KR102476483B1 - 윈도 안테나 - Google Patents

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KR102476483B1
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Abstract

일 태양에서, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 판유리를 포함하는 장치가 설명된다. 제2 표면에 인접하는 제1 전도성 층, 제2 전도성 층, 및 제1 전도성 층과 제2 전도성 층 사이의 전기변색 층을 포함하는 전기변색 디바이스(ECD)는 제2 표면 위에 배열된다. 장치는 제2 표면 위에 배열된 적어도 하나의 전도성 안테나 구조를 더 포함한다.

Description

윈도 안테나{WINDOW ANTENNAS}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2014년 11월 25일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/084,502호(발명의 명칭 "Window Antenna")의 이익을 주장하며, 다목적으로 그 전체가 참고로 본 명세서에 편입된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로는 건물 또는 다른 구조물용 전기변색 창에서 사용될 수 있는 전기변색 디바이스에 관한 것이다.
전기변색은 재료가 다른 전자 상태로 자극될 때 하나 이상의 광학적 속성에서 가역적 전기화학적-매개 변화를 나타내 보이는 현상이다. 전기변색 재료, 및 그것들로 제작된 디바이스는, 예컨대, 가정용, 상업용, 또는 다른 용도로 창에 편입될 수 있다. 그러한 전기변색 창의 색, 투과율, 흡광도, 또는 반사율은 전기변색 재료에서의 변화를 유도함으로써, 예컨대, 전기변색 재료를 가로질러 전압을 인가함으로써 변화될 수 있다. 그러한 능력은 창을 통과할 수 있는 광의 다양한 파장의 강도에 대한 제어를 가능하게 할 수 있다. 예컨대, 창의 전기변색 디바이스에 인가된 제1 전압은 창이 어두워지게 야기할 수 있는 한편 제2 전압은 창이 밝아지게 야기할 수 있다.
전기변색 디바이스는, 대부분의 제어가능한 광학적으로-스위칭가능한 디바이스처럼, 광학적 전이를 구동하고 그리고/또는 광학적 상태를 유지하도록 (예컨대, 제어된 인가된 전압 및/또는 전류의 형태로) 전기 자극의 인가를 제어하기 위한 전기 접속부를 포함하고 있다. 전기변색 디바이스는 창 표면과 같은 표면의 면을 덮는 초박층으로서 흔히 구현된다. 그러한 디바이스는 전형적으로, 보통은 완전하고 효율적인 광학적 투과를 달성하도록 디바이스의 면에 걸쳐 인가된 전압을 분포시키고 그리고 전기변색 전극을 덮는 하나 이상의 층 형태의, 투명 도체를 포함한다.
본 발명의 일 태양은 다음의 특징부를 특징으로 하는 창 안테나에 관한 것이다: (a) 창을 통해 보도록 구성된 영역을 갖는 적어도 2개의 표면을 각각 포함하는 하나 이상의 라이트(lite)를 갖는 창; (b) 창의 제1 표면 상에 배치된 전기변색 디바이스; (c) 창의 제1 표면 또는 제2 표면 상에 배치된 안테나 구조; 및 (d) 창의 제1 표면, 창의 제2 표면, 창의 제3 표면, 또는 창에 연결된 구조 상에 배치된 접지 평면. 특정 실시형태에서, 라이트는 적어도 약 60 인치인 길이 또는 폭을 갖는다. 특정 실시형태에서, 전기변색 디바이스는 전기변색 층과 상대 전극 층 사이에 퇴적된 이온 도체를 갖지 않는다.
안테나 구조는 스트립 라인 또는 패치와 같은 다양한 구성을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인 또는 패치 구조는 모노폴 안테나의 일부분으로서 역할을 할 수 있다. 그러한 일 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 직각이다. 그러한 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치되거나 또는 창에 연결된 구조 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 평행하다. 접지 평면은 스트립 라인과는 다른 평면 상에, 예컨대, 창 라이트의 다른 표면 상에 제공될 수 있다. 특정 실시형태에서, 안테나 구조는 2개의 스트립 라인을 포함하되, 스트립 라인은 다이폴 안테나로서 구성된다. 일부 실시형태에서, 2개의 스트립 라인은 실질적으로 평행하다. 여기에서 달리 서술되지 않는 한, 스트립 라인에 대한 모든 참조는 패치에 대한 참조로 대체될 수 있다.
특정 실시형태에서, 안테나 구조는 프랙탈 구조(fractal structure)를 포함한다. 일례에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 직각이다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치된다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 창에 연결된 구조 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 평행하다(예컨대, 별개의 표면 상에 위치한다).
특정 실시형태에서, 안테나 구조는 야기(Yagi) 안테나 또는 대수 주기 안테나와 같은 다이폴 안테나로서 구성된다.
일부 구현에서, 창 안테나는 부가적으로 안테나 컨트롤러를 포함한다. 일부 경우에, 안테나 컨트롤러는 창 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 안테나 컨트롤러는 안테나 구조를 위한 송신기 및/또는 수신기를 포함한다. 일부 구현에서, 창 안테나는 전기변색 디바이스의 광학적 전이를 제어하도록 구성된 창 컨트롤러를 부가적으로 포함한다. 일부 경우에, 창 컨트롤러 및 안테나 컨트롤러는 단일 캐리어 및/또는 인클로저에 배치된다.
