色层(EC)706、可选离子导电(电子电阻)层(IC)708、对电极层(CE)710以及另一个导电层(CL)712。元件704、706、708、710和712统称为电致变色堆叠714。在众多实施方案中，所述堆叠不包含离子导电层708，或至少不作为分立或单独制造的层。可操作以将电势施加到电致变色堆叠712两端的电压源716实现电致变色装置从例如清透状态(参考图7A)至染色状态(参考图7B)的转变。

各层的次序可相对于衬底反转。即，所述层可以是以下次序：衬底、导电层、对电极层、离子导电层、电致变色材料层以及导电层。对电极层可以包括是电致变色或不是电致变色的材料。如果电致变色层和对电极层两者均采用电致变色材料，则其中之一应该是阴极着色材料并且另一个应该是阳极着色材料。例如，电致变色层可以采用阴极着色材料并且对电极层可以采用阳极着色材料。这是当电致变色层是氧化钨并且对电极层是氧化镍钨的情况。

导电层通常包括透明导电材料，诸如金属氧化物、合金氧化物以及其掺杂变体，并且通常称为“TCO”层，因为其由透明导电氧化物制成。一般来说，然而，所述透明层可由与装置堆叠相容的任何透明、导电材料制成。一些玻璃衬底具备薄的透明导电氧化层，诸如氟化的氧化锡，有时称为“FTO”。

装置700意在用于说明性目的，以便理解本文所述的实施方案的上下文。本文所述的方法和设备用来识别并减少电致变色装置的缺点，无论所述电致变色装置的结构布置如何。

在正常操作期间，电致变色装置诸如装置700在清透状态与染色状态之间可逆循环。如图7A中所描绘，在清透状态中，将电势施加于电致变色堆叠714的电极两端(透明导体层704和712)，从而致使所述堆叠中的可用离子(例如，锂离子)主要驻留在对电极710中。如果电致变色层706包含阴极着色材料，则所述装置处于清透状态。在某些电致变色装置中，当装载可用离子时，对电极层710可以被认为是离子存储层。

参考图7B，当反转电致变色堆叠上的电势时，离子跨离子导电层708传输到电致变色层706并且致使所述材料进入染色状态。此外，这假定电致变色装置中的任选的可逆材料是阴极着色电致变色材料。在某些实施方案中，来自对电极材料的离子的消耗致使其也如所描绘的着色。换句话说，对电极材料是阳极着色电致变色材料。因此，层706和710组合以减少光透射穿过堆叠的量。当将反转电压施加到装置700时，离子从电致变色层706行进穿过离子导电层708，并且回到对电极层710中。因此，所述装置变清透。

在以下美国专利申请中呈现电致变色装置的一些相关实例，每个申请以引用的方式整体并入：2009年12月22日提交的美国专利申请号12/645,111、2010年4月30日提交的美国专利申请号12/772,055、2009年12月22日提交的美国专利申请号12/645,159、2010年6月11日提交的美国专利申请号12/814,279、2012年5月2日提交的美国专利申请号13/462,725以及2013年2月8日提交的美国专利申请号13/763,505。

在例如电致变色窗中使用电致变色装置，诸如关于图7A和7B所述的那些。例如，衬底702可以是建筑玻璃，电致变色装置被制造在所述建筑玻璃上。建筑玻璃是用作建筑材料的玻璃。建筑玻璃通常用于商业建筑物中，但也可用于住宅建筑物中，且通常但不必将室内环境与室外环境分开。在某些实施方案中，建筑玻璃为至少20英寸乘20英寸，且可以大得多，例如，约72英寸乘120英寸那么大。

在一些实施方案中，电致变色玻璃被整合到绝缘玻璃单元(IGU)中。绝缘玻璃单元包括组装到单元中的多个玻璃窗格，一般其意图是使包含在由所述单元形成的空间中的气体的绝热性质最大化，同时提供通过所述单元的清晰视野。并入有电致变色玻璃的绝缘玻璃单元类似于本领域中当前已知的绝缘玻璃单元，例外的是用于将电致变色玻璃连接到电压源的电端子。

