CN207008255U - 多功能阵列式电致变色窗户 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多功能阵列式电致变色窗户，通过将多个小面积的变色组件形成大面积的变色窗户单元，由此通过每个变色组件中的光学传感器感应周围环境的光线强弱，并将相关检测信息传输至电路单元，从而实现电路单元对每一变色组件的变色器的透光率的连续可调，由此实现电致变色窗户的智能调光、个性显示和户外显示，解决视觉缺陷并提高用户的使用体验，满足了用户多种使用需求，如能够安装在各种需要调节室内光强度的场所、大型商业和住宅楼外墙，并可根据用户需求而获得相应的个性化图案，实现一种被动式、无光污染的户外显示方式，并具有组装方便、智能调光且可分区独立调节和节省能源的优点，满足用户对智能生活的需求。

Description

多功能阵列式电致变色窗户

技术领域

本实用新型涉及智能窗户技术领域，特别是涉及一种多功能阵列式电致变色窗户。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性如反射率、透过率、吸收率等在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料叫做电致变色材料，其为一种新型功能材料，在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途。而具有这种材料的玻璃能够利用电场产生电化学的氧化还原反应，造成光线穿透性发生改变，而产生颜色变化，故这种玻璃现已被应用于窗户上，而使窗户不用配置窗帘。并且，伴随着全球污染和能源危机问题的日益严重，环保与节能成为世界发展的新主题。为了响应新主题的号召，新型的节能材料成为科学界的研究热点，而电致变色材料所做成的灵巧窗可以动态地控制进入窗内的太阳辐射能，并且能够提升建造物的能源效率，在不同的时间吸收和反射合适的光和热，从而降低建筑的制冷或制热的成本，达到减少室内空调热负载和降低能耗的目的，同时也能够改善自然光照强度，防窥、防炫光的作用。故具有上述优点的电致变色窗户已经在航天航空、汽车制造等领域中拥有广泛的应用前景。

但是，伴随着研究的进一步深入，目前发现电致变色窗户存在着两个技术缺陷：

(1)由于目前大面积的电致变色玻璃的制备工艺还不成熟，导致电致变色玻璃整体上的变色不均匀，使得用户在使用过程中存在视觉上的缺陷，视觉效果不好，体验效果不好；

(2)单块电致变色玻璃透光率可调范围不广，不能满足实际中多方面的使用需求。

由此上述两个问题大大限制的电致变色玻璃在产业上的应用和推广。

故为解决上述问题，目前一般通过这样的技术手段，如专利申请号为201180045191.8的专利申请文件公开了一种多窗格电致变色窗户，其以拥有两个窗格的电致变色窗户为例，每个包含电致变色装置的窗格都具有两种透射状态，即低透射状态和高透射状态。根据两个窗格之间的相对位置与投射装填的不同，可叠加出四种透射状态。该方案虽然在一定程度上减少了视觉缺陷，当视觉缺陷问题仍然得不到实质上的解决；另外，在该方案中，单个窗格无法实现透过率连续可调，并且电致变色窗户整体的透过率过于依赖多个窗格之间的相对位置的组合方式，实用性不高。

实用新型内容

为解决上述现有技术的缺点和不足，本实用新型提供了一种多功能阵列式电致变色窗户，通过将一个小面积的变色器和光学传感器形成变色组件，并通过小面积的多个变色组件形成大面积的变色窗户单元，由此通过每个变色组件中的光学传感器感应周围环境的光线强弱，并将相关检测信息传输至电路单元，从而实现电路单元对每一变色组件的变色器的透光率的连续可调，由此实现电致变色窗户的智能调光、个性显示和户外显示，解决视觉缺陷并提高用户的使用体验，满足了用户多种使用需求，如能够安装在各种需要调节室内光强度的场所、大型商业和住宅楼外墙，并可根据用户需求而获得相应的个性化图案，实现一种被动式、无光污染的户外显示方式，并具有组装方便、智能调光且可分区独立调节和节省能源的优点，满足用户对智能生活的需求。

一种多功能阵列式电致变色窗户，包括支撑框体、变色窗户单元及电路单元；所述变色窗户单元安装在支撑框体中，其由多组变色组件排列形成；每组变色组件都包括一变色器和至少一光学传感器；每组变色组件的变色器的两端电压输入端与所述电路单元的电压控制输出端电连接，且每组变色组件的光学传感器的电源输入端和检测输出端分别与所述电路单元的供电输出端和信号输入端电连接；