본 발명의 다른 태양은 다음을 포함하는 시스템에 관한 것이다: (i) 여기에서 제시된 실시형태 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 복수의 창 안테나; (ii) 복수의 컨트롤러로서, (A) 전기변색 디바이스를 구동하고, 그리고 (B) 창 안테나의 각각에서의 적어도 하나의 안테나 구조를 구동하도록 각각 구성된 복수의 컨트롤러; 및 (iii) 복수의 컨트롤러에 명령어를 제공하기 위한 네트워크 컨트롤러.
본 발명의 다른 태양은 다음의 특징부를 특징으로 할 수 있는 절연 유리 유닛(IGU)에 관한 것이다: (a) IGU를 통해 보도록 구성된 영역을 갖는 적어도 2개의 표면을 각각 갖는 2개 이상의 라이트; (b) 라이트를 서로로부터 분리시키는 스페이서로서, 라이트의 둘레 영역에 근접하여 제공되는 스페이서; (c) 라이트의 표면, 스페이서, 또는 IGU 상의 전기 커넥터 상에 배치된 안테나 구조; 및 (d) IGU 또는 IGU가 장착되는 틀 구조 상에 배치된 접지 평면. 특정 실시형태에서, IGU의 적어도 하나의 라이트는 적어도 약 60 인치인 길이 또는 폭을 갖는다.
IGU에서, 안테나 구조는 스트립 라인 또는 패치와 같은 다양한 구성을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인 또는 패치 구조는 모노폴 안테나의 일부분으로서 역할을 할 수 있다. 그러한 일 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 직각이다. 그러한 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치되거나 또는 창에 연결된 구조 상에(예컨대, 스페이서 상에 또는 틀 구조, 중간 문설주 또는 가로대 상에) 배치된다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 평행하다. 접지 평면은 스트립 라인과는 다른 평면 상에, 예컨대, 창 라이트의 다른 표면 상에 제공될 수 있다. 특정 실시형태에서, 안테나 구조는 2개의 스트립 라인을 포함하되, 스트립 라인은 다이폴 안테나로서 구성된다. 일부 실시형태에서, 2개의 스트립 라인은 실질적으로 평행하다.
특정 IGU 실시형태에서, 안테나 구조는 프랙탈 구조를 포함한다. 일례에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 직각이다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치된다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 창에 연결된 구조 상에(예컨대, 스페이서 상에 또는 틀 구조, 중간 문설주 또는 가로대 상에) 배치된다. 특정 실시형태에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 평행하다(예컨대, 별개의 표면 상에 위치한다).
특정 실시형태에서, 안테나 구조는 야기 안테나 또는 대수 주기 안테나와 같은 다이폴 안테나로서 구성된다.
일부 구현에서, 창 안테나는 부가적으로 안테나 컨트롤러를 포함한다. 일부 경우에, 안테나 컨트롤러는 창 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 안테나 컨트롤러는 안테나 구조를 위한 송신기 및/또는 수신기를 포함한다. 일부 구현에서, 창 안테나는 전기변색 디바이스의 광학적 전이를 제어하도록 구성된 창 컨트롤러를 부가적으로 포함한다. 일부 경우에, 창 컨트롤러 및 안테나 컨트롤러는 단일 캐리어 및/또는 인클로저에 배치된다.
특정 실시형태에서, IGU의 라이트는 제1 표면 상에 배치된 전기변색 디바이스를 포함한다. 특정 실시형태에서, 전기변색 디바이스는 전기변색 층과 상대 전극 층 사이에 퇴적된 이온 도체를 갖지 않는다.
본 발명의 다른 태양은 다음을 포함하는 시스템에 관한 것이다: (i) 여기에서 제시된 실시형태 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 복수의 IGU; (ii) 복수의 컨트롤러로서, (A) IGU에 배치된 전기변색 디바이스를 구동하고, 그리고 (B) IGU의 각각에서의 적어도 하나의 안테나 구조를 구동하도록 각각 구성된 복수의 컨트롤러; 및 (iii) 복수의 컨트롤러에 명령어를 제공하기 위한 네트워크 컨트롤러.
본 발명의 다른 태양은 다음의 특징부를 특징으로 할 수 있는 건물에 관한 것이다: (a) 하나 이상의 라이트를 각각 갖는 복수의 창; (b) 복수의 창 상에 배치된 복수의 안테나; 및 (c) 건물의 안테나를 셀룰러 기지국 또는 셀룰러 리피터로서 동작시키도록 구성된 제어 로직.
일부 태양에서, 건물은 다음의 특징부를 포함한다: (a) 하나 이상의 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 로직을 포함하는 컨트롤러 네트워크; (b) 제어 신호 중 하나 이상에 기반하여 송신 신호를 발생시키도록 각각 구성된 복수의 송신기; (c) 복수의 창; 및 (d) 창에 또는 창 상에 있는 복수의 안테나로서, 적어도 하나의 대응하는 송신기로부터의 적어도 하나의 송신 신호를 방사하도록 각각 구성된 안테나.
