DE4328726A1 - Arrangement for controlling the optical transparency (light transmission) of a window - Google Patents

Arrangement for controlling the optical transparency (light transmission) of a window

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Abstract

An arrangement for controlling the optical transparency of a window, in particular in an aircraft, has a transparent material whose optical transparency can be varied by means of an additional material. In order to vary the optical transparency, the window or the like is provided with an area-covering layer made from conventional liquid crystal elements. The optical transparency of the layer is varied by means of an applied AC voltage. The invention consists in that the arrangement has a control unit 1 as well as a light sensor 4 and a controller 5, and that a stepless (continuous) variation of the optical transparency of the liquid crystal surface 3 is produced when at constant frequency the AC voltage can be regulated between zero and a maximum value, and together with the liquid crystal surface 3 and the light sensor 4 the control unit 1 forms a control loop in such a way that the brightness measured by means of the light sensor 4 is compared with the brightness input at the controller 5, and the liquid crystal surface 3 is then driven in such a way that the measured brightness corresponds to the input brightness. It is particularly advantageous in this case that the liquid crystal layer has a simple design, and the brightness arising within a space as a consequence of insolation can be limited to a prescribed value. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit eines Fensters, insbesondere in einem Flugzeug.The invention relates to an arrangement for regulation the translucency of a window, especially in an airplane.

Der DE 38 16 069 A1 ist ein Einsatz oder Vorsatz für Fenster oder Türen insbesondere im Hausbau, Fahrzeug- und Flugzeugbau oder dgl. zu entnehmen mit einem lichtdurchlässigen Glas, Kunststoff oder sonstigem lichtdurchlässigen Material, dessen Lichtdurchlässigkeit durch ein zusätzliches Material verän­ derbar ist, wobei zur Variation der Lichtdurchlässigkeit das Fenster, die Tür oder dgl. mit einer flächendeckenden Schicht oder Folie aus Flüssigkristallelementen versehen ist, wobei mittels einer angelegten Spannung eine durchsichtige und/oder eine undurchsichtige Schicht gebildet wird.DE 38 16 069 A1 is an insert or attachment for windows or doors, particularly in house construction, vehicle and aircraft construction or the like can be removed with a translucent glass, Plastic or other translucent material, the Change the light transmission through an additional material is derbar, which to vary the light transmission Windows, the door or the like. With a comprehensive layer or film of liquid crystal elements is provided, wherein a transparent and / or by means of an applied voltage an opaque layer is formed.

Durch die obige Druckschrift wird ein Einsatz oder Vorsatz für Fenster oder dgl. vorgeschlagen, dessen Durchsichtigkeit bzw. Lichtdurchlässigkeit ohne Vorhänge, Jalousien oder dgl. beeinflußt bzw. geregelt werden kann. Hierbei ist auch vorgesehen, daß der Übergang von Lichtdurchlässigkeit zu Lichtundurchlässigkeit stufenlos erfolgt, wozu mehrere Schichten oder Folien hintereinander geschaltet sind. Eine "stufenlose" Einstellung der Lichtdurchlässigkeit ist mit dieser Lösung nicht zu erreichen. Vielmehr vollzieht sich die Abdunklung hierbei in einzelnen Schritten, die um so kleiner sind, je mehr Schichten verwendet werden.Through the above publication, an insert or intent proposed for windows or the like, its transparency or light transmission without curtains, blinds or the like. can be influenced or regulated. Here is also  provided that the transition from translucency to Opacity is infinitely variable, including several Layers or foils are connected in series. A "stepless" adjustment of the light transmission is with not achieve this solution. Rather, it takes place Darkening in individual steps, the smaller the more layers are used.

Bei den besagten Flüssigkristallelementen erfolgt die Variation der Lichtdurchlässigkeit durch Ausrichtung der betreffenden Kristalle infolge eines elektrischen Feldes. Daher werden diese Flüssigkristallelemente auch Feldeffekt- Flüssigkristalle genannt.In the case of said liquid crystal elements, this takes place Varying the light transmission by aligning the affected crystals due to an electric field. Therefore, these liquid crystal elements are also field effect Called liquid crystals.