光学转变驱动逻辑可以许多不同的控制器配置来实施并且与其他控制逻辑耦接。在以下专利申请中提供适合的控制器设计和操作的各种示例，每个申请以引用的方式整体并入本文：2011年3月16日提交的美国专利申请号13/049,623；2011年3月16日提交的美国专利申请号13/049,756；2011年3月16日提交的美国专利号8,213,074；2012年4月17日提交的美国专利申请号13/449,235；2012年4月17日提交的美国专利申请号13/449,248；2012年4月17日提交的美国专利申请号13/449,251；2011年12月14日提交的美国专利申请号13/326,168；2012年11月20日提交的美国专利申请号13/682,618；以及2013年2月21日提交的美国专利申请号13/772,969。以下描述和相关附图，图8和9，呈现适用于实施本文所述驱动曲线的某些非限制性控制器设计选项。

图8示出IGU102的实施方案的横截面轴测图，所述IGU102包括两个窗户窗格或薄片216和控制器250。在各种实施方案中，IGU102可包括一个、两个或更多个基本上透明的(例如，在零施加电压下)薄片216以及支撑薄片216的框架218。例如，图9中所示的IGU102被配置为双窗格窗户。薄片216中的一个或多个本身可以是具有两层、三层或更多层或薄片(例如，类似于汽车挡风玻璃的抗震裂玻璃)的层状结构。在IGU102中，薄片216中的至少一个包括电致变色装置或堆叠220，所述电致变色装置或堆叠220被设置在薄片的内表面222或外表面224中的至少一个上：例如，外薄片216的内表面222。

在多窗格配置中，每相邻组薄片216可具有设置在其间的内部体积226。一般来说，薄片216和IGU102中的每一个总体上是矩形并且形成长方体。然而，在其他实施方案中，可能需要其他形状(例如，圆形、椭圆形、三角形、曲线型、凸形、凹形)。在一些实施方案中，薄片116之间的体积226被抽空空气。在一些实施方案中，IGU102是气密的。另外，体积226可由一种或多种气体填充(至适当压力)，例如像氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xn)。用气体诸如Ar、Kr或Xn填充体积226可减小通过IGU102的热传导，因为这些气体具有低热导率。后两种气体由于其增重也可赋予改进的隔音。

在一些实施方案中，框架218由一个或多个件构造。例如，框架218可由一种或多种材料诸如乙烯基、PVC、铝(Al)、钢或玻璃纤维构造。框架218还可包括或保持一个或多个泡沫或其他材料件，所述材料件与框架218结合工作以便使薄片216分开并且气密地密封薄片216之间的体积226。例如，在典型的IGU实现方式中，间隔器位于相邻薄片216之间并且结合可沉积在其间的粘合剂密封剂来与窗格形成气密密封。这被称为主密封，在所述主密封周围可制造副密封，通常具有另外的粘合剂密封剂。在一些此类实施方案中，框架218可以是支撑IGU建构的单独结构。

每个薄片216包括基本上透明或半透明衬底228。一般来说，衬底228具有第一(例如，内)表面222和与第一表面222相对的第二(例如，外)表面224。在一些实施方案中，衬底228可以是玻璃衬底。例如，衬底228可以是基于常规氧化硅(SO_x)的玻璃衬底，诸如例如由大致75％二氧化硅(SiO₂)加上Na₂O、CaO以及若干轻微的添加剂组成的碱石灰玻璃或浮法玻璃。然而，具有合适的光学、电、热和机械性质的任何材料可用作衬底228。此类衬底也可包括例如其他玻璃材料、塑胶和热塑性材料(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、SAN(苯乙烯丙烯晴共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚酰胺)或镜面材料。如果所述衬底由例如玻璃形成，那么衬底228可通过例如回火、加热或化学增强来增强。在其他实施中，衬底228没有被进一步增强，例如所述衬底未经回火。

在一些实施方案中，衬底228是针对住宅或商业窗户应用来设定大小的玻璃窗格。这种玻璃窗格的大小可取决于住所或商业企业的特定需要而广泛地变化。在一些实施方案中，衬底228可由建筑玻璃形成。建筑玻璃通常用于商业建筑物中，但也可用于住宅建筑物中，且通常但不必将室内环境与室外环境分开。在某些实施方案中，适合的建筑玻璃衬底可以是至少约20英寸乘约20英寸，并且可以大得多，例如约80英寸乘约120英寸，或更大。建筑玻璃通常是至少约2毫米(mm)厚并且可以是6mm厚或更厚。当然，电致变色装置220可按比例变化适用于小于或大于建筑玻璃的衬底228，其包括相应长度、宽度或厚度尺寸中的任一个或全部。在一些实施方案中，衬底228具有的厚度范围为约1mm至约10mm。在一些实施方案中，衬底228可以很薄且柔性的，诸如Gorilla或Willow^TMGlass，每一者可从CorningInc.(Corning,NewYork)商购获得，这些玻璃可以小于1mm厚，薄至0.3mm厚。