특정 실시형태에서, 송신기는 (i) 반송파 진폭 및 반송파 주파수를 갖는 반송파 신호를 발생시키기 위한 반송파 신호 발생기; 및 (ii) 송신 신호를 제공하도록 반송파 신호를 변조하기 위한 변조기를 포함한다. 특정 실시형태에서, 변조기는 송신 신호를 제공하기 위해 반송파 신호의 진폭 변조, 주파수 변조, 및 위상 변조 중 하나 이상을 수행하도록 구성된다. 특정 실시형태에서, 변조기는 송신 신호를 제공하기 위해 반송파 신호의 코드 분할 다중 접속(CDMA) 변조를 수행하도록 구성된다.
일부 구현에서, 건물은 안테나로부터 수신된 신호를 복조하기 위한 복수의 수신기를 부가적으로 포함한다. 일부 구현에서, 컨트롤러 네트워크는 복수의 분산된 안테나 컨트롤러 및 적어도 하나의 마스터 또는 네트워크 컨트롤러를 포함한다. 일부 예에서, 적어도 하나의 마스터 또는 네트워크 컨트롤러는 기지국 컨트롤러(BSC)와 통신하기 위한 제어 로직을 포함한다. 제어 로직은 적어도 부분적으로 마스터 컨트롤러와 분산된 안테나 컨트롤러 간 분산되어 있을 수 있다. 특정 실시형태에서, 제어 로직은 공간 필터링에 기반한 제어 신호를 발생시키기 위한 공간 필터링 로직을 포함하고, 방사된 송신 신호는 일괄하여 공간 필터링에 기반한 파면을 갖는다. 특정 실시형태에서, 컨트롤러 네트워크는 창의 광학적 상태를 제어하도록 더 구성된다.
일부 구현에서, 건물은 (i) 안테나로부터 신호를 수신하기 위한 복수의 수신기; 및 (ii) 수신된 신호를 증폭하기 위한 복수의 증폭기를 부가적으로 포함하되, 송신 신호는 증폭된 신호에 기반한다.
일부 구현에서, 건물은 (i) 안테나로부터 신호를 수신하기 위한 복수의 수신기로서, 수신된 신호는 제1 무선 통신 프로토콜과 연관된 복수의 수신기; 및 (ii) 수신된 신호를 제1 무선 통신 프로토콜로부터 제2 무선 통신 프로토콜로 변환하기 위한 복수의 프로토콜 컨버터를 부가적으로 포함하되, 송신 신호는 변환된 신호이다.
본 발명의 다른 태양은 다음의 특징부를 특징으로 할 수 있는 창 안테나에 관한 것이다: (a) (i) 창을 통해 보도록 구성된 영역을 갖는 2개의 표면, 및 (ii) 2개의 표면을 분리시키는 둘레 에지를 각각 포함하는 하나 이상의 라이트를 갖는 창; (b) 창 상에 배치된 안테나; (c) 안테나 송신기 및/또는 수신기를 포함하는 컨트롤러; 및 (d) 컨트롤러와 안테나 간 전기 상호접속부로서, 라이트 중 적어도 하나의 둘레 에지와 접촉하고 위로 지나가는 전기 상호접속부. 특정 실시형태에서, 창 안테나의 적어도 하나의 라이트는 적어도 약 60 인치인 길이 또는 폭을 갖는다.
특정 실시형태에서, 안테나는 안테나 구조 및 접지 평면을 포함한다. 전기 상호접속부는 접지 평면에 접속된 접지된 도체 및 안테나 구조에 접속된 전력 공급 도체를 갖는 케이블을 포함할 수 있되, 접지된 도체와 전력 공급 도체는 적어도 하나의 라이트의 둘레 에지에 근접하여 갈라진다.
특정 실시형태에서, 전기 상호접속부는 도체 및 접착 재료를 포함하는 테이프를 포함한다. 일부 예에서, 테이프는 3개의 평행 도체를 포함한다: 안테나 구조와 컨트롤러 간 신호를 반송하기 위한 중심 전선, 및 접지되는 2개의 외측 전선. 일부 예에서, 창 안테나는 적어도 하나의 라이트의 둘레 에지 상에 또는 근접하여 배치된 커넥터를 더 포함하되, 테이프는 안테나를 커넥터에 전기적으로 접속시키고 그리고 별개의 도체는 컨트롤러를 커넥터에 전기적으로 접속시킨다.
특정 실시형태에서, 창은 라이트를 서로로부터 분리시키는 스페이서에 의해 분리된 적어도 2개의 라이트를 포함하되, 스페이서는 라이트의 둘레 영역에 근접하여 제공되고, 그리고 전기 상호접속부는 스페이서를 통과한다.