In Flugzeugkabinen treten in Abhängigkeit von der Sonnenein­ strahlung sehr unterschiedliche Helligkeitswerte auf, so daß in Fensternähe sitzende Passagiere das einfallende Licht in vielen Fällen als zu hell empfinden, beispielsweise wenn sie lesen wollen. Die vorhandenen von Hand einstellbaren Fenster­ blenden sind nicht immer befriedigend, da sie nur von den unmittelbar in Fensternähe sitzenden Personen bedient werden können.In aircraft cabins occur depending on the sun radiation very different brightness values, so that passengers sitting near the window the incident light in feel too bright in many cases, for example if they want to read. The existing manually adjustable windows blinds are not always satisfactory because they are only from the be operated directly near the window can.

Die vorgenannte Druckschrift enthält keinen Hinweis, der zu einer derart vereinfachten Lösung führen könnte, daß eine stufenlose Regulierung der Lichtdurchlässigkeit, basierend auf nur einer Flüssigkristall-Schicht realisierbar wäre. Ferner ist der besagten Druckschrift kein Lösungsweg zur automatischen Ansteuerung einer Flüssigkristallschicht zwecks Einhaltung einer vorbestimmten Helligkeit innerhalb eines Raumes, beispielsweise in einer Flugzeugkabine, zu entnehmen. The above publication does not contain any reference to could lead to such a simplified solution that a stepless regulation of light transmission, based would be feasible on only one liquid crystal layer. Furthermore, said document is not a solution to automatic control of a liquid crystal layer for the purpose Compliance with a predetermined brightness within a Room, for example in an aircraft cabin.  

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung derart auszubilden, daß ein Fenster oder dgl. mit stufenlos variabler Lichtdurchlässigkeit so vereinfacht wird, daß dieses nur eine wirksame Flüssigkri­ stall-Schicht aufweist und diese Schicht so angesteuert wird, daß ein vorbestimmter Helligkeitswert innerhalb eines Raumes eingehalten wird.Accordingly, the invention has for its object a Generic arrangement in such a way that a window or the like. With continuously variable light transmission so Simplifies that this is only an effective liquid crystal stall layer and this layer is controlled so that a predetermined brightness value within a room is observed.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit eines Fensters, insbesondere in einem Flugzeug mit einem lichtdurchlässigen Glas, Kunststoff oder sonstigem lichtdurchlässigen Material, dessen Lichtdurchläs­ sigkeit durch ein zusätzliches Material veränderbar ist, wobei zur Variation der Lichtdurchlässigkeit das Fenster, oder dgl. mit einer flächendeckenden Schicht oder Folie aus üblichen Feldeffekt-Flüssigkristallelementen versehen ist, wobei mittels einer angelegten Wechselspannung die Licht­ durchlässigkeit der Schicht verändert wird, dadurch gelöst, daß die Anordnung aus mindestens einer Steuereinheit mit mindestens einer Flüssigkristallfläche sowie einem Lichtsen­ sor und einem Regler besteht und sich eine stufenlose Variation der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallfläche dadurch ergibt, daß die Wechselspannung bei konstanter Frequenz zwischen Null und einem Höchstwert regulierbar ist und die Steuereinheit mit der Flüssigkristallfläche und dem Lichtsensor einen Regelkreis derart bildet, daß die mittels des Lichtsensors gemessene Helligkeit mit der am Regler eingegebenen Helligkeit verglichen und die Flüssig­ kristallfläche dann so angesteuert wird, daß die gemessene Helligkeit mit der eingegebenen übereinstimmt.This task is carried out in an arrangement for regulating the Translucency of a window, especially in one Airplane with a translucent glass, plastic or other translucent material, the translucent is changeable by an additional material, the window to vary the light transmission, or the like. With a surface covering layer or film usual field effect liquid crystal elements is provided, the light by means of an applied AC voltage permeability of the layer is changed, thereby resolved, that the arrangement with at least one control unit at least one liquid crystal surface and one light sensor sor and a controller and there is a stepless Varying the light transmittance of the liquid crystal surface this means that the AC voltage at constant Frequency between zero and a maximum value is adjustable and the control unit with the liquid crystal panel and the Light sensor forms a control loop such that the means of the light sensor measured brightness with that on the controller input brightness compared and the liquid crystal surface is then controlled so that the measured Brightness coincides with the entered.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß die Flüssigkri­ stall-Schicht einen einfachen Aufbau aufweist und die sich innerhalb eines Raumes infolge Sonneneinstrahlung ergebende Helligkeit auf einen vorgegebenen Wert begrenzt werden kann. It is particularly advantageous that the liquid crystal stall layer has a simple structure and the within a room due to sun exposure Brightness can be limited to a predetermined value.  