每一光学传感器将检测得到的光强电信号传输到所述电路单元；所述电路单元根据每一光学传感器传输的光强电信号控制输入到与光学传感器相应的变色器的电压输入端的电压。

由此本实用新型通过将一个小面积的变色器和光学传感器形成变色组件，并通过小面积的多个变色组件形成大面积的变色窗户单元，由此通过每个变色组件中的光学传感器感应周围环境的光线强弱，并将相关检测信息传输至电路单元，从而实现电路单元对每一变色组件的变色器的透光率的连续可调，由此实现电致变色窗户的智能调光、个性显示和户外显示，解决视觉缺陷并提高用户的使用体验，满足了用户多种使用需求，如能够安装在各种需要调节室内光强度的场所、大型商业和住宅楼外墙，并可根据用户需求而获得相应的个性化图案，实现一种被动式、无光污染的户外显示方式，并具有组装方便、智能调光且可分区独立调节和节省能源的优点，满足用户对智能生活的需求，并使得玻璃的透光率大小可通过外加电压来调节，从而可获得着色深浅度不同的多种状态。

进一步，所述电路单元包括电源模块、控制器、与多组变色组件一一对应的多个电压调节模块、及控制开关组件；

所述电源模块为所述控制器和每一光学传感器提供工作电源；

所述控制器的多个信号输入端分别与所述多组变色组件的光学传感器电连接，其多个电压控制输出端分别通过多个电压调节模块与所述多组变色组件的变色器的电压输入端电连接；

所述控制开关组件与所述控制器电连接，并可控制所述控制器的开启和关闭。

通过此处限定，有利于简化电路单元的结构的同时保证了变色窗户单元能够满足用户对智能生活的需求。

进一步，所述电路单元还包括通信模块；所述通信模块与所述控制器电连接，并将从外部终端接收到的控制指令发送至所述控制器，由所述控制器根据控制指令控制所述多个电压调节模块的输出电压，以控制所述多组变色组件的变色器的电压输入端的电压。通过此处限定，有利于与本实用新型多功能阵列式电致变色窗户匹配的软件和APP能够被应用于外部终端设备，从而实现用户直接通过终端设备实现对电致变色窗户的显示调节，更加方便了用户的使用和提高智能性。

进一步，所述控制开关组件包括启闭开关和模式切换开关；所述启闭开关和所述模式切换开关均与所述控制器电连接，所述启闭开关用于控制所述控制器的开启和关闭，所述模式切换开关用于切换控制指令，并通过控制器实现对多组变色组件的变色器的电压输入端的电压进行控制。通过此处限定，实现了电致变色窗户的显示状态可以由人手操作，实现用户能够自行切换电致变色窗户的显示状态，以满足用户更多的使用需求。

进一步，所述模式切换开关包括用于使变色窗户单元处于智能调光模式的智能调光开关，所述智能调光开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光。通过此处限定，能够实现窗户的自动进行智能调光，避免室内光线太弱或太强而对用户造成的不舒适，从而进一步提高用户体验。

进一步，所述模式切换开关还包括用于使变色窗户单元处于个性化显示模式的个性化显示开关；所述个性化显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。通过此处限定，实现了本实用新型的电致变色窗户不仅可以应用于家庭窗户，还可以灵活地应用于小型商铺、大型商场的显示需求，满足了不同用户群的使用需要，进一步提高了实用性。

进一步，所述模式切换开关还包括用于使变色窗户单元处于户外显示模式的户外显示开关；所述户外显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。通过此处设置，能够实现在白天的时候，利用室外光源作为背光源，从而只要调整相应的变色器的显示光色即可实现相应图案或文字或符号或数字的显示；而在黑色的时候，利用室内光源作为背光源，从而也只是调整相应的变色器的显示光色即可实现相应图案或文字或符号或数字的显示，从而进一步满足了户外显示需求和大型商场的大型窗户屏幕的显示需求。

进一步，每组变色组件的变色器都为具有完全深色状态和透明状态的电致变色玻璃；通过控制器控制电压调节模块输入到对应的变色器的电压输入端的电压大小或电压作用时长可对变色器显示的颜色深度进行调节。通过此处限定，简化了对变色器的变色控制，同时也能够使变色器可以获得更多不同颜色的显示状态。