특정 실시형태에서, 이러한 태양의 안테나는 안테나 구조 및 접지 평면을 포함한다. 위에서 설명된 태양에서와 같이, 안테나 구조는 스트립 라인 또는 패치와 같은 다양한 구성을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인 또는 패치 구조는 모노폴 안테나의 일부분으로서 역할을 할 수 있다. 그러한 일 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 직각이다. 그러한 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치되거나 또는 창에 연결된 구조 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 스트립 라인은 그 길이를 따른 축을 갖고 그리고 접지 평면은 스트립 라인의 축에 실질적으로 평행하다. 접지 평면은 스트립 라인과는 다른 평면 상에, 예컨대, 창 라이트의 다른 표면 상에 제공될 수 있다. 특정 실시형태에서, 안테나 구조는 2개의 스트립 라인을 포함하되, 스트립 라인은 다이폴 안테나로서 구성된다. 일부 실시형태에서, 2개의 스트립 라인은 실질적으로 평행하다.
본 발명의 이러한 태양의 특정 실시형태에서, 안테나 구조는 프랙탈 구조를 포함한다. 일례에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 직각이다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 안테나 구조와 동일한 표면 상에 배치된다. 그러한 일부 예에서, 접지 평면은 창에 연결된 구조 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 접지 평면은 프랙탈 구조의 평면에 실질적으로 평행하다(예컨대, 별개의 표면 상에 위치한다).
특정 실시형태에서, 안테나 구조는 야기 안테나 또는 대수 주기 안테나와 같은 다이폴 안테나로서 구성된다.
본 발명의 이러한 태양의 일부 구현에서, 창 안테나의 컨트롤러는 창 상에 배치된다. 특정 실시형태에서, 안테나 컨트롤러는 안테나 구조를 위한 송신기 및/또는 수신기를 포함한다. 일부 구현에서, 창 안테나는 전기변색 디바이스의 광학적 전이를 제어하도록 구성된 창 컨트롤러를 부가적으로 포함한다. 일부 경우에, 창 컨트롤러 및 안테나 컨트롤러는 단일 캐리어 및/또는 인클로저에 배치된다.
특정 실시형태에서, 창 안테나의 라이트의 표면은 제1 표면 상에 배치된 전기변색 디바이스를 포함한다. 특정 실시형태에서, 전기변색 디바이스는 전기변색 층과 상대 전극 층 사이에 퇴적된 이온 도체를 갖지 않는다.
본 발명의 이러한 태양의 다른 실시형태는 다음을 포함하는 시스템에 관한 것이다: (i) 여기에서 제시된 실시형태 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 복수의 창 안테나; (ii) 복수의 컨트롤러로서, (A) 전기변색 디바이스를 구동하고, 그리고 (B) 창 안테나의 각각에서의 적어도 하나의 안테나 구조를 구동하도록 각각 구성된 복수의 컨트롤러; 및 (iii) 복수의 컨트롤러에 명령어를 제공하기 위한 네트워크 컨트롤러.
본 발명의 특정 태양은 건물의 영역의 설정을 개인화하는 것에 관한 것으로서, 설정은 특정 사용자에 대해 정의된다. 설정을 개인화하기 위한 방법은 다음의 동작을 포함할 수 있다: (a) 사용자가 휴대한 모바일 디바이스와 건물의 영역에서의 창 안테나 간 통신 링크로서, 모바일 디바이스가 영역 내에 또는 가까이에 있을 때만 확립될 수 있는 통신 링크를 확립하는 동작; (b) 통신 링크를 통하여 사용자 식별 정보를 수신하는 동작; (c) 건물의 영역에서의 사용자 식별에 대한 하나 이상의 설정을 결정하는 동작; 및 (d) 건물의 영역에서의 결정된 설정(들)을 적용하는 동작.
특정 실시형태에서, 개인화 방법은 (i) 건물의 영역에서의 하나 이상의 창에 대한 색조 레벨; (ii) 건물의 영역에서의 통신 차폐 허가; (iii) 건물의 영역에서의 모바일 디바이스의 위치에 기반하는 허가된 알림; (iv) 건물의 영역에서의 하나 이상의 비-창 시스템으로의 하나 이상의 설정의 통신 허가; (v) 건물의 영역에서의 하나 이상의 배터리 전력 공급 디바이스(예컨대, 모바일 디바이스)의 무선 충전 허가; 및 (vi) 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 설정을 채용한다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 설정은 건물의 영역에서의 창에 대한 색조 레벨을 포함한다.
특정 실시형태에서, 하나 이상의 비-창 시스템은 건물의 영역을 위한 온도 제어 시스템, 건물의 영역을 위한 조명 시스템, 및 건물의 영역을 위한 잠금 시스템으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
창 안테나의 이들 및 다른 특징은 연관된 도면을 참조하여 상세한 설명에서 더 설명될 것이다.
