一种光阀装置

技术领域

本发明涉及电子控光领域，特别涉及一种多通路电源控制系统的光阀装置。

背景技术

光阀是一种电子控光装置，主要是在两层透明导电膜中间设置控光层，当接通电场后，控光层中材料的排列或状态发生改变，从而使此装置的透光特性发生改变，如从低透光率转换为高透光率，或从高透光率转换为低透光率。通过电场作用，能够实现开态-关态之间的快速转换。

根据控光层的控光机理不同，光阀可分为悬浮颗粒(SPD)光阀、聚合物分散液晶(PDLC)光阀、电化学反应(EC)光阀等。根据光阀的基底不同，光阀可以以塑料片例如PET作为基底，一般被称为调光膜；也可以以玻璃作为基底，一般被称为调光玻璃。调光膜进行夹胶处理后形成的组件一般被称为调光玻璃组件。

光阀由明转暗或者由暗转明的透光性能的变化依赖于电源在断开-接通状态之间的切换，这个变化过程通常在电源完成状态切换后的60ms～20s时间之内完成，受环境湿度、温度以及光阀制作工艺的影响这个时间段可能会缩短或者延长。值得注意的是，这个过渡过程在持续约几秒钟以下时是可以接受的，但超过十几秒以上就会影响使用者的使用体验，从而限制调光膜的市场发展。

本发明通过设计多通路电源控制系统，加速光阀在接通和断开电源时的变化速度，使光阀透光性能的转化过程在接收指令后的5秒钟以内得以完成，大大提升了光阀产品的使用体验，可以预见更好的市场前景。

发明内容

本发明通过引入直流电控制电路和高压交流电控制电路，主要解决目前的光阀装置调光响应速度慢的问题，加速光阀在接通和断开电源时的透光性能变化速度，显著提升了光阀产品的使用者体验。

一种光阀装置，包括光阀、多通路电源控制系统，所述多通路电源控制系统由常压交流电控制电路和第二电源控制电路构成。

进一步地，包括光阀、常压交流电控制电路和高压交流电控制电路；当接通光阀时，先接通高压交流电控制电路，经过一定时间t1后，断开高压交流电控制电路，转为接通常压交流电控制电路，光阀处于工作状态。

进一步地，包括光阀、常压交流电控制电路和直流电控制电路；当光阀正常工作时，接通常压交流电控制电路；当关闭光阀时，先断开常压交流电控制电路，再接通直流电控制电路，经过一定时间t2后，再转为断开直流电控制电路，光阀处于无电场加载状态。

在直流电场下，悬浮颗粒光阀内的纳米棒极化后会团聚，加速光阀的透光特性从明到暗的变化过程。

进一步地，包括光阀、至少2条交流电控制电路和至少1条直流电控制电路；当接通光阀电源时，先接通高压交流电控制电路，经过一定时间t3后断开高压交流电控制电路，再接通常压交流电控制电路；当断开光阀电源时，先断开常压交流电控制电路，再接通直流电控制电路，经过一定时间t4后，再转为断开直流电控制电路，光阀处于无电场加载状态。

在高压交流电场下，悬浮颗粒光阀内的纳米粒子定向排列的速度会加快，因此加速其透光性能从暗到明的过程。值得注意的是，长时间对光阀装置施加高压交流电场会对光阀的稳定性产生损伤。

进一步地，所述光阀选自悬浮颗粒(SPD)调光膜、调光玻璃、调光玻璃组件中的至少一种。

进一步地，所述常压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.5～6.0伏特/微米之间。

进一步地，所述常压交流电的频率为10～500赫兹。

进一步地，所述常压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.5～2.0伏特/微米之间；所述高压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在2.5～6.0伏特/微米之间。

进一步地，所述一定时间t1在0.1～5秒之间。

进一步地，所述常压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.5～2.0伏特/微米之间；所述直流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.1～6.0伏特/微米之间。

进一步地，所述一定时间t2在0.1～5秒之间。

进一步地，所述常压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.5～2.0伏特/微米之间；所述高压交流电控制电路加载在光阀上的电场强度在2.5～6.0伏特/微米之间；所述直流电控制电路加载在光阀上的电场强度在0.1～6.0伏特/微米之间。

进一步地，所述一定时间t3在0.1～5秒之间，所述一定时间t4在0.1～5秒之间。

进一步地，所述接通/断开光阀的控制电路，可由控制器根据预设定参数自动完成。

本发明提供的多通路电源控制系统的光阀装置可以快速实现调光状态的转换，将调光状态的转换过程控制在5秒钟以内，从而使用户使用体验大大提升，有望得到更广泛的推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的光阀装置电路逻辑示意图。

图2为本发明的实施例提供的光阀装置电路逻辑示意图。

图3为本发明的实施例提供的光阀装置电路逻辑示意图。

其中，DC代表直流电源，AC代表交流电源，AC1代表常压交流电源，AC2代表高压交流电源。

具体实施方式

术语

在本发明中，所用的下述术语具有如下所定义的含义。

光阀：

光阀是一种电子控光装置，主要是在两层透明导电膜中间设置控光层，当接通电场后，控光层中的材料的排列或状态发生改变，从而使装置的透光特性发生改变，如从低透光率转换为高透光率，或从高透光率转换为低透光率。

