CN105874382A - 可控光透射元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有光控制属性的光透射元件(106、200、500)。光透射元件(106、200、500)包括多个第一颗粒(206)和多个第二颗粒(208)。第一颗粒(206)配置为控制为红外光的第一波长范围的光的透射。第二颗粒(208)配置为控制为可见光的第二波长范围的光的透射。第一颗粒(206)和第二颗粒(208)可独立地在包围颗粒的围场(207)中重新分布。重新分布通过施加的电场使能,该电场引起颗粒在围场(207)中移动。因此,由此分别通过第一颗粒(206)和第二颗粒(208)独立地控制第一波长范围的光的透射和第二波长范围的光的透射。

Description

可控光透射元件
技术领域
本发明涉及用于独立地控制热量和可见光穿过窗的透射的光透射元件。特别是,本发明涉及一种能够单独地控制可见光和红外光的透射的光控制箔和窗。
背景技术
布置在例如建筑物或车辆中的常规窗具有独立于光的波长的固定的光透射。例如,可见光和红外光容易穿过常规窗。红外光(即热量)因此可以容易穿过建筑物的窗离开例如建筑物,导致热量的不必要的损失。为了补偿损失,需要更多的电力用于加热建筑物内部来为例如在建筑物的内部的人提供舒适的环境。此外,热量可以容易地穿过窗进入,这可能会导致增加的功耗用于例如在炎热的气候中冷却建筑物。此外,有时可能期望阻挡可见光而不是热量,例如在阳光充足但寒冷的日子,以便减少眩光,但仍利用来自外面的热量。
近来,在市场上引入所谓的“智能窗”。“智能窗”(在汽车工业中是常见)能够调整光穿过窗的透射。能够控制光的透射的设备(因此“智能窗”)被WO-2013/003548公开。在WO-2013/003548中,电致变色单元用于控制光的透射。由WO-2013/003548所公开的设备包括用于控制不同波长的光的透射的数层单元。此外,该设备要求包括用于恰当操作设备的单壁碳纳米管的电解质和电极的层。
鉴于现有技术,需要允许独立地控制热量和可见光的透射的具有较不复杂的结构的设备。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其他缺点,本发明的大体目的是提供一种用于分别独立地控制红外光和可见光穿过该设备的光透射的设备。
根据本发明的第一方面,提供了一种包括被包围在围场内的多个第一颗粒和多个第二颗粒的光透射元件。围场具有布置为彼此相对的至少两个基本平坦的光学透射壁构件,使得通过光学透射壁构件来使能光穿过光透射元件的透射。多个第一颗粒的分布是通过在平行于壁构件的平面上施加的第一电场可控的,以主要控制穿过光透射元件透射的在基本上对应于红外光的第一波长范围内的光的量。多个第二颗粒的​​分布是通过在平行于壁构件的平面上施加的与第一电场不同的第二电场可控的,以主要控制穿过光透射元件透射的在基本上对应于可见光的第二波长范围内的光的量。
在本发明的上下文中,术语“红外光”用于指示具有在约700纳米至约2.5毫米的范围内的波长的电磁辐射,而术语“可见光”是用来指示具有在约400纳米至约700纳米的范围内的波长的电磁辐射。副词“基本上”用来指示可能存在在第一和第二波长范围之间的某种重叠。例如,红外光的波长范围可具有650纳米的下限并且可见光的波长范围可具有750纳米的上限。这些波长范围的某种重叠决不是限制本发明,并且因此不应限制本发明的范围。
本发明是基于对应于红外光和可见光的不同波长范围的光可以分别通过不同类型的颗粒来控制(例如阻挡)的认识。颗粒可以具有属性,使得颗粒可以被操纵,例如在其中施加了电场的平面中平移。在本发明的光透射元件中,多个第一颗粒被布置成主要控制红外辐射,并且多个第二颗粒被布置成主要控制可见辐射。换句话说,红外辐射穿过光透射元件的透射主要是由多个第一颗粒控制,而可见辐射穿过光透射元件的透射主要是由多个第二颗粒控制。在本发明的上下文中,副词“主要”是用来指示至少大约一数量级的量差异。
此外,本发明是基于以下认识:多于一种类型的颗粒可以在悬浮液中悬浮,使得不同类型的颗粒(即,第一和第二颗粒)由不同的施加电场独立可控。由此,可以独立地控制不同波长范围的光穿过悬浮液,因此穿过光透射元件的透射。壁构件配置为将颗粒的悬浮液保持在适当位置。另外,壁构件被布置成使得在光进入颗粒的悬浮液之前光穿过壁构件之一透射。
在本上下文中,基本为平坦的壁构件不排除该光透射元件可以在大面积上是弯曲的。例如,壁构件可具有与壁构件的延伸尺寸相比是大的曲率半径,因此是局部基本上平坦的。弯曲的光透射元件可以例如在汽车风挡中使用。
在平行于悬浮颗粒的层的平面中施加的电场允许灵活控制颗粒在悬浮液的平面中的分布。例如,通过在悬浮液的平面中平移第一或第二颗粒以分别控制红外光或可见光的透射。此外,在平行于悬浮颗粒的层的平面中施加电场允许用于产生电场的电极被放置成使得电极不阻挡光穿过光透射元件传播。在平面中施加的电场并不排除可存在在其它方向(例如垂直于壁构件的平面)上的电场分量。