电致变色装置220设置在例如外窗格216(邻近外部环境的窗格)的衬底228的内表面222上。在一些其他实施方案中，诸如在较冷气候或IGU102接收较大量直射日光(例如，垂直于电致变色装置220的表面)的应用中，将电致变色装置220设置在例如邻近内部环境的内窗格的内表面(作为体积226的边界的表面)上可以是有利的。在一些实施方案中，电致变色装置220包括第一导电层(CL)230(通常为透明的)、电致变色层(EC)232、离子导电层(IC)234、对电极层(CE)236以及第二导电层(CL)238(通常为透明的)。此外，层230、232、234、236和238统称为电致变色堆叠220。

电源240可操作来将电势(V_施加)施加到装置并在电致变色堆叠220的厚度两端产生V_有效，并且驱动电致变色装置220从例如清透或较浅状态(例如，透明、半透明性或半透明状态)转变到染色或较深状态(例如，染色、透明程度低或半透明程度低的状态)。在一些其他实施方案中，层230、232、234、236和238的次序可反转或以其他次序相对于衬底238重新排序或重新布置。

在一些实施方案中，第一导电层230和第二导电层238中的一者或两者由无机和固体材料形成。例如，第一导电层230以及第二导电层238可由数种不同材料制成，所述材料包括导电氧化物、薄金属涂层、导电金属氮化物以及复合导体、以及其他适合的材料。在一些实施方案中，导电层230和238至少在电致变色层232展现出电致变色的波长范围内是基本上透明的。透明导电氧化物包括金属氧化物和掺杂有一种或多种金属的金属氧化物。例如，适合用作第一或第二导电层230和238的金属氧化物和掺杂的金属氧化物可包括氧化铟、氧化铟锡(ITO)、掺杂氧化铟、氧化锡、掺杂氧化锡、氧化锌、氧化铝锌、掺杂氧化锌、氧化钌、掺杂氧化钌等。如上文所指示，第一导电层230和第二导电层238有时称为“透明导电氧化物”(TCO)层。

在一些实施方案中，商购衬底，诸如玻璃衬底，在购买时已经包含透明导电层涂层。在一些实施方案中，这种产品可共同用于衬底238和导电层230。此类玻璃衬底的实例包括由Pilkington(Toledo,Ohio)以商标TECGlass^TM和由PPGIndustries(Pittsburgh,Pennsylvania)以商标SUNGATE^TM300及SUNGATE^TM500出售的涂布有导电层的玻璃。确切地说，TECGlass^TM是例如涂布有氟化氧化锡导电层的玻璃。

在一些实施方案中，第一导电层230或第二导电层238可各自通过物理气相沉积过程(包括例如溅射)来沉积。在一些实施方案中，第一导电层230和第二导电层238可各自具有在约0.01μm至约1μm范围内的厚度。在一些实施方案中，大体上可希望第一导电层230和第二导电层238的厚度以及下文所述的其他层中的任一个或全部的厚度相对于给定层是各自均匀的；即，给定层的厚度是均匀的并且所述层的表面是光滑的并且基本上不含有缺点或其他离子阱。

第一导电层230和第二导电层238的主功能是在电致变色堆叠220的表面上将由电源240(诸如电压或电流源)提供的电势从所述堆叠的外表面区域扩展到所述堆叠的内表面区域。如所提及的，由于第一导电层230和第二导电层238的薄层电阻，施加到电致变色装置的电压经历从外部区域至内部区域的某一欧姆电势降。在所描绘的实施方案中，母线242和244被设置成母线242与导电层230接触并且母线244与导电层238接触，从而提供电压或电流源240与导电层230和238之间的电连接。例如，母线242可与电源240的第一端子246(例如，正极)电耦接，同时母线244可与电源240的第二端子248(例如，负极)电耦接。