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the sub claims specified.

So besteht ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 2 darin, daß innerhalb eines Raumes mehrere Beleuchtungszonen eingerichtet werden können.So there is an advantage of the embodiment according to claim 2 in the fact that there are several lighting zones within one room can be set up.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 besteht ein Vorteil darin, daß das Einschalten der Raumbeleuchtung automatisch abläuft.In the embodiment according to claim 3 there is an advantage in that switching on the room lighting automatically expires.

Mittels der Ausgestaltung nach Anspruch 4 können die Herstellkosten des Gesamtsystems reduziert werden. By means of the configuration according to claim 4, the Manufacturing costs of the overall system can be reduced.  

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nach­ folgend näher erläutert.The invention is illustrated by the drawing and according to explained in more detail below.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung mit einer Steuereinheit 1, die über eine Leitung 2 mit einer Flüssigkristallfläche 3 in Verbindung steht. Dabei wird gemäß den Erfordernissen zum Betrieb der Flüssigkristallfläche 3 an diese von der Steuereinheit 1 her eine Wechselspannung ange­ legt. An die Steuereinheit 1 sind weiterhin ein Lichtsensor 4 und ein Regler 5 angeschlossen. Die Steuereinheit 1 bildet mit den genannten Funktionseinheiten einen Regelkreis derart, daß die mittels des Lichtsensors 4 gemessene Helligkeit mit dem am Regler 5 eingegebenen Helligkeitswert verglichen und die Flüssigkristallfläche 3 dann so angesteuert wird, daß die gemessene Helligkeit mit dem eingegebenen Wert übereinstimmt. Hierdurch kann beispielsweise die Helligkeit innerhalb einer Flugzeugkabine auf einem konstanten Wert gehalten werden. Dabei bleibt die Frequenz der an der Flüssigkristallfläche 3 anliegenden Wechselspannung konstant. Die Veränderung der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallfläche 3 geschieht durch Variation der besagten Wechselspannung zwischen Null und einem Höchstwert, üblicherweise zwischen 0 und 8 V. Damit ist die Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallfläche 3 zwischen voller Lichtdurchlässigkeit und totaler Lichtun­ durchlässigkeit regulierbar.The drawing shows a block diagram of the arrangement with a control unit 1 , which is connected via a line 2 to a liquid crystal surface 3 . Here, according to the requirements for operating the liquid crystal surface 3, an alternating voltage is applied to it from the control unit 1 . A light sensor 4 and a controller 5 are also connected to the control unit 1 . The control unit 1 forms a control circuit with the aforementioned functional units in such a way that the brightness measured by means of the light sensor 4 is compared with the brightness value entered at the controller 5 and the liquid crystal surface 3 is then controlled so that the measured brightness corresponds to the entered value. In this way, for example, the brightness within an aircraft cabin can be kept at a constant value. The frequency of the AC voltage applied to the liquid crystal surface 3 remains constant. The change in the light transmittance of the liquid crystal surface 3 is done by varying the said AC voltage between zero and a maximum value, usually between 0 and 8 V. Thus, the light transmittance of the liquid crystal surface 3 can be regulated between full light transmittance and total light transmission.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Anordnung mehrere Steuereinheiten aufweist, so daß unter­ schiedliche Helligkeitszonen realisierbar sind. Dabei ist jede Steuereinheit mit einem Lichtsensor und einem Regler verbunden, wobei jeder Steuereinheit eine Anzahl von Flüssig­ kristallflächen (Fenster) zugeordnet ist.An embodiment of the invention is that the Arrangement has several control units, so that under different brightness zones can be realized. It is each control unit with a light sensor and a controller connected, each control unit a number of liquid crystal surfaces (windows) is assigned.

Mittels der Anordnung in den vorbeschriebenen Ausbildungen kann die Helligkeit innerhalb eines Raumes bei zu hoher Sonneneinstrahlung auf ein vorbestimmtes, den Augen angenehmes Maß begrenzt werden. Bei abnehmender Sonnenein­ strahlung kann die Helligkeit innerhalb des Raumes so stark abfallen, daß das noch vorhandene Licht als zu dunkel empfun­ den wird. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Steuereinheit 1 einen mit dem Lichtsensor 4 zusammenwirkenden logischen Schaltkreis derart aufweist, daß die Steuerein­ heit 1 bei Unterschreitung eines vorgegebenen Helligkeitswer­ tes die vorhandene Raumbeleuchtung einschaltet.By means of the arrangement in the above-described designs, the brightness within a room can be limited to a predetermined level which is pleasant to the eyes when the sun is too high. With decreasing solar radiation, the brightness within the room can drop so much that the light still present is felt to be too dark. In order to avoid this, it is provided that the control unit 1 has a logic circuit interacting with the light sensor 4 in such a way that the control unit 1 switches on the existing room lighting when the brightness falls below a predetermined value.