进一步，每组变色组件的变色器包括两透明电极层、及依次设置于两透明电极层之间的离子储存层、电解质层和变色层；所述两透明电极层和与其对应的电压调节模块的电压输出端电连接；且每组变色组件的光学传感器安装于与所述离子储存层相邻的一透明电极层上。通过此处限定，使得具有上述结构的变色器从透明态到深色态或从深色态到透明态，其玻璃的透光率大小可通过外加电压大小或相同电压作用时间的长短来调节，从而可获得着色深浅度不同的5-200种状态，并且每一状态转变只需要调节一次电信号，即可永久保持该状态，不需要持续供电以保持状态。

进一步，每一变色器的两透明电极层、离子储存层、电解质层和变色层大小相同；且每一变色器中与离子储存层相邻的一透明电极层的四个顶角处都设有与所述控制器电连接的光学传感器；和/或，所述支撑框体为具有与所述多组变色组件一一对应的多个网框的网架结构；所述多组变色组件分别镶嵌于与其对应的网框中，并形成所述变色窗户单元；和/或，所述通信模块为USB模块或蓝牙模块或WIFI模块或红外收发模块或LIFI连接模块；和/或，每一光学传感器为可见光传感器或紫外传感器或红外传感器；和/或，所述电路单元还包括数据存储器；所述数据存储器与所述控制器电连接；和/或，每一电压调节模块为一推挽电路。通过对每一变色器的进一步限定，有利于提高了光学传感器测量的精度，减少了变色器本身对光学传感器检测的影响因素；通过对支撑框体的进一步限定，保证了形成后的变色窗户单元的结构紧凑性和稳定性，同时也方便了对已经损坏的变色组件进行检修和维修。

由此，通过上述技术方案，本实用新型达到了以下不可忽视的技术效果：

1)本实用新型通过电路单元与由电致变色材料制成的变色器的相结合，在实现了电致变色窗户整体透光率连续可调变化的同时，也实现了电致变色窗户能够实时智能调光；

2)本实用新型通过利用小面积的多个变色组件组成大面积的变色窗户单元，并通过支撑框体采用阵列式的封装结构，在解决了视觉缺陷问题的技术上，还实现了电致变色窗户能够分区独立调节变色组件的颜色显示状态，实现了个性化显示和户外显示的效果。

3)本实用新型结构简单、组装方便，尺寸可根据实际需要进行选择、成本低廉、无光污染，满足了家庭化和商业化的使用需求。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型多功能阵列式电致变色窗户的结构示意图；

图2为本实用新型中的每一变色组件的结构示意图；

图3为本实用新型的每一变色组件的变色器的结构示意图；

图4为图3中变色器的结构分解示意图；

图5为改进后的每一变色组件的结构示意图；

图6为本实用新型的阵列式电致变色窗户安装在商店的橱窗中实现智能调光功能的应用情景示意图；

图7为本实用新型中电致变色窗户由配套的外部终端进行个性化控制的外部终端的显示控制界面及电致变色窗户的显示状态示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种多功能阵列式电致变色窗户10，包括支撑框体1、变色窗户单元2及电路单元3。所述变色窗户单元2安装在支撑框体1中，其由多组变色组件排列形成。每组变色组件21都包括一变色器211和至少一光学传感器212。每组变色组件21的变色器的两端电压输入端与所述电路单元3的电压控制输出端电连接，且每组变色组件21的光学传感器的电源输入端和检测输出端分别与所述电路单元3的供电输出端和信号输入端电连接。每一光学传感器将检测得到的光强电信号传输到所述电路单元3；所述电路单元3根据每一光学传感器传输的光强电信号控制输入到与光学传感器相应的变色器的电压输入端的电压。

具体地，本实施例中，所述电路单元3包括电源模块、控制器、与多组变色组件一一对应的多个电压调节模块、控制开关组件、和通信模块。所述电源模块为所述控制器和每一光学传感器提供工作电源。所述控制器的多个信号输入端分别与所述多组变色组件的光学传感器电连接，其多个电压控制输出端分别通过多个电压调节模块与所述多组变色组件的变色器的电压输入端电连接；所述控制开关组件与所述控制器电连接，并可控制所述控制器的开启和关闭。所述通信模块与所述控制器电连接，并将从外部终端接收到的控制指令发送至所述控制器，由所述控制器根据控制指令控制所述多个电压调节模块的输出电压，以控制所述多组变色组件的变色器的电压输入端的电压。则可通过安装有可以控制所述变色窗户显示单元的软件或APP应用的外部终端实现对变色窗户单元2的个性化设计，然后发送相关的控制指令到通信模块，由通信模块将该控制指令发送至控制器，由此即可实现外部终端对变色窗户单元2的显示控制。