在一些实施方案中，IGU102包括插件部件250。在一些实施方案中，插件部件250包括第一电输入端252(例如，插销、插座或其他电连接器或导体)，所述第一电输入端252经由例如一个或多个线或其他电连接件、部件或装置来与电源端子246电耦接。类似地，插件部件250可包括第二电输入端254，所述第二电输入端254经由例如一个或多个线或其他电连接件、部件或装置来与电源端子248电耦接。在一些实施方案中，第一电输入端252可与母线242电耦接，并且由此与第一导电层230电耦接，同时第二电输入端254可与母线244电耦接，并且由此与第二导电层238电耦接。导电层230和238也可利用其他常规手段以及根据下文关于窗户控制器所述的其他手段来连接到电源240。例如，如下文关于图9所述，第一电输入端252可连接到第一电源线，同时第二电输入端254可连接到第二电源线。另外，在一些实施方案中，第三电输入端256可耦接到装置、系统或建筑物地面。此外，在一些实施方案中，第四和第五电输入端/输出端258和260分别可用于在例如窗户控制器或微控制器与网络控制器之间通信。

在一些实施方案中，电输入端252和电输入端254接收、携载或传送互补的功率信号。在一些实施方案中，电输入端252和其互补电输入端254可分别直接连接到母线242和244，并且在另一侧上连接到提供可变DC电压(例如，符号和量值)的外部电源。外部电源可以是窗户控制器(参见图9的元件114)本身，或从建筑物传送到窗户控制器或以其他方式耦接到电输入端252和254的电力。在这种实施方案中，通过电输入端/输出端258和260传送的电信号可以直接连接到存储器装置，从而允许在窗户控制器与存储器装置之间的通信。此外，在这种实施方案中，输入到电输入端256的电信号可以这种方式从内部(在IGU102内)连接或耦接到任一电输入端252或254或母线242或244，从而允许远程测量(感测)那些元件中的一个或多个的电势。这可允许窗户控制器补偿在连接线上从窗户控制器到电致变色装置220的电压降。

在一些实施方案中，窗户控制器可立即附接(例如，在IGU102外部但不可由用户分离)或整合在IGU102内。例如，命名Brown等人为发明人、标题为ONBOARDCONTROLLERFORMULTISTATEWINDOWS(用于多状态窗户的机载控制器)并且在2011年3月16日提交的美国专利申请序列号13/049,750(代理案件号SLDMP008)详细描述“机载”控制器的各种实施方案，所述申请以引用方式并入本文。在这种实施方案中，电输入端252可连接到外部DC电源的正输出端。类似地，电输入端254可连接到DC电源的负输出端。如下文所述，然而，电输入端252和254或者可连接到外部低压AC电源(例如，HVAC工业常用的典型的24VAC变压器)的输出端。在这种实施方案中，电输入端/输出端258和260可连接到窗户控制器与网络控制器之间的通信总线。在这个实施方案中，电输入端/输出端256可最终与系统的接地端(例如，保护接地或欧洲标准的PE)连接(例如，在电源处)。

尽管施加电压可被提供为DC电压，但在一些实施方案中，实际上由外部电源供应的电压是AC电压信号。在一些其他实施方案中，将供应的电压信号转换成脉宽调制电压信号。然而，实际“看见”或施加到母线242和244的电压是有效DC电压。通常，施加在端子246和248处的电压振荡在约1Hz至1MHz的范围内，并且在特定实施方案中为约100kHz。在各种实施方案中，振荡具有用于时段的变深(例如，染色)和变浅(例如，清透)部分的不对称驻留时间。例如，在一些实施方案中，从第一较不透明状态转变到第二较透明状态比反转需要更多时间；所述反转即，从第二较透明状态转变到第一较不透明状态。如下文将描述，控制器可被设计或配置来施加满足这些要求的驱动电压。

振荡的施加电压控制允许电致变色装置220在一个或多个状态操作并且在所述一个或多个状态之间转变，而无需对电致变色装置堆叠220或转变时间进行任何必要的修改。相反，窗户控制器可被配置或设计来提供具有适当波形的振荡驱动电压，这将此类因素如频率、占空比、平均电压、振幅、其他可能适合或适当的因素考虑在内。另外，此控制水平准许转变到两个结束状态之间的完全光学状态范围内的任何状态。例如，经适当配置的控制器可提供可调谐至结束状态(例如，不透明和清透结束状态)之间的任何值的连续透射率(％T)范围。