常压交流电：

常压交流电是能够维持光阀正常工作的电源。

高压交流电：

高压交流电是比能够维持光阀正常工作的电源电场强度高的交流电源。光阀的调光响应时间和恢复时间：

测得不通电和正常通电(常压交流电)的稳定透光率TL，分别定义为TLmin(不通电)和TLmax(正常通电，常压交流电)，定义△TL＝TLmax-TLmin；定义从TLmin到TLmin+90％△TL的所需时间为暗-亮态响应时间，定义TLmax到TLmax-90％△TL的所需时间为亮-暗态恢复时间。

本发明提供一种快速响应的光阀装置，通过引入多通路电源控制系统，显著加速光阀在明-暗状态之间的变化速度，提升用户体验，开拓光阀产品的市场前景。

为了更好地说明本发明，现提供以下具体实施例。

对比例1

一种光阀装置，包括悬浮颗粒调光膜和电场强度为2.0伏特/微米的交流电路，交流电频率为50赫兹。

当光阀正常工作时，连通交流电路。当关闭光阀时，断开交流电控制电路。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

实施例1

一种快速响应的光阀装置，包括悬浮颗粒调光膜，电场强度为3.0伏特/微米的高压交流电路，电场强度为1.0伏特/微米、频率为50赫兹的常压交流电路，以及ABC三向开关，电路示意图如图1所示。

当接通光阀电源时，将开关从C位转向B位，先接通高压交流电控制电路，经过2秒钟时间后将开关由B位转向A位，即断开高压交流电控制电路，接通常压交流电控制电路，光阀处于常压交流电场加载状态。光阀实现了由暗到明的快速转变过程。当断开光阀电源时，将开关从A位转向C位，光阀处于无电场加载状态。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

实施例2

一种快速响应的光阀装置，包括悬浮颗粒调光膜，电场强度为3.0伏特/微米的直流电路，电场强度为2.0伏特/微米、频率为100赫兹的交流电路，以及ABC三向开关，电路示意图如图2所示。

当接通光阀电源时，将开关从C位转向A位，连通交流电路。当关闭光阀时，先断开交流电控制电路，再接通直流电控制电路，即将开关从A位转向B位，经过2秒钟后，再将开关转向C位，断开电路，光阀处于无电场加载状态。光阀实现了由明到暗的快速转变过程。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

实施例3

一种快速响应的光阀装置，包括悬浮颗粒调光玻璃组件，电场强度为2.0伏特/微米的直流电路、电场强度为3.0伏特/微米的高压交流电路、电场强度为1.0伏特/微米、频率为80赫兹的常压交流电路，以及ABCD四向开关，电路示意图如图3所示。

当光阀正常工作时，开关处于A位，连通常压交流电路。当关闭光阀时，先断开常压交流电控制电路，再接通直流电控制电路，即将开关由A位转向B位，经过2秒钟后，将开关由B位转向D位，断开电路，光阀处于无电场加载状态。光阀实现了由明到暗的快速转变过程。

当接通光阀电源时，将开关从D位转向C位，先接通高压交流电控制电路，经过2秒钟时间后将开关由C位转向A位，即断开高压交流电控制电路，接通常压交流电控制电路，光阀处于常压交流电场加载状态。光阀实现了由暗到明的快速转变过程。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

实施例4

一种快速响应的光阀装置，包括悬浮颗粒调光玻璃，电场强度为3.0伏特/微米的直流电路、电场强度为6.0伏特/微米的高压交流电路、电场强度为2.0伏特/微米、频率为200赫兹的常压交流电路，以及ABCD四向开关，电路示意图如图3所示。

当光阀正常工作时，开关处于A位，连通常压交流电路。当关闭光阀时，先断开常压交流电控制电路，再接通直流电控制电路，即将开关由A位转向B位，经过2.5秒钟后，将开关由B位转向D位，断开电路，光阀处于无电场加载状态。光阀实现了由明到暗的快速转变过程。

当接通光阀电源时，将开关从D位转向C位，先接通高压交流电控制电路，经过2.5秒钟时间后将开关由C位转向A位，即断开高压交流电控制电路，接通常压交流电控制电路，光阀处于常压交流电场加载状态。光阀实现了由暗到明的快速转变过程。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

实施例5

一种快速响应的光阀装置，包括悬浮颗粒调光玻璃，电场强度为2.0伏特/微米的直流电路，电场强度为5.0伏特/微米的高压交流电路，电场强度为1.0伏特/微米、频率为50赫兹的常压交流电路，以及ABCD四向开关，电路示意图如图3所示。

当光阀正常工作时，开关处于A位，连通常压交流电路。当关闭光阀时，先断开常压交流电控制电路，再接通直流电控制电路，即将开关由A位转向B位，经过1秒钟后，将开关由B位转向D位，断开电路，光阀处于无电场加载状态。光阀实现了由明到暗的快速转变过程。

当接通光阀电源时，将开关从D位转向C位，先接通高压交流电控制电路，经过1秒钟时间后将开关由C位转向A位，即断开高压交流电控制电路，接通常压交流电控制电路，光阀处于常压交流电场加载状态。光阀实现了由暗到明的快速转变过程。

此光阀的调光响应时间和恢复时间见表1。

表1实施例光阀装置的调光响应时间和恢复时间

由实施例1～5与对比例1的响应时间和恢复时间数据可见，采用本发明技术方案，可以显著缩短光阀装置的调光响应时间和恢复时间至5秒钟以内，从而大大提升使用者的光阀使用体验，这必然有助于拓展光阀产品的市场应用范围。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。