为实现电致变色窗户的显示状态可以由人手操作，实现用户能够自行切换电致变色窗户的显示状态，以满足用户更多的使用需求，作为一种更优的技术方案，所述控制开关组件包括启闭开关和模式切换开关。所述启闭开关和所述模式切换开关均与所述控制器电连接，所述启闭开关用于控制所述控制器的开启和关闭，所述模式切换开关用于切换控制指令，并通过控制器实现对多组变色组件的变色器的电压输入端的电压进行控制。

在本实施例中，所述模式切换开关包括用于使变色窗户单元2处于智能调光模式的智能调光开关、用于使变色窗户单元2处于个性化显示模式的个性化显示开关、及用于使变色窗户单元2处于户外显示模式的户外显示开关；通过所述控制器根据所述智能调光开关、个性化显示开关和户外显示开关的开关状态及通信模块接收到的控制指令实现对变色窗户单元2的工作模式的切换，实现变色窗户单元2显示出相应的图案、文字、字符和数字。也即，可以通过控制器根据模式切换开关中的任一开关实现对变色窗户单元2的工作模式的切换，也可以通过控制器根据通信模块接收到的外部终端发送的控制指令实现对变色窗户单元2的工作模式的切换。如可以个性化选择单个或多个特定的变色器处于完全着色态，其它变色器处于完全褪色态；或者个性化选择单个或多个特定的变色器处于完全褪色态，其它变色器处于完全着色态，以静态显示出不同的文字、图案、字符和数字。

具体地，所述智能调光开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光。在工作时，只要模式开关的工作模式打到智能调光开关这档，则本实用新型的电致变色窗户就会以智能调光的工作模式进行工作，也即，控制器会根据每一变色组件中的光学传感器检测的光强电信号实现对每一变色器的显示光色进行控制，避免室内光线过强或过弱，从而保证室内光强能够满足用户的使用需要。

具体地，所述个性化显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。在工作时，只要模式开关的工作模式打到个性化显示开关这档，则本实用新型的电致变色窗户就会以个性化显示的工作模式进行工作，也即，控制器会根据预设的程序控制或从通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号对每一变色器的显示光色进行控制，以使本实用新型的电致变色窗户能够显示出用户想要的图案或数字或符号或文字；而其中还需要根据每一光学传感器检测得到的光强电信号是为了及时得知目前的自然光强状态，而适当地更改背光源如白天时用自然光作为背光源而夜晚时用室内光作为背光源。

进一步，在本实施例中，所述控制器还电连接有触摸显示屏，这么一来，在该个性化显示模式下，还可以通过触摸显示屏对本实用新型的电致变色窗户的显示内容进行增加、更改或删除等操作，增强显示的灵活性。

具体地，所述户外显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。在工作时，只要模式开关的工作模式打到户外显示开关这档，则本实用新型的电致变色窗户就会以户外显示的工作模式进行工作，也即，控制器会根据预设的程序控制或从通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号对每一变色器的显示光色进行控制，以使本实用新型的电致变色窗户能够显示出商户想要的图案或数字或符号或文字；而其中还需要根据每一光学传感器检测得到的光强电信号是为了及时得知目前的自然光强状态，而适当地更改背光源如白天时用自然光作为背光源而夜晚时用室内光作为背光源。该户外显示模式可以满足大型商场的使用需求。

同理，也可以在该户外显示模式下，通过所述触摸显示屏对本实用新型的电致变色窗户的显示内容进行增加、更改或删除等操作，增强显示的灵活性。

在本实施例中，为了使变色器能够获得更多不同颜色的显示状态，作为一种更优的技术方案，每组变色组件21的变色器都为具有完全深色状态和透明状态的电致变色玻璃。通过控制器控制电压调节模块输入到对应的变色器的电压输入端的电压大小或电压作用时长可对变色器显示的颜色深度进行调节。具体地，请参阅图3和图4，每组变色组件21的变色器包括两透明电极层(A和B)、及依次设置于两透明电极层(A和B)之间的离子储存层C、电解质层D和变色层E。所述两透明电极层和与其对应的电压调节模块的电压输出端电连接，并由此通过与其对应的电压调节模块与控制器的电压控制输出端电连接；且每组变色组件21的光学传感器安装于与所述离子储存层C相邻的一透明电极层A上。由此变色器从透明态到深色态或从深色态到透明态，其玻璃的透光率大小可通过外加电压大小或相同电压作用时间的长短来调节，从而可获得着色深浅度不同的5-200种状态，并且每一状态转变只需要调节一次电信号，即可永久保持该状态，不需要持续供电以保持状态。