为使用振荡驱动电压将装置驱动至中间状态，控制器可简单地施加适当中间电压。然而，存在达到中间光学状态的更有效方式。这部分上是因为可施加高驱动电压以达到结束状态、但传统上不施加高电压以达到中间状态。一种用于增加电致变色装置220达到期望的中间状态的速率的技术是首先施加适合于完全转变(到结束状态)的高电压脉冲并且然后退回至振荡中间状态的电压(刚刚描述)。换句话说，可采用针对期望最终状态选择的量值和持续时间的初始低频率单个脉冲(相比于用以维持中间状态的频率是低的)来使转变加速。在此初始脉冲之后，可采用较高频率电压振荡以使中间状态持续所要的时间。

在一些实施方案中，每个IGU102包括“可插入”或容易从IGU102移除(例如，以便于维护、制造或替换)的部件250。在一些特定实施方案中，每个插件部件250本身包括窗户控制器。即，在一些此类实施方案中，每个电致变色装置220通过位于插件部件250内的其本身相应的局部窗户控制器来控制。在一些其他实施方案中，窗户控制器与框架218的在副密封区域中的玻璃窗格之间或在体积226内的另一个部分整合。在一些其他实施方案中，窗户控制器可位于IGU102外部。在各种实施方案中，每个窗户控制器可经由一个或多个有线(例如，以太网)网络或无线(例如，WiFi)网络，例如经由有线(例如，以太网)接口263或无线(WiFi)接口265来与其控制并驱动的IGU102通信，以及通信至其他窗户控制器、网络控制器、BMS、或其他服务器、系统、或装置(例如，传感器)。参见图9。具有以太网或Wifi能力的实施方案也非常适用于住宅和其他较小规模的非商业应用。另外，所述通信可以是直接或间接的，例如，经由主控制器(诸如网络控制器112)与IGU102之间的中间节点。

图9描绘窗户控制器114，所述窗户控制器114可被部署作为例如部件250。在一些实施方案中，窗户控制器114通过通信总线262与网络控制器通信。例如，可根据控制器局域网络(CAN)车辆总线标准来设计通信总线262。在此类实施方案中，第一电输入端252可连接到第一电源线264，同时第二电输入端254可连接到第二电源线266。在一些实施方案中，如上所述，通过电力线264和266发送的功率信号是互补的；即，其共同表示差分信号(例如，差分电压信号)。在一些实施方案中，线268耦接到系统或建筑物地面(例如，接地)。在此类实施方案中，根据CAN开放通信协议或其他适合的开放、私有或覆盖通信协议，通过CAN总线262的通信(例如，在微控制器274与网络控制器112之间)可分别沿传送通过电输入端/输出端258和260的第一通信线270和第二通信线272进行。在一些实施方案中，通过通信线270和272发送的通信信号是互补的；即，其共同表示差分信号(例如，差分电压信号)。

在一些实施方案中，部件250将CAN通信总线262耦接到窗户控制器114中，并且在特定实施方案中将其耦接到微控制器274中。在一些此类实施方案中，微控制器274也被配置来实施CAN开放通信协议。微控制器274也被设计或配置(例如，被编程)来结合脉宽调制放大器或脉宽调制器(PWM)276、智能逻辑278以及信号调节器280来实施一个或多个驱动控制算法。在一些实施方案中，微控制器274被配置来生成例如为电压信号形式的命令信号V_命令，随后将所述命令信号传送到PWM276。PWM276又基于V_命令生成脉宽调制功率信号，包括第一(例如，正)分量V_PW1和第二(例如，负)分量V_PW2。随后通过例如接口288将功率信号V_PW1和V_PW2传送到IGU102，或更具体地说，传送到母线242和244以便引起电致变色装置220中的期望的光学转变。在一些实施方案中，PWM276被配置来修改脉宽调制信号的占空比，使得信号V_PW1和V_PW2中脉冲的持续时间不相等：例如，PWM276脉冲V_PW1具有第一占空比60％，并且脉冲V_PW2具有第二占空比40％。第一占空比的持续时间和第二占空比的持续时间共同表示每个电力循环的持续时间t_PWM。在一些实施方案中，PWM276可另外地或替代地修改信号脉冲V_PW1和V_PW2的量值。