도 1a는 복수의 전기변색 창을 제어 및 구동하기 위한 일례의 시스템의 묘사도,
도 1b는 복수의 전기변색 창을 제어 및 구동하기 위한 다른 일례의 시스템의 묘사도,
도 1c는, 일부 구현에 따라 복수의 IGU를 제어하도록 동작가능한, 일례의 네트워크 시스템(120)의 블록 선도,
도 1d는 EC 창 컨트롤러의 도식적 선도,
도 2a 내지 도 2j는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 단면도,
도 3a 내지 도 3j는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 단면도,
도 4a 및 도 4b는 일부 구현에 따라 실내 및 실외 환경 내외로 신호를 송신 및 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 단면도,
도 5a 및 도 5b는 일부 구현에 따라 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 단면도,
도 6a 및 도 6b는 일부 구현에 따라 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 평면도로서, 예컨대, 벽 또는 정면에 설치된 창을 갖는 방에 서 있는 건물 입주자에 의해 보이는 바와 같이, 창의 관점에서 정면으로부터 취한 평면도,
도 7a 및 도 7b는 일부 구현에 따라 통합 다-구조 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 평면도,
도 8a 내지 도 8c는 시어핀스키(Sierpinski) 프랙탈 창 안테나에 대한 정보 및 예시도,
도 8d 및 도 8e는 일부 구현에 따라 통합 프랙탈-기반 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조의 평면도,
도 9a는 창을 위한 일례의 모노폴 안테나의 단순화된 도면,
도 9b 내지 도 9c는 라이트 및/또는 다른 창 구조 상에 다수의 안테나가 제공되는 실시형태의 예시도,
도 9d는 라이트의 동일한 표면 상에 배치된 패치 안테나와 접지 평면 스트립의 일 예시도,
도 10a 내지 도 10f는 안테나 구조 및 접지 평면에 별개의 접속부를 제공하기 위한 다양한 상호접속 구조의 예시도,
도 11a 내지 도 11h는 안테나 컨트롤러(수신기 및/또는 송신기 로직)가, 일부 경우에서는 창 컨트롤러와 함께, 창 상에 제공되고, 그리고 신호를 전달하여 창 상의 안테나 소자와 통신하도록 배열되는 설계의 예시도,
도 12는 일부 구현에 따라 통합 안테나를 갖는 전기변색 창 구조의 어레이의 일 예시도,
도 13a 및 도 13b는, 각각, 관용적 셀 타워 네트워크 및 안테나 유리를 구비한 건물이 셀 타워로서 역할을 하는 셀룰러 네트워크의 묘사도, 및
도 14a 내지 도 14g는 건물 또는 다른 시설에서의 스위칭가능한 창을 커미셔닝(commission)하도록 창 안테나를 사용하기 위한 특정 실시형태의 태양의 묘사도.
다양한 도면에서 유사한 참조 번호 및 표기는 유사한 요소를 표시한다.
이하의 상세한 설명은 개시된 태양을 설명하려는 목적으로 특정 실시형태 또는 구현으로 지향된다. 그렇지만, 여기에서의 교시는 다수의 다른 방식으로 적용 및 구현될 수 있다. 이하의 상세한 설명에서는, 수반 도면을 참조한다. 개시된 구현이 당업자가 구현을 실시하는 것을 가능하게 하도록 충분히 상세하게 설명되기는 하지만, 이들 예는 한정적인 것이 아니고, 그들 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 다른 구현이 사용될 수 있고 개시된 구현에 변경이 이루어질 수 있다고 이해되는 것이다. 더욱, 개시된 실시형태가 (스마트 창이라고도 지칭되는) 전기변색 창에 초점을 맞추고 있기는 하지만, 여기에서 개시된 개념은, 예컨대, 특히 액정 디바이스 및 부유 입자 디바이스를 포함하는 다른 유형의 스위칭가능한 광학 디바이스에 적용될 수 있다. 예컨대, 전기변색 디바이스보다는 액정 디바이스 및 부유 입자 디바이스가 개시된 구현 중 일부 또는 전부에 편입될 수 있다. 부가적으로, 여기에서 접속사 "또는"은 달리 명시되지 않는 한 적합한 경우 포함적 의미로 의도된다; 예컨대, 구절 "A, B 또는 C"는 "A", "B", "C", "A 및 B", "B 및 C", "A 및 C", 및 "A, B, 및 C"의 가능성을 포함하려는 의도이다.
창 컨트롤러 네트워크
도 1a는 복수의 전기변색 창(102)을 제어 및 구동하기 위한 일례의 시스템(100)의 묘사도이다. 그것은 또한 여기 다른 곳에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 창 안테나의 동작을 제어하기 위해 채용될 수 있다. 시스템(100)은 상업용 사무실 건물 또는 주거용 건물과 같은 건물(104)과의 사용에 적응될 수 있다. 일부 구현에서, 시스템(100)은 현대식 난방, 통풍, 및 공기 조화(HVAC) 시스템(106), 실내 조명 시스템(107), 보안 시스템(108), 및 전력 시스템(109)과 함께 건물(104) 구내 또는 건물(104) 전체에 대한 단일의 총체적 및 효율적 에너지 제어 시스템으로서 기능하도록 설계된다(이하 "설계된다", "적응된다", "구성된다", "프로그래밍된다", "동작가능하다", 및 "할 수 있다"는 적합한 경우 호환가능하게 사용될 수 있다). 시스템(100)의 일부 구현은 건물 관리 시스템(BMS)(110)과의 통합에 특히 적당하다. BMS(110)는 HVAC 시스템, 조명 시스템, 전력 시스템, 엘리베이터, 화재 시스템, 및 보안 시스템과 같은 건물의 기계적 및 전기적 장비를 모니터링 및 제어하기 위해 건물에 설치될 수 있는 컴퓨터-기반 제어 시스템이다. BMS(110)는 입주자에 의해 또는 건물 관리자 또는 다른 관리책임자에 의해 설정된 선호에 따라 건물(104)에서의 조건을 유지하기 위한 하드웨어 및 연관된 펌웨어 또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 소프트웨어는, 예컨대, 인터넷 프로토콜 또는 개방형 표준에 기반할 수 있다.