为进一步提高光学传感器测量的精度，减少变色器本身对光学传感器检测的影响因素，作为一种更优的技术方案，每一变色器的两透明电极层(A和B)、离子储存层C、电解质层D和变色层E大小相同；且每一变色器中与离子储存层C相邻的一透明电极层A的四个顶角处都设有与所述控制器电连接的光学传感器2121、2122、2123和2124，如图5所示。

在实际应用中，所述每个变色器的面积尺寸可以是1cm×1cm或2cm×2cm或3cm×4cm或10cm×10cm或30cm×30cm。而具体面积尺寸的选择可根据实际应用的需要进行选用。如，变色窗户单元2中变色组件的数量可根据所安装窗户的尺寸和形状以及需要显示内容的不同而有所不同，如显示一位数字内容至少需要15个变色组件，显示一个完整的数码时钟则至少需要85个变色组件。

在其它变形实施例中，每个变色器的结构可以为长方体结构，也可以为圆柱形结构，也可以为三棱柱或多棱柱结构，也可以为其它图形结构。

在本实施例中，所述支撑框体1为具有与所述多组变色组件一一对应的多个网框的网架结构；所述多组变色组件分别镶嵌于与其对应的网框中，并形成所述变色窗户单元2。优选地，为使每一变色组件都能稳定地安装于与其对应的网框中，每一网框的形状结构都和与其对应的变色组件的形状结构一致。

在本实施例中，所述控制器为单片机，故与控制器即单片机电连接的各部分按照现有技术中的接线方式实现本实用新型的功能进行接线即可，且单片机也按照能够正常工作而接入相应的时钟电路及相关的辅助电路，故不赘述。每一电压调节模块为一推挽电路，可以由单片机控制而实现输出到变色器两端的电压在0.9V～4.5V的范围内，从而实现对变色器的变色状态的控制，由于该部分电路与现有技术的电路相同，故在此不赘述。并且，本实用新型中的电路单元是将上述涉及到的各个电路部分组合形成，其各个电路部分的结构与现有技术中相应的电路的结构相同，故在此不赘述。所述通信模块为USB模块或蓝牙模块或WIFI模块或红外收发模块或LIFI连接模块。每一光学传感器为可见光传感器。所述支撑框体1可以为塑料支撑框体或铝支撑框体或铁支撑框体或不锈钢支撑框体或合金支撑框体。

以下，说明一下本实用新型的工作原理：

应用实施例1

如图6所示，图6为本实用新型的阵列式电致变色窗户安装在商店的橱窗中实现智能调光功能的应用情景示意图。此时，所述的电致变色窗户被安装在一家商店的橱窗上，图中区域a表示窗户受到太阳光直接照射的区域，区域b表示没有受到太阳光直接照射的区域，在区域a内的各窗户单元比在区域b内的窗户单位深色。随着白天太阳光的入射角度变化，区域a与区域b的位置和面积大小将会相应发生变化。本实用新型的阵列式电致变色窗户的智能调光功能的实施步骤及与原理可概括如下：

1)首先区域a内的各个变色组件通过内置的光学传感器感受环境光照的强度，并转换为电信号，传输至单片机；

2)单片机判断所检测到环境光的光照强度是否超过某个设定值，若是，则启动智能调光模式，并跳转至步骤3；若否，则不启动智能调光模式，并返回步骤1，光学传感器继续检测并将检测得到的电信号传输至单片机；

3)启动智能调光：单片机根据电压与光照强度之间的关系所生成的算法，及根据每个变色器的透过率与其自身受到太阳光照射强度成反比的关系，通过与区域a内的各个变色器对应的电压调节模块独立控制该区域a内的每个变色器的透过率，以保证投射进入室内的光线强度基本保持一致，使得区域a内受到太阳光照射比较强烈的变色器处于较深的着色态，从而使进入店内的太阳光强度有所减弱；

4)由于右上方区域b受到太阳光的照射较弱，各个变色组件通过内置的光学传感器检测到光照强度低于设定值，单片机不启动智能调光模式，故该区域内保持较浅的褪色态，保证了该区域b处的窗户的透明度；