在一些实施方案中，微控制器274被配置来基于一个或多个因素或信号生成V_命令，所述一个或多个因素或信号例如像通过CAN总线262接收的信号以及分别由PWM276生成的电压或电流反馈信号V_FB和I_FB中的任一个。在一些实施方案中，微控制器274基于反馈信号I_FB或V_FB分别确定电致变色装置220中的电流或电压电平，并且根据影响功率信号V_PW1和V_PW2的相对脉冲持续时间(例如，第一占空比和第二占空比的相对持续时间)或振幅的变化的一个或多个规则或算法来调整V_命令，从而产生如上所述的电压曲线。另外地或替代地，微控制器274也可响应于从智能逻辑278或信号调节器280接收的信号来调整V_命令。例如，响应于来自一个或多个联网或未联网装置或传感器(例如像外部光电传感器或光电检测器282、内部光电传感器或光电检测器284、热或温度传感器286)的反馈或染色命令信号V_TC，可通过信号调节器280生成调节信号V_CON。例如，信号调节器280和V_CON的另外的实施方案也在2012年4月17日提交的美国专利申请序列号13/449,235中描述，并且所述申请先前以引用方式并入。

在某些实施方案中，V_TC可以是介于0V与10V之间的模拟电压信号，所述模拟电压信号可由用户(诸如居住者或工作者)使用或调整以便动态地调整IGU102的染色(例如，用户可使用建筑物104的房间或区中的类似于恒温器的控件来微调或修改房间或区中的IGU102的染色)，进而将动态用户输入引入在微控制器274内确定V_命令的逻辑中。例如，当以0至2.5V范围设置时，V_TC可用来引起至5％T状态的转变，而当以2.51V至5V范围设置时，V_TC可用来引起至20％T状态的转变，并且在其他范围和电压实例中对于诸如5.1V至7.5V和7.51V至10V的其他范围来说是类似的。在一些实施方案中，信号调节器280通过通信总线或接口290来接收以上提及的信号或其他信号。在一些实施方案中，PWM276还基于从智能逻辑278接收的信号V_智能来生成V_命令。在一些实施方案中，智能逻辑278通过通信总线来传送V_智能，所述通信总线例如像内置集成电路(I²C)多主机串行单端计算机总线。在一些其他实施方案中，智能逻辑278通过(Dallas,Texas的DallasSemiconductorCorp.的)1线式装置通信总线系统协议来与存储器装置292通信。

在一些实施方案中，微控制器274包括处理器、芯片、卡或板、或这些的组合，其包括用于执行一个或多个控制功能的逻辑。微控制器274的电力和通信功能可组合于单个芯片中，例如，可编程逻辑装置(PLD)芯片、或现场可编程门阵列(FPGA)或类似逻辑。这些集成电路可将逻辑、控制和电力功能组合于单个可编程芯片中。在一个实施方案中，在一个窗格216(例如，在相对表面上)具有两个电致变色装置220的情况下或在IGU102包括各自包括电致变色装置220的两个或更多个窗格216的情况下，所述逻辑可被配置来独立于另一个控制两个电致变色装置220中的每一个。然而，在一个实施方案中，以协同方式来控制所述两个电致变色装置220中的每一个的功能，例如，使得每一装置受控制以便补充另一装置。例如，可经由个别电致变色装置220中的每一个的状态的组合来控制光透射、热绝缘效应或其他性质的所要水平。例如，可将一个电致变色装置置于染色状态中，而另一个(例如)经由装置的透明电极用于电阻性加热。在另一实例中，所述两个电致变色装置的光学状态被控制以使得经组合透射率为所要结果。

一般来说，可以硬件和/或软件设计或配置用来控制电致变色装置转变的逻辑。换句话说，用于控制驱动电路的指令可被硬编码或提供为软件。所述指令可以说是通过“编程”来提供的。这种编程应理解为包括任何形式的逻辑，包括数字信号处理器和具有被实施为硬件的特定算法的其他装置中的硬编码逻辑。编程也应理解为包括可以在通用处理器上执行的软件或固件指令。在一些实施方案中，用于控制施加到母线的电压的指令被存储在与控制器相关联的存储器装置上或通过网络来提供。适合的存储器装置的实例包括半导体存储器、磁存储器、光学存储器等。用于控制施加电压的计算机程序代码可以任何常规的计算机可读编程语言(诸如汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran等)写入。编译目标代码或脚本被处理器执行来执行程序中所识别的任务。