独立地控制红外光以及可见光的透射使得能够独立于可见光穿过光透射元件的透射来控制热量的透射。由此,可以穿过光透射元件透射热量,同时通过至少部分地阻挡可见光来减少例如来自太阳的眩光,或热量可以至少部分地被阻挡,同时允许可见光穿过光透射元件,或至少部分地阻挡/允许热量(红外光)和/或可见光的透射的任何其他组合。
根据本发明的一个实施例,第一颗粒可以是配置为反射第一波长范围的光并且透射第二波长范围的光的带电颗粒,并且第二颗粒可以是配置为吸收第二波长范围的光并且透射第一波长范围的光的带电颗粒。提供具有电荷的颗粒使能通过施加的电场有效控制颗粒的分布。第一颗粒具有使得它们对于第一波长范围的光是反射性的但对于第二波长范围的光不是反射性的属性。类似地,第二颗粒具有使得它们吸收第二波长范围的光但不吸收第一波长范围的光的属性。颗粒可以由有机、金属或半导体材料制成。例如,第一颗粒可以由PMMA、铝、金、银、钛、铜或锡酸镉制成。有利地使用PMMA,因为它对于红外光是基本上反射性的(或吸收性的),但是允许可见光穿过材料透射。此外,由例如PMMA制成的颗粒可以被方便地制造有大于0.5微米的适当尺寸,使得例如PMMA颗粒可具有在布置为选择性地反射红外辐射的特定尺寸范围内的尺寸。
根据本发明的一个实施例,多个第一颗粒被布置在第一隔室中并且多个第二颗粒被布置在通过透明壁构件与第一隔室分离的第二隔室中,第二隔室被布置为与第一隔室平行且堆叠。因此,该颗粒被布置成使得它们彼此分离。两个隔室在层中堆叠,使得在入射光穿过另一隔室(例如第二层)透射之前,入射光穿过第一和第二隔室之一(例如第一层)透射。将用于控制光的透射的颗粒布置在不同的层中允许设计每个层具有针对某一波长范围的光控制属性的灵活性。例如,可能期望具有较厚的层的例如红外线控制层,以与在降低可见光的透射时的效率相比更高效地减少红外光的透射。
根据本发明的一个实施例,第一颗粒被配置为使得当施加第一电场时第一颗粒的浓度在整个围场上更不均匀,其中与第一施加电场的幅度和/或方向成比例地更改第一波长范围的光的透射,并且其中第二颗粒被配置为使得当施加第二电场时第二颗粒的浓度在整个围场上更不均匀,并且其中与第二施加电场的幅度和/或方向成比例地更改第二波长范围的光的透射。换句话说,当例如施加第一电场时第一颗粒被重新分布,使得它们与没有施加电场的情况相比积聚在围场中较小的体积上。由此,第一波长范围的光被允许穿过围场透射。当第一和/或第二颗粒的​​浓度是不均匀的时,颗粒没有均匀地散布在围场的延伸范围上。因此,在非均匀浓度中,颗粒被收集(积聚)在比围场的体积更小的子体积上。换句话说,当施加第一电场时,第一颗粒之间的平均距离减小。例如,第一颗粒可积聚在围场的边缘处。类似地,当施加第二电场时,第二颗粒之间的平均距离减小。
此外,如果第一(第二)电场的幅度增大,或者如果电场的方向改变使得在基本上平坦的围场的平面中的场增大时,第一(第二)波长范围的光的透射可与增大的电场成比例地增大。此外,如果第一(第二)电场的幅度被减小,减小到零,或者如果电场的方向被改变使得在基本上平坦的围场的平面中的场分量被减小,则第一(第二)波长范围的光的透射可与减小的电场成比例地减小。例如,如果电场的幅度改变例如10%,光的透射可以改变例如20%、10%、5%或另一百分比,取决于第一和第二颗粒的悬浮液的属性和/或颗粒本身。确定场和透射之间的比例性的属性可以例如是在颗粒上的电荷的强度和/或极性,换言之,颗粒的功能化和/或在承载颗粒的悬浮液中的电荷。由此,所施加的电场和颗粒之间的耦合被更改。
在本发明的一个实施例中,第一颗粒可具有大于0.5微米的尺寸。为了有效地控制红外光(特别是具有在红外光的较低波长范围内的波长的近红外光)的透射,颗粒应该具有大于约0.5微米的尺寸。
在本发明的一个实施例中,第二颗粒可具有小于400纳米的尺寸。为了避免不希望的光散射(其可例如引起混浊或不透明),颗粒不应过大,优选比可见光的波长小。适当的大小小于400纳米,例如100纳米。
根据本发明的一个实施例,第二颗粒可以由被配置以吸收第二波长范围的光并透射第一波长范围的光的带电色素颗粒制成。这样的颗粒可以例如是黑色色素颗粒,具有包围染料的壳的颗粒,或嵌入透明基质中的色素。由于与红外光的波长相比第二颗粒的小尺寸,红外光穿过多个第二颗粒的透射是可能的。
根据本发明的一个实施例,光透射元件可进一步包括第一基板和第二基板,第一基板包括在第一侧上的腔,并且第二基板布置成与第一基板接触,使得由腔和第二基板形成围场。换句话说,本发明的壁构件可以是基板,其中第一基板包括腔。当第二基板被布置为与第一基板接触并且平行时,腔(如果被第二基板包围)则形成围场。基板可以例如由PET或玻璃制成,并且可以使用树脂将基板保持在一起。