5)单片机通过逐一监控整个窗户内各个变色组件受到外界光照的变化情况，根据太阳光照射条件的改变，在设定的周期内更新每个变色器的透过率，以及时调整区域a和区域b的相对位置、面积大小和着色深浅度；

为了确保使用者的用光需求，用户可以根据自身对室内的光强弱的实际需要，通过手动调节的方式，预先设定上述步骤2)的光照度值，并选择经过调节后自己满意的变色器的透过率，使得进入室内的光的强度更满足实际使用的要求。

应用实施例2

如图7所示，图7为本实用新型中电致变色窗户由配套的外部终端进行个性化控制的外部终端的显示控制界面及电致变色窗户的显示状态示意图。

在进行个性化显示时，本实用新型的电致变色窗户具有日间模式和夜间模式。其中，日间模式适用于在白天环境中，采用较浅的着色态作为背景，较深的着色态用于显示内容，以保证较高的对比度。日间模式能够在不影响内容的清晰表达的情况下，使得窗户整体与环境相协调，从而满足白天的使用需求。夜间模式则适用于夜晚环境中，采用较深的着色态作为背景，较浅的着色态用于显示内容。在该夜间模式中，利用室内光充当背光源，一部分光线被着色态较深的变色单元阻挡，另一部分光线则透过着色态较浅的变色单元，透射出来的光线进一步地组合成显示内容。夜间模式在保证显示效果的同时，免去了背光灯的使用，达到节省能源的效果。由于不同地区的昼夜时长有所区别，为了更好的满足实际需求，用户可自行设定某个或多个时间段，一旦进入该时间段，单片机可进行日间模式或夜间模式的自我切换。如图7所示本实用新型可根据用户的实际需求，利用个性化显示的功能，显示出文字、字符和字母。

本实用新型的电致变色窗户的个性化显示的实施步骤主要涉及到两个过程，分别为外部终端(客户端)输入过程与后台信号处理过程；

1.客户端输入过程：

1)首先用户打开与本实用新型的电致变色窗户配套的软件客户端，选择个性化显示功能，在文本输入框内输入相关的文字信息；其中，由于该软件客户端可以根据本实用新型的使用需求而通过现有手段研制出来，故在此不再赘述该软件客户端是如何实现的；

2)继而可在客户端上预览将要显示的文本图案，同时可浏览到变色器件单元的相关信息；

3)最后点击应用，即可完成个性化显示功能。

2.后台信号处理过程：

4)客户端把用户所需要显示的内容传输至无线通信网络，然后由无线通信网络将其转换成无线信号；

5)无线通信网络把无线信号发送到本实用新型的电致变色窗户，由内置在窗户的通信模块进行信号接收；

6)在接收到来至客户端的信号后，通信模块把信号传输至单片机，由单片机进行信号处理；

7)单片机根据处理后的信号，并通过电压调节模块调控各个变色器的电压，从而改变每个变色器的着色态深浅程度，以组合出用户所需要显示的内容。

由此，本实用新型通过以上两个应用实施例实现了电致变色窗户的智能调光、个性显示和户外显示。

另外，本实用新型还具有变形实施例，例如：

1)将电路单元3中的通信模块这一结构去掉。

2)根据实际使用需要更改模式切换开关结构，如，模式切换开关可以仅仅包括上述三种开关的任意两种，或者根据使用需要增加其他功能的开关。

3)改变支撑框体1的结构，如支撑框体仅仅为具有长方体轮廓的框架，其内无具有网框结构，而所述多组变色组件是通过粘结或相互连接的方式形成一所述长方体结构的变色窗户单元后再安装或镶嵌到所述支撑框体中。