如上所述，在一些实施方案中，微控制器274或窗户控制器114大体上也可具有无线能力，诸如无线控制和供电能力。例如，可使用无线控制信号(诸如射频(RF)信号或红外线(IR)信号)以及无线通信协议(诸如WiFi(上文提及的)、蓝牙、Zigbee、EnOcean等)来将指令发送到微控制器274以及供微控制器274使用来将数据发送到例如其他窗户控制器、网络控制器112或直接发送到BMS110。在各种实施方案中，无线通信可用于编程或操作电致变色装置220、通常从电致变色装置220或IGU102收集数据或接收输入、从传感器收集数据或接收输入以及使用窗户控制器114作为其他无线通信的中继点中的至少一个。从IGU102收集的数据还可包括计数数据，诸如已激活(循环)电致变色装置220的次数、随时间的推移电致变色装置220的效率、其他有用数据或性能度量。

窗户控制器114还可具有无线供电能力。例如，窗户控制器可具有一个或多个无线电力接收器，所述一个或多个无线电力接收器接收来自一个或多个无线电力发射器的传输；以及一个或多个无线电力发射器，所述一个或多个无线电力发射器传送电力传输，从而允许窗户控制器114以无线方式接收电力并且将电力以无线方式分配到电致变色装置220。无线电力传输包括例如感应、共振感应、RF电力传送、微波电力传送和激光电力传送。例如，命名Rozbicki为发明人、标题为WIRELESSPOWEREDELECTROCHROMICWINDOWS(无线供电的电致变色窗户)并且在2010年12月17日提交的美国专利申请序列号12/971,576[SLDMP003]详细描述无线供电能力的各种实施方案，所述申请以引用方式并入本文。

为了实现期望的光学转变，生成脉宽调制功率信号，使得正分量V_PW1在电力循环的第一部分期间被供应到例如母线244，同时负分量V_PW2在电力循环的第二部分期间被供应到例如母线242。

在一些情况下，取决于脉宽调制信号的频率(或持续时间的反比例)，这可导致母线244基本上以V_PW1的量值的一部分浮动，所述部分由第一占空比的持续时间与电力循环的总持续时间t_PWM的比率给出。类似地，这可导致母线242基本上以V_PW2的量值的一部分浮动，所述部分由第二占空比的持续时间与电力循环的总持续时间t_PWM的比率给出。以此方式，在一些实施方案中，脉宽调制信号分量V_PW1和V_PW2的量值之间的差值是端子246和248的两端(并且因此是电致变色装置220两端)上的有效DC电压的两倍。也就是说，在一些实施方案中，施加到母线244的V_PW1的一部分(由第一占空比的相对持续时间确定)与施加到母线242的V_PW2的一部分(由第二占空比的相对持续时间确定)之间的差值是施加到电致变色装置220的有效DC电压V_有效。通过负载-电致变色装置220-的电流I有效大致等于有效电压V有效除以负载的有效电阻(由电阻器316表示)或阻抗。

本领域一般技术人员也将理解，本说明书可适用于包括固定电压(固定DC)、固定极性(时变DC)或反转极性(具有DC偏压的AC、MF、RF功率等)的各种类型的驱动机构。

控制器可被配置来监视来自光学可切换装置的电压和/或电流。在一些实施方案中，控制器被配置来通过测量驱动电路中的已知电阻器两端的电压来计算电流。可以采用测量或计算电流的其他模式。这些模式可以是数字或模拟的。

其他实施方案

尽管已以某种详细程度描述前述实施方案以促进理解，但应将所描述实施方案视为说明性的而非限制性的。对本领域一般技术人员将明显的是，在随附权利要求的范围内可实践某些改变和修改。例如，虽然已经参考具有平面母线的电致变色装置来描述驱动曲线，但其适用于任何母线取向，在所述取向上具有相反极性的母线通过足够大的距离间隔开，从而引起母线彼此之间的透明导体层的显著的欧姆电压降。此外，虽然已经参考电致变色装置来描述驱动曲线，但其可适用于其他装置，在所述装置中具有相反极性的母线被设置在所述装置的相对边上。

Claims (24)

1.一种控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的方法，所述方法包括：

(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；

(b)在所述转变完成之前，定期确定所述光学可切换装置的所述母线之间的开路电压，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；

(c)确定在(b)中所确定的所述开路电压是否具有大于或等于目标开路电压的量值的量值，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；以及