根据本发明的一个实施例,以柔性膜或箔的形式提供光透射元件。膜或箔是可以是柔性的且可容易地附着到表面的片材。因此,将包括颗粒的悬浮液布置在膜或箔中便于施加光透射元件到其中可能期望可控光透射属性的表面。
根据本发明的一个实施例,光透射元件可进一步包括布置成与光学透明壁构件中的至少一个接触并且平行的刚性光学透射支撑结构。光学透射支撑结构可以是布置在例如建筑物、车辆等中的窗。窗是可由玻璃或类似的光学透射材料制成的片材。窗例如可以由布置在建筑物或车辆的开口中的框架保持在适当位置。在平行于窗表面的平面中布置根据本发明的光透射元件允许控制不同波长范围的光(例如红外光和可见光)穿过窗的透射。此外,通过在常规窗的表面上堆叠以例如膜或箔的形式的光透射元件,可以得到仅具有拥有光透射控制属性的选择性部分的窗区域的窗。因此,光所透过的窗的其它部分可以仅仅是窗材料,例如可接近光学透明的玻璃,和/或窗的其它部分可以具有用于主要控制第一和第二波长范围中的一个的控制属性。
在本发明的一个实施例中,光学透射支撑结构可包括被布置和配置为提供用于产生电场的能量的能量产生单元。通过允许能量通过相邻光学透射支撑结构或在光学透射支撑结构内布置的能量产生单元供应,包括光学透射支撑结构(例如窗)以及用于提供用于控制穿过窗的光透射的能量的装置的单独单元是可能的。由此,可以得到自立的单元,其至少在能耗方面是环境友好的。能量采集单元可以有利地是太阳能电池或用于接收无线功率的射频接收器单元。例如射频接收器单元可设置有可以从远程发射器接收无线功率的天线。在一个例子中,线圈状结构被布置在光透射元件的边缘周围,或透明导体被用作射频接收器。
根据本发明的一个实施例,光透射元件可以被夹在第一和第二刚性光学透射支撑结构之间。因此,光透射元件可以被布置在光学透射支撑结构内,因此在光学透射支撑结构的材料内。光学透射支撑结构可以例如是可以由玻璃或类似的材料制成的窗。在一个例子中,光透射元件被夹在窗的材料(如玻璃)之间。通过施加夹层结构,在破损光透射元件的情况下,该光透射元件可以被更换,而无需更换玻璃窗,或可与光透射元件分离地更换破损的窗。因此,便于窗和光透射元件的维护。
根据本发明的第二方面,提供了一种控制穿过光透射元件的光的透射的方法,该光透射元件包括:包围在基本上平坦的围场中的多个第一颗粒和多个第二颗粒,基本上平坦的围场包括布置为彼此相对的至少两个光学透射壁构件,使得通过光学透射壁构件使能光穿过光透射元件的透射,其中第一颗粒和第二颗粒是通过在平行于壁构件的平面内施加的电场可控制的,所述方法包括通过施加第一电场使得第一颗粒的分布被更改,来控制主要在第一波长范围内的光的透射,并通过施加与第一电场不同的第二电场使得第二颗粒的​​分布被更改,来控制主要在第二波长范围内的光的透射。
在本发明的一个实施例,与第一施加电场的幅度和/或方向成比例地更改第一波长范围的光的透射,并且与第二施加电场的幅度和/或方向成比例地更改第二波长范围的光的透射。
本发明的该第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文联系本发明的第一和第二方面所描述的那些。
在研究所附权利要求和以下描述时本发明的进一步的特征和优点将变得清楚。技术人员认识到,在不脱离本发明的范围的情况下,本发明的不同特征可组合以产生除了在下面描述的那些之外的实施例。
附图说明
图1图示了根据本发明的一实施例的光透射元件的示例性应用;
图2图示了根据本发明的一实施例的光透射元件;
图3图示了根据本发明的一实施例的光透射元件;
图4a-b图示了根据本发明的一实施例的控制光透射元件的方法;以及
图5图示了根据本发明的一实施例的光透射元件。
具体实施方式
在以下的描述中,主要参照布置在建筑物(例如办公楼)中的窗来描述本发明。然而,应当注意,其决不限制本发明的范围,其同样适用于其它应用,例如在车辆中的窗或其中期望可见光和红外光的透射的控制的任何其它应用。
图1图示本发明的一实施例的示例性应用。图1示出了具有布置在建筑物的开口104中的窗102的建筑物100。窗包括布置在平行于窗102材料的平面内的光透射元件106。光透射元件106被配置为单独控制可见光和红外光穿过窗102的透射。光透射元件106例如可以处于附着到窗102的表面的箔的形式。
图2图示了本发明的示例性实施例。图2示出具有第一壁构件202和第二壁构件204的光透射元件200。第一壁构件202和第二壁构件204布置为相互相对,使得来自例如第一壁构件202的外部的方向的入射光可穿过光透射元件200穿过壁部件202、204透射。另外,多个第一颗粒206和多个第二颗粒208被布置在由壁构件202、204所形成的围场207内。第一颗粒的分布是通过在平行于壁构件202、204的平面中施加电场来可控的。类似地,第二颗粒的分布是通过在平行于壁构件202、204的平面中施加第二电场来可控的。通过控制第一颗粒的分布,主要控制穿过光透射元件透射的在对应于红外光的第一波长范围内的光的量。换句话说,通过改变在光透射元件内的第一颗粒的分布,主要更改穿过光透射元件的红外光的透射。类似地,通过控制第二颗粒的分布,主要控制穿过光透射元件透射的在对应于可见光的第二波长范围内的光的量。在一个例子中,第一颗粒是配置为反射对应于红外光的第一波长范围的光的功能化PMMA颗粒,而第二颗粒是配置为吸收可见光的黑色色素颗粒。色素颗粒也可以具有除了黑色之外的其他颜色。在一个实施例中,与在壁构件202、204的平面中施加的第一和第二施加的电场的幅度成比例地更改第一和第二波长范围的光的透射。第一颗粒206和第二颗粒208可悬浮在液体中,例如支链烷烃(例如isopar)或线性烷烃(例如十二烷)中。