BMS는 전형적으로는 그것이 건물 내 환경을 제어하도록 기능하는 대형 건물에서 사용될 수 있다. 예컨대, BMS(110)는 건물(104) 내 조명, 온도, 이산화탄소 레벨, 및 습도를 제어할 수 있다. BMS(110)에 의해 제어되는 수많은 기계적 또는 전기적 디바이스가 있을 수 있으며, 예컨대, 난로 또는 다른 히터, 에어컨, 송풍기, 및 통풍구를 포함한다. 건물 환경을 제어하기 위해, BMS(110)는 규칙에 따라 또는 조건에 응답하여 이들 다양한 디바이스를 켜고 끄고 할 수 있다. 그러한 규칙 및 조건은, 예컨대, 건물 관리자 또는 관리책임자에 의해 선택 또는 특정될 수 있다. BMS(110)의 하나의 일차적 기능은 난방 및 냉방 에너지 손실 및 비용을 최소화하면서 건물(104)의 입주자에 편안한 환경을 유지하는 것이다. 일부 구현에서, BMS(110)는, 예컨대, 에너지를 아끼고 건물 운영 비용을 낮추기 위해 다양한 시스템 간 시너지를 모니터링 및 제어할 뿐만 아니라 또한 최적화하도록 구성될 수 있다.
대안으로 또는 부가적으로, 일부 구현은, 예컨대, 열적, 광학적, 또는 다른 센서를 통해 또는, 예컨대, HVAC 또는 실내 조명 시스템으로부터의 입력, 또는 사용자 제어부로부터의 입력을 통해 감지된 피드백에 기반하여 반응적으로 또는 응답적으로 기능하도록 설계된다. 추가적 정보는 2014년 4월 22일자로 공고된 미국 특허 제8,705,162호에서 찾아볼 수 있으며, 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 또한, 일부 구현은 전통적 또는 관용적 HVAC 또는 실내 조명 시스템을 갖는, 상업용 및 주거용 구조물 둘 다를 포함하는, 현존 구조물에서 이용될 수 있다. 일부 구현은 또한 예전 주거용 주택에서의 사용을 위해 개장될 수 있다.
시스템(100)은 복수의 창 컨트롤러(114)를 제어하도록 구성된 네트워크 컨트롤러(112)를 포함한다. 예컨대, 네트워크 컨트롤러(112)는 수십, 수백, 또는 심지어 수천 개의 창 컨트롤러(114)를 제어할 수 있다. 각각의 창 컨트롤러(114)는, 차례로, 하나 이상의 전기변색 창(102)을 제어 및 구동할 수 있다. 일부 구현에서, 네트워크 컨트롤러(112)는 전기변색 창의 최종 색조 상태와 같은 하이 레벨 명령어를 발행하고 그리고 창 컨트롤러는 이들 커맨드를 수신하고 그리고 색조 상태 전이를 적합하게 구동하고 그리고/또는 색조 상태를 유지하도록 전기 자극을 인가함으로써 그들 창을 직접 제어한다. 각각의 창 컨트롤러(114)가 구동할 수 있는 전기변색 창(102)의 수 및 크기는 일반적으로는 각각의 전기변색 창(102)을 제어하는 창 컨트롤러(114) 상의 부하의 전압 및 전류 특성에 의해 제한된다. 일부 구현에서, 각각의 창 컨트롤러(114)가 구동할 수 있는 최대 창 크기는 소망의 시간-프레임 내에 전기변색 창(102)에서의 소망의 광학적 전이를 야기하기 위한 전압, 전류, 또는 전력 요건에 의해 제한된다. 그러한 요건은, 차례로, 창의 표면적의 함수이다. 일부 구현에서, 이러한 관계는 비선형이다. 예컨대, 전압, 전류, 또는 전력 요건은 전기변색 창(102)의 표면적에 따라 비선형으로 증가할 수 있다. 예컨대, 일부 경우에 관계는 적어도 부분적으로는 제1 및 제2 전도성 층(214, 216)(예컨대, 도 2a 참조)의 시트 저항이 제1 또는 제2 전도성 층의 길이 및 폭을 가로지르는 거리에 따라 비선형으로 증가하기 때문에 비선형이다. 그렇지만, 일부 구현에서, 같은 크기 및 형상의 다수의 전기변색 창(102)을 구동하는데 필요한 전압, 전류, 또는 전력 요건 간 관계는 구동되는 전기변색 창(102)의 수에 정비례한다.