Aus fertigungstechnischer Sicht ist es oft vorteilhaft, nicht jede Steuereinheit 1 in einem eigenen Gehäuse unterzubringen. Daher besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß mehrere Steuereinheiten 1 innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind.From a manufacturing point of view, it is often advantageous not to accommodate each control unit 1 in its own housing. Therefore, an embodiment of the invention is that a plurality of control units 1 are arranged within a housing.

Claims (4)

1. Anordnung zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit eines Fensters, insbesondere in einem Flugzeug mit einem licht­ durchlässigen Glas, Kunststoff oder sonstigem lichtdurchläs­ sigen Material, dessen Lichtdurchlässigkeit durch ein zusätzliches Material veränderbar ist, wobei zur Variation der Lichtdurchlässigkeit das Fenster, oder dgl. mit einer flächendeckenden Schicht oder Folie aus üblichen Feldeffekt- Flüssigkristallelementen versehen ist, wobei mittels einer angelegten Wechselspannung die Lichtdurchlässigkeit der Schicht verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus mindestens einer Steuereinheit (1) mit mindestens einer Flüssigkristall­ fläche (3) sowie einem Lichtsensor (4) und einem Regler (5) besteht und sich eine stufenlose Variation der Lichtdurch­ lässigkeit der Flüssigkristallfläche (3) dadurch ergibt, daß die Wechselspannung bei konstanter Frequenz zwischen Null und einem Höchstwert regulierbar ist und die Steuereinheit (1) mit einer Flüssigkristallfläche (3) und einem Lichtsensor (4) einen Regelkreis derart bildet, daß die mittels des Licht­ sensors (4) gemessene Helligkeit mit der am Regler (5) eingegebenen Helligkeit verglichen und die Flüssigkristall­ fläche (3) dann so angesteuert wird, daß die gemessene Helligkeit mit der eingegebenen übereinstimmt. 1. Arrangement for regulating the translucency of a window, in particular in an aircraft with a translucent glass, plastic or other translucent material, the translucency of which can be changed by an additional material, the window, or the like, being varied to vary the translucency Layer or film of conventional field effect liquid crystal elements is provided, the light transmittance of the layer being changed by means of an applied alternating voltage, characterized in that the arrangement of at least one control unit ( 1 ) with at least one liquid crystal surface ( 3 ) and a light sensor ( 4 ) and a controller ( 5 ) and there is a continuous variation in the light transmission of the liquid crystal surface ( 3 ) results in that the AC voltage can be regulated at a constant frequency between zero and a maximum value and the control unit ( 1 ) with e Iner liquid crystal surface ( 3 ) and a light sensor ( 4 ) forms a control loop such that the brightness measured by means of the light sensor ( 4 ) is compared with the brightness entered on the controller ( 5 ) and the liquid crystal surface ( 3 ) is then controlled so that the measured brightness agrees with the entered one. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mehrere jeweils mit einem Lichtsensor und einem Regler verbundene Steuereinheiten aufweist, wobei jeder Steuereinheit (1) eine Anzahl von Flüssigkristallflächen (3) (Fenster) zugeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the arrangement comprises a plurality of control units each connected to a light sensor and a controller, each control unit ( 1 ) being assigned a number of liquid crystal surfaces ( 3 ) (windows). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) einen mit dem Lichtsensor (4) zusammenwirkenden logischen Schaltkreis derart aufweist, daß die Steuereinheit (1) bei Unterschreitung eines vorgegebenen Helligkeitswertes die vorhandene Raumbeleuchtung einschaltet.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 1 ) has a logic circuit cooperating with the light sensor ( 4 ) such that the control unit ( 1 ) switches on the existing room lighting when the brightness falls below a predetermined value. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuereinheiten (1) innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind.4. Arrangement according to one of claims 1 or 3, characterized in that a plurality of control units ( 1 ) are arranged within a housing.
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