图3图示了本发明的示例性实施例。图3示出包括布置为彼此相对的第一壁构件302和第二壁构件304的光透射元件300。进一步存在布置在第一隔室306中的多个第一颗粒206和布置在第二隔室308中的多个第二颗粒208。此外,第二隔室308与第一隔室306分离并布置为与第一隔室306平行且堆叠。此外,存在分离第一隔室306和第二隔室308的光学透射壁构件310。在又一个例子中,第一隔室306和第二隔室308由两个壁构件分离,使得第一和第二层可以物理地彼此分离成两个独立单元,每个单元具有对应于在每个层306、308中悬浮的相应颗粒206、208的光可控光透射属性。
图4a-b图示了控制穿过类似于图1所描绘的光透射元件的光透射元件200透射的光的量的方法。在图4a-b中,电极210、212被布置在光透射元件200的两侧上。电极被配置成产生在第一电极210和第二电极212之间延伸的电场,使得电场施加到平行于壁构件202、204的平面中。可以从能量产生单元(如太阳能电池或用于接收无线功率的射频接收器单元)提供用于产生电场的电力。在图4a中,第一电场施加在壁构件202、204的平面中。第一电场使第一颗粒206的分布被更改。在图4a,第一颗粒206积聚在光透射元件200的左侧上,这允许对应于红外光的第一波长范围的光的增大量穿过光透射元件200透射。因此,第一颗粒的浓度是在整个围场207上是不均匀的。类似地,第二电场使得第二颗粒206的分布被更改,如在图4b中示出的那样。在图4b中,第二颗粒206积聚在光透射元件200的左侧上,这允许对应于可见光的第二波长范围的光的增大量穿过光透射元件200透射。因此,第二颗粒的浓度在整个围场207上是不均匀的。自然地,第一和第二颗粒可以移动到光透射元件的任何一侧,只要光的透射被第一和/或第二颗粒的分布的变化更改。
图5图示了本发明的示例性实施例。图5图示了包括第一基板502和第二基板506的光透射元件500,第一基板502包括在第一侧上的腔504,第二基板506布置为与第一基板502相接触,使得围场207由腔和第二基板形成。换言之,壁构件202、204可以以基板的形式,其中第一基板具有在基板的一侧上的腔504。然后,第二基板506被附着以覆盖第一基板502的腔504,从而与第一基板502平行布置第二基板506,使得围场207在第一基板502和第二基板506之间由腔形成。基板可以由例如 PET或玻璃制成,并且可以使用树脂用于将基板保持在一起。此外,该基板可以由玻璃制成,而腔通过光刻工艺由SU-8形成。
此外,可以由技术人员在实践所要求保护的发明中,根据附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现公开的实施例的变型。例如,颗粒可由除了本文描述的示例中的材料之外的材料,如有机、金属或半导体材料制成。用于第一颗粒的示例是PMMA、铝、金、银、钛、铜、或锡酸镉。此外,用于产生电场的电极的位置是示例性的,并且可以位于其它位置,只要电场被产生,而场线的至少一部分在平行于壁部件的平面内延伸使得可以控制颗粒。例如,电极可以位于平行于壁构件的平面中。此外,尽管被描绘为平坦的,壁构件可以具有仅接近平坦的形状。换句话说,壁构件可具有接近平坦的曲率,如具有与光透射元件的延伸的尺寸相比为大的曲率半径。
在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一种”并不排除多个。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (15)

1.一种用于独立地控制热量和可见光穿过窗的透射的光透射元件(106、200、500),
其中所述光透射元件包括被包围在围场内的多个第一颗粒(206)和多个第二颗粒(208),所述围场包括布置为彼此相对的两个基本平坦的光学透射壁构件(202、204、302、304),使得通过所述光学透射壁构件(202、204、302、304)来使能光穿过所述光透射元件(106、200、500)的透射,
其中所述多个第一颗粒(206)的分布是通过在平行于所述壁构件(202、204、302、304)的平面中施加的第一电场可控的,以主要控制穿过所述光透射元件(106、200、500)透射的在第一波长范围内的光的量,所述第一波长范围基本上对应于红外光,以及