도 1b는 복수의 전기변색 창(102)을 제어 및 구동하기 위한 다른 일례의 시스템(100)의 묘사도이다. 도 1b에서 도시된 시스템(100)은 도 1a를 참조하여 도시 및 설명된 시스템(100)과 유사하다. 도 1a의 시스템과는 대조적으로, 도 1b에서 도시된 시스템(100)은 마스터 컨트롤러(111)를 포함한다. 마스터 컨트롤러(111)는 다수의 네트워크 컨트롤러(112)와 함께 기능 및 통신하며, 그 네트워크 컨트롤러(112)의 각각은 도 1a를 참조하여 설명된 바와 같이 복수의 창 컨트롤러(114)를 다룰 수 있다. 일부 구현에서, 마스터 컨트롤러(111)는 (전기변색 창의 최종 색조 상태와 같은) 하이 레벨 명령어를 네트워크 컨트롤러(112)에 발행하고, 그리고 그 후 네트워크 컨트롤러(112)는 그 명령어를 대응하는 창 컨트롤러(114)에 통신한다.
일부 구현에서, 건물 또는 다른 구조물의 다양한 전기변색 창(102) 및/또는 안테나는 구획 또는 구획 그룹으로 그룹화되는 것이 유익하며, 그 각각은 전기변색 창(102)의 서브세트를 포함한다. 예컨대, 각각의 구획은 그들 위치에 기반하여 동일 또는 유사한 광학적 상태로 착색(또는 전이)되어야 하는 건물의 특정 위치 또는 구역에 있는 전기변색 창(102) 세트에 대응할 수 있다. 더 구체적 일례로서, 4개의 면 또는 측면: 북면, 남면, 동면, 및 서면을 갖는 건물을 고려한다. 또한, 건물이 10층을 갖는다고 생각한다. 그러한 교훈적 일례에서, 각각의 구획은 특정 층 상의 그리고 4개의 면 중 특정 면 상의 전기변색 창(102) 세트에 대응할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 각각의 네트워크 컨트롤러(112)는 하나 이상의 구획 또는 구획 그룹을 다룰 수 있다. 예컨대, 마스터 컨트롤러(111)는 특정 구획 또는 구획 그룹에 대한 최종 색조 상태 커맨드를 네트워크 컨트롤러(112) 중 각각의 하나 이상에 발행할 수 있다. 예컨대, 최종 색조 상태 커맨드는 표적 구획의 각각의 추상 식별자를 포함할 수 있다. 최종 색조 상태 커맨드를 수신하는 지정된 네트워크 컨트롤러(112)는, 그 후, 구획(들)에서의 전기변색 창(102)에 인가될 전압 또는 전류 프로파일을 제어하는 각각의 창 컨트롤러(114)의 특정 네트워크 주소에 구획(들)의 추상 식별자를 매핑할 수 있다.
전기변색 창이, 예컨대, 하나 이상의 목적으로 구성된 안테나를 갖는 부가 태양에서, 착색 목적을 위한 창의 구획은 안테나-관련 기능을 위한 구획에 대응할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예컨대, 마스터 및/또는 네트워크 컨트롤러는 착색 목적을 위한 창의 2개의 구별되는 구획, 예컨대, 각각의 층이 고객 선호에 기반하여 다른 착색 알고리즘을 갖는, 건물의 단일 측면 상의 창의 2개의 층을 식별할 수 있다. 동시에, 이들 2개의 착색 구획은 안테나 송신 및/또는 수신 목적을 위한 단일 구획일 수 있거나 또는 "안테나 구획"은, 단일로서든 구획으로서든, 다른 창을 포함할 수 있다. 안테나-EC 유리는 착색가능한 코팅 및 안테나의 구별되는 기능을 제공함으로써 광범위한 각종 기능성을 가능하게 한다. 안테나는 착색가능한 코팅 기능뿐만 아니라 여기에서 더 상세히 설명되는 바와 같은 다른 기능도 제공할 수 있다.
광학적으로 스위칭가능한 창 및 연관된 안테나를 위한 네트워크 시스템의 태양은 2015년 10월 29일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/248,181호에서 더 설명되어 있으며, 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
많은 사례에서, 광학적으로-스위칭가능한 창은 건물 외피의 실질적 부분을 형성 또는 점유할 수 있다. 예컨대, 광학적으로-스위칭가능한 창은 회사 사무실 건물, 다른 상업용 건물, 또는 주거용 건물의 벽, 정면, 및 심지어 지붕의 실질적 부분을 형성할 수 있다. 다양한 구현에서, 분산된 컨트롤러 네트워크는 광학적으로-스위칭가능한 창을 제어하도록 사용될 수 있다. 도 1c는, 일부 구현에 따라 창 안테나를 갖는 복수의 IGU(302)를 제어하도록 동작가능한, 일례의 네트워크 시스템(300)의 블록 선도를 도시한다. 예컨대, IGU(302)의 각각은 도 1을 참조하여 위에서 설명된 IGU(100)와 동일 또는 유사할 수 있다. 네트워크 시스템(300)의 하나의 일차적 기능은 IGU(302) 내 창 안테나의 송신 및/또는 수신 특성 및/또는 ECD(또는 다른 광학적으로-스위칭가능한 디바이스)의 광학적 상태를 제어하는 것이다. 일부 구현에서, 창(302) 중 하나 이상은, 예컨대, 각각의 창이 2개 이상의 독립적으로 제어가능한 ECD 또는 구획을 포함하는 다수-구획형 창일 수 있다. 다양한 구현에서, 네트워크 시스템(300)은 IGU(302)에 제공되는 전력 신호의 전기적 특성을 제어하도록 동작가능하다. 예컨대, 네트워크 시스템(300)은 IGU(302) 내 ECD에 인가되는 전압을 제어하기 위한 (여기에서는 "색조 커맨드"라고도 지칭되는) 착색 명령어를 발생 및 통신할 수 있다.