4)每一光学传感器还可以为紫外传感器或红外传感器。

5)所述电路单元3还包括数据存储器，所述数据存储器与所述控制器即单片机电连接。

6)电压调节模块还可以是除了推挽电路外的其它具有同样功能的电路或器件。

相对于现有技术，本实用新型多功能阵列式电致变色窗户通过将一个小面积的变色器和光学传感器形成变色组件，并通过小面积的多个变色组件形成大面积的变色窗户单元，由此通过每个变色组件中的光学传感器感应周围环境的光线强弱，并将相关检测信息传输至电路单元，从而实现电路单元对每一变色组件的变色器的透光率的连续可调，由此实现电致变色窗户的智能调光、个性显示和户外显示，解决视觉缺陷并提高用户的使用体验，满足了用户多种使用需求，如能够安装在各种需要调节室内光强度的场所、大型商业和住宅楼外墙，并可根据用户需求而获得相应的个性化图案，实现一种被动式、无光污染的户外显示方式，并具有组装方便、智能调光且可分区独立调节和节省能源的优点，满足用户对智能生活的需求，并使得玻璃的透光率大小可通过外加电压来调节，从而可获得着色深浅度不同的多种状态。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：包括支撑框体、变色窗户单元及电路单元；所述变色窗户单元安装在支撑框体中，其由多组变色组件排列形成；每组变色组件都包括一变色器和至少一光学传感器；每组变色组件的变色器的两端电压输入端与所述电路单元的电压控制输出端电连接，且每组变色组件的光学传感器的电源输入端和检测输出端分别与所述电路单元的供电输出端和信号输入端电连接；

每一光学传感器将检测得到的光强电信号传输到所述电路单元；所述电路单元根据每一光学传感器传输的光强电信号控制输入到与光学传感器相应的变色器的电压输入端的电压。

2.根据权利要求1所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述电路单元包括电源模块、控制器、与多组变色组件一一对应的多个电压调节模块、及控制开关组件；

所述电源模块为所述控制器和每一光学传感器提供工作电源；

所述控制器的多个信号输入端分别与所述多组变色组件的光学传感器电连接，其多个电压控制输出端分别通过多个电压调节模块与所述多组变色组件的变色器的电压输入端电连接；

所述控制开关组件与所述控制器电连接，并可控制所述控制器的开启和关闭。

3.根据权利要求2所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述电路单元还包括通信模块；所述通信模块与所述控制器电连接，并将从外部终端接收到的控制指令发送至所述控制器，由所述控制器根据控制指令控制所述多个电压调节模块的输出电压，以控制所述多组变色组件的变色器的电压输入端的电压。

4.根据权利要求3所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述控制开关组件包括启闭开关和模式切换开关；所述启闭开关和所述模式切换开关均与所述控制器电连接，所述启闭开关用于控制所述控制器的开启和关闭，所述模式切换开关用于切换控制指令，并通过控制器实现对多组变色组件的变色器的电压输入端的电压进行控制。

5.根据权利要求4所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述模式切换开关包括用于使变色窗户单元处于智能调光模式的智能调光开关，所述智能调光开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行智能调光。

6.根据权利要求4或5所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述模式切换开关还包括用于使变色窗户单元处于个性化显示模式的个性化显示开关；所述个性化显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。

7.根据权利要求6所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：所述模式切换开关还包括用于使变色窗户单元处于户外显示模式的户外显示开关；所述户外显示开关与所述控制器电连接，并通过所述控制器根据每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字；和/或，所述控制器可根据通信模块接收到的控制指令及每一光学传感器检测得到的光强电信号实现对所述变色窗户单元中的每一变色器的显示光色进行控制，实现变色窗户单元显示出相应的图案、文字、字符和数字。

8.根据权利要求3所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：每组变色组件的变色器都为具有完全深色状态和透明状态的电致变色玻璃；通过控制器控制电压调节模块输入到对应的变色器的电压输入端的电压大小或电压作用时长可对变色器显示的颜色深度进行调节。

9.根据权利要求8所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：每组变色组件的变色器包括两透明电极层、及依次设置于两透明电极层之间的离子储存层、电解质层和变色层；所述两透明电极层和与其对应的电压调节模块的电压输出端电连接；且每组变色组件的光学传感器安装于与所述离子储存层相邻的一透明电极层上。

10.根据权利要求9所述的多功能阵列式电致变色窗户，其特征在于：每一变色器的两透明电极层、离子储存层、电解质层和变色层大小相同；且每一变色器中与离子储存层相邻的一透明电极层的四个顶角处都设有与所述控制器电连接的光学传感器；和/或，所述支撑框体为具有与所述多组变色组件一一对应的多个网框的网架结构；所述多组变色组件分别镶嵌于与其对应的网框中，并形成所述变色窗户单元；和/或，所述通信模块为USB模块或蓝牙模块或WIFI模块或红外收发模块或LIFI连接模块；和/或，每一光学传感器为可见光传感器或紫外传感器或红外传感器；和/或，所述电路单元还包括数据存储器；所述数据存储器与所述控制器电连接；和/或，每一电压调节模块为一推挽电路。