其中所述多个第二颗粒(208)的​​分布是通过在平行于所述壁构件(202、204、302、304)的平面中施加的与所述第一电场不同的第二电场可控的,以主要控制穿过所述光透射元件(106、200、500)透射的在第二波长范围内的光的量,所述第二波长范围基本上对应于可见光。
2.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述第一颗粒(206)是配置为反射所述第一波长范围的光并且透射所述第二波长范围的光的带电颗粒,并且其中所述第二颗粒(208)是配置为吸收所述第二波长范围的光并且透射所述第一波长范围的光的带电颗粒。
3.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述多个第一颗粒(206)被布置在第一隔室(306)中,并且其中所述多个第二颗粒(208)被布置在通过透明壁构件(310)与所述第一隔室(306)分离的第二隔室(308)中,所述第二隔室被布置为与所述第一隔室(306)平行且堆叠。
4.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述第一颗粒(206)被配置为使得当施加所述第一电场时所述第一颗粒(206)的浓度在整个所述围场上更不均匀,其中与第一施加电场的幅度和/或方向成比例地更改所述第一波长范围的光的透射,并且其中所述第二颗粒(208)被配置为使得当施加所述第二电场时所述第二颗粒(208)的浓度在整个所述围场上更不均匀,并且其中与第二施加电场的幅度和/或方向成比例地更改所述第二波长范围的光的透射。
5.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述第一颗粒(206)具有大于0.5微米的尺寸。
6.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述第二颗粒(208)具有小于400纳米的尺寸。
7.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述第二颗粒(208)是被配置为吸收所述第二波长范围的光并透射所述第一波长范围的光的带电色素颗粒。
8.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),进一步包括第一基板(502)和第二基板(506),所述第一基板(502)包括在第一侧上的腔(504),并且所述第二基板(506)布置成与所述第一基板(502)接触,使得由所述腔(504)和所述第二基板(506)形成所述围场(207)。
9.根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500),其中所述光透射元件(106、200、500)以柔性膜或箔的形式提供。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光透射元件(106、200、500),进一步包括布置成与所述光学透明壁构件(202、204、302、304)中的至少一个接触并且平行的刚性光学透射支撑结构(102)。
11.根据权利要求10所述的光透射元件(106、200、500),进一步包括被布置和配置成提供用于产生所述电场的能量的能量产生单元。
12.根据权利要求11所述的光透射元件(106、200、500),其中所述能量产生单元是太阳能电池或用于接收无线功率的射频接收器单元。
13.一种窗,包括被夹在第一和第二刚性光学透射支撑结构之间的根据权利要求1所述的光透射元件(106、200、500)。
14.一种使用光透射元件(106、200、500)独立控制热量和可见光穿过窗的透射的方法,其中所述光透射元件(106、200、500)包括包围在基本上平坦的围场中的多个第一颗粒(206)和多个第二颗粒(208),所述基本上平坦的围场包括布置为彼此相对的两个光学透射壁构件(202、204、302、304),使得通过所述光学透射壁构件(202、204、302、304)使能光穿过所述光透射元件(106、200、500)的透射,所述第一颗粒(206)和所述第二颗粒(208)是通过在平行于所述壁构件(202、204、302、304)的平面内施加的电场可控制的,并且其中所述方法包括以下步骤:
- 通过施加第一电场使得所述第一颗粒(206)的分布被更改,来主要控制在第一波长范围内的光的透射,所述第一波长范围基本上对应于红外光,以及
- 通过施加与所述第一电场不同的第二电场使得所述第二颗粒(208)的​​分布被更改,来主要控制在第二波长范围内的光的透射,所述第二波长范围基本上对应于可见光。