(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中所确定的所述开路电压的所述量值大于或等于所述目标开路电压的所述量值，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中在(a)中施加所述驱动电压之后的限定时间处在(b)中确定所述开路电压。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述限定时间至多为约120分钟。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述目标开路电压的所述量值介于约0-1V之间、大于所述保持电压的所述量值。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述目标开路电压的所述量值是至少约0.025V、大于所述保持电压的所述量值。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述阈值电荷密度的所述量值介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述阈值电荷密度的所述量值介于约0.01-0.04C/cm²之间。

8.如权利要求1所述的方法，其在(c)之后和(d)之前还包括

(i)将施加到所述母线的电压量值增加到所述驱动电压，这是在(c)中确定以下任一者的结果：在(b)中所确定的所述开路电压的所述量值小于所述目标开路电压的所述量值，或在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值小于所述阈值电荷密度的所述量值；以及

(ii)重复(b)–(c)。

9.如权利要求8所述的方法，其中以介于约5秒与5分钟之间的频率重复(b)–(c)。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述光学可切换装置是电致变色装置。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述母线彼此间隔至少约10英寸。

12.一种用于控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的设备，所述设备包括：

处理器，其被设计或配置来

(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线，

(b)在所述转变完成之前，定期确定所述光学可切换装置的所述母线之间的开路电压，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度，

(c)确定在(b)中所确定的所述开路电压是否具有大于或等于目标开路电压的量值的量值，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度是否具有大于或等于阈值电荷密度的量值的量值，以及

(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中所确定的所述开路电压的所述量值大于或等于所述目标开路电压的所述量值，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态；以及

电源，其用于以限定量值将电压和/或电流提供到所述光学可切换装置，以便控制所述光学转变。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述处理器还被设计或配置来在(a)中施加所述驱动电压之后的限定时间处在(b)中确定所述开路电压和输送的总电荷密度。

14.如权利要求13所述的设备，其中所述限定时间至多为约120分钟。

15.如权利要求12所述的设备，其中所述目标开路电压的所述量值介于约0-1V之间、大于所述保持电压的所述量值。

16.如权利要求15所述的设备，其中所述目标开路电压的所述量值是至少约0.025V、大于所述保持电压的所述量值。

17.如权利要求12所述的设备，其中所述阈值电荷密度的所述量值介于约1x10^-5C/cm²与约5C/cm²之间。

18.如权利要求11所述的设备，其中所述处理器还被设计或配置来在(c)之后和在(d)之前

(i)将施加到所述母线的电压量值增加到所述驱动电压，这是在(c)中确定以下任一者的结果：在(b)中所确定的所述开路电压的所述量值小于所述目标开路电压的所述量值，或在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值小于所述阈值电荷密度的所述量值；以及

(ii)重复(b)–(c)。

19.如权利要求18所述的设备，其中所述处理器还被设计或配置来以介于约5秒与5分钟之间的频率重复(b)–(c)。

20.如权利要求11所述的设备，其中所述光学可切换装置是电致变色装置。

21.如权利要求11所述的设备，其中所述母线彼此间隔至少约10英寸。

22.一种控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的方法，所述方法包括：

(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；

(b)在所述转变完成之前，将施加到所述光学可切换装置的所述母线的所述电压的所述量值定期减小至探测电压并且检测电流响应，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；

(c)确定在(b)中检测到的所述电流响应是否达到目标电流，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；以及

(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中检测到的所述电流响应达到所述目标电流，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述目标电流为约0Amps。

24.一种用于控制光学可切换装置从起始光学状态光学转变到结束光学状态的设备，所述设备包括：

处理器，其被设计或配置来

(a)施加驱动电压以便驱动所述光学可切换装置从所述起始光学状态转变到所述结束光学状态，其中所述驱动电压被施加到所述光学可切换装置的母线；

(b)在所述转变完成之前，将施加到所述光学可切换装置的所述母线的所述电压的所述量值定期减小至探测电压并且检测电流响应，并且定期确定在所述转变期间供应到所述光学可切换装置的输送的总电荷密度；

(c)确定在(b)中检测到的所述电流响应是否达到目标电流，并且确定在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的量值是否大于或等于阈值电荷密度的量值；以及

(d)如果在(c)中确定了以下两者：(i)在(b)中检测到的所述电流响应达到所述目标电流，以及(ii)在(b)中所确定的所述输送的总电荷密度的所述量值大于或等于所述阈值电荷密度的所述量值，那么施加保持电压以便保持所述结束光学状态；以及

电源，其用于以限定量值将电压和/或电流提供到所述光学可切换装置，以便控制所述光学转变。