15.根据权利要求14所述的方法,其中与第一施加电场的幅度和/或方向成比例地更改所述第一波长范围的光的透射,并且其中与第二施加电场的幅度和/或方向成比例地更改所述第二波长范围的光的透射。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016085964A1 (en) 2014-11-25 2016-06-02 View, Inc. Window antennas
US11205926B2 (en) 2009-12-22 2021-12-21 View, Inc. Window antennas for emitting radio frequency signals
WO2011087726A2 (en) 2009-12-22 2011-07-21 Soladigm, Inc. Wireless powered electrochromic windows
US11342791B2 (en) 2009-12-22 2022-05-24 View, Inc. Wirelessly powered and powering electrochromic windows
US11732527B2 (en) 2009-12-22 2023-08-22 View, Inc. Wirelessly powered and powering electrochromic windows
US11630366B2 (en) 2009-12-22 2023-04-18 View, Inc. Window antennas for emitting radio frequency signals
US20130271813A1 (en) 2012-04-17 2013-10-17 View, Inc. Controller for optically-switchable windows
US11300848B2 (en) 2015-10-06 2022-04-12 View, Inc. Controllers for optically-switchable devices
CA3156883A1 (en) 2014-03-05 2015-09-11 View, Inc. Monitoring sites containing switchable optical devices and controllers
US11114742B2 (en) 2014-11-25 2021-09-07 View, Inc. Window antennas
US11054711B2 (en) 2014-11-25 2021-07-06 View, Inc. Electromagnetic-shielding electrochromic windows
US10625580B1 (en) * 2016-08-26 2020-04-21 Apple Inc. Systems with adjustable windows
EP3519889A4 (en) * 2016-09-30 2020-04-29 View, Inc. WIRELESS AND ELECTRIC ELECTRIC CHROME WINDOWS
EP3766162A1 (en) * 2018-03-13 2021-01-20 View, Inc. Wirelessly powered and powering electrochromic windows
KR20210117263A (ko) 2019-01-16 2021-09-28 크라운 일렉트로키네틱스 코포레이션 이미징 시스템을 위한 동전기 디바이스의 적용
CN109901250B (zh) * 2019-04-04 2020-03-24 西安交通大学 一种内部含有结构化纳米粒子的光学元件及其制造方法
TW202206925A (zh) 2020-03-26 2022-02-16 美商視野公司 多用戶端網路中之存取及傳訊
US11631493B2 (en) 2020-05-27 2023-04-18 View Operating Corporation Systems and methods for managing building wellness

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070195399A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-23 Eastman Kodak Company Stacked-cell display with field isolation layer
CN100478769C (zh) * 2005-11-25 2009-04-15 富士施乐株式会社 显示介质、显示装置和显示方法
WO2011126554A1 (en) * 2010-04-05 2011-10-13 Gamma Dynamics, Llc Spectrum-modulated smart windows
CN102472890A (zh) * 2009-08-07 2012-05-23 尖端研究公司 具有悬浮颗粒装置的节能开窗产品
WO2012138281A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Chromogenics Ab Electrochromic device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH025726U (zh) * 1988-06-24 1990-01-16
JP3566524B2 (ja) * 1998-01-14 2004-09-15 キヤノン株式会社 電気泳動表示装置
KR20090087011A (ko) * 2006-11-30 2009-08-14 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 평면 정렬 스위칭 방식 전기 영동형 컬러 디스플레이
EP2188669B1 (en) 2007-09-12 2017-01-11 University Of Cincinnati Electrofluidic devices, visual displays, and methods for making and operating such electrofluidic devices
US7940457B2 (en) 2008-05-30 2011-05-10 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Energy-efficient optoelectronic smart window
US20120019891A1 (en) 2010-07-22 2012-01-26 Dewell Douglas A Window Having A Selective Light Modulation System
KR101241306B1 (ko) * 2010-07-29 2013-03-11 주식회사 이미지앤머터리얼스 윈도우 필터 시트 및 이를 이용한 윈도우 조립체
KR20140046445A (ko) 2011-06-30 2014-04-18 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 아이엔씨. 가시광 및 ir 조정을 위한 다중 제어식 전기 변색 장치
US20130328943A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Diffuser including particles and binder
JP6388602B2 (ja) * 2013-01-29 2018-09-12 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 窓の色を制御するための制御ユニット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100478769C (zh) * 2005-11-25 2009-04-15 富士施乐株式会社 显示介质、显示装置和显示方法
US20070195399A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-23 Eastman Kodak Company Stacked-cell display with field isolation layer
CN102472890A (zh) * 2009-08-07 2012-05-23 尖端研究公司 具有悬浮颗粒装置的节能开窗产品
WO2011126554A1 (en) * 2010-04-05 2011-10-13 Gamma Dynamics, Llc Spectrum-modulated smart windows
WO2012138281A1 (en) * 2011-04-06 2012-10-11 Chromogenics Ab Electrochromic device

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Publication number Publication date
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JP2016538606A (ja) 2016-12-08
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