일부 구현에서, 네트워크 시스템(300)의 다른 기능은 IGU(302)로부터 상태 정보를 취득하는 것이다(이하 "정보"는 "데이터"와 호환가능하게 사용된다). 예컨대, 소정 IGU에 대한 상태 정보는 IGU 내 ECD(들)의 현재 색조 상태의 식별 또는 그에 대한 정보를 포함할 수 있다. 네트워크 시스템(300)은 또한, 안테나가 IGU(302) 상에 또는 내부에 통합되든 또는 건물 상에, 거기에 또는 그 주위에 다양한 다른 위치에 위치하든, 온도 센서, (여기에서는 광 센서라고도 지칭되는) 포토센서, 습도 센서, 공기 흐름 센서, 또는 점유율 센서와 같은 다양한 센서로부터 데이터를 취득하도록 동작가능할 수 있다.
네트워크 시스템(300)은 다양한 능력 또는 기능을 갖는 어느 적합한 수의 분산된 컨트롤러라도 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 다양한 컨트롤러의 기능 및 배열은 계층적으로 정의된다. 예컨대, 네트워크 시스템(300)은 복수의 분산된 창 컨트롤러(WC)(304), 복수의 네트워크 컨트롤러(NC)(306), 및 마스터 컨트롤러(MC)(308)를 포함한다. 일부 구현에서, MC(308)는 수십 또는 수백 개의 NC(306)와 통신 및 제어할 수 있다. 다양한 구현에서, MC(308)는 (이하 "링크(316)"라고 일괄 지칭되는) 하나 이상의 유선 또는 무선 링크(316)를 통하여 NC(306)에 하이 레벨 명령어를 발행한다. 명령어는, 예컨대, 각각의 NC(306)에 의해 제어되는 IGU(302)의 광학적 상태에서의 전이를 야기하기 위한 색조 커맨드를 포함할 수 있다. 각각의 NC(306)는, 차례로, (이하 "링크(314)"라고 일괄 지칭되는) 하나 이상의 유선 또는 무선 링크(314)를 통하여 소정 수의 WC(304)와 통신 및 제어할 수 있다. 예컨대, 각각의 NC(306)는 수십 또는 수백 개의 WC(304)를 제어할 수 있다. 각각의 WC(304)는, 차례로, (이하 "링크(312)"라고 일괄 지칭되는) 하나 이상의 유선 또는 무선 링크(312)를 통하여 하나 이상의 각각의 IGU(302)와 통신, 구동 또는 제어할 수 있다.
MC(308)는 색조 커맨드, 상태 요청 커맨드, 데이터(예컨대, 센서 데이터) 요청 커맨드, 또는 다른 명령어를 포함하는 통신을 발행할 수 있다. 일부 구현에서, MC(308)는 그러한 통신을 주기적으로, (연중 또는 주중 일자에 기반하여 변화될 수 있는) 미리 정한 특정 시각에, 또는 (예컨대, 취득된 센서 데이터에 의해 또는 사용자에 의해 또는 애플리케이션에 의해 개시된 요청 또는 그러한 센서 데이터와 그러한 요청의 조합의 수신에 기반하여 결정되는 바와 같은) 특정 이벤트, 조건, 또는 이벤트와 조건의 조합의 검출에 기반하여 발행할 수 있다. 일부 구현에서, MC(308)가 하나 이상의 IGU(302) 세트에서 색조 상태 변화를 야기하기로 결정할 때, MC(308)는 소망의 색조 상태에 대응하는 색조 값을 발생 또는 선택한다. 일부 구현에서, IGU(302) 세트는 제1 프로토콜 식별자(ID)(예컨대, BACnet ID)와 연관된다. 그 후, MC(308)는 제1 통신 프로토콜(예컨대, BACnet 호환가능한 프로토콜)을 통하여 링크(316)를 통해 제1 프로토콜 ID 및 색조 값을 포함하는 - 여기에서는 "일차적 색조 커맨드"라고 지칭되는 - 통신을 발생 및 송신한다. 일부 구현에서, MC(308)는, 차례로, 전이될 IGU(302) 세트를 제어하는 특정 하나 이상의 WC(304)를 제어하는 특정 NC(306)로의 일차적 색조 커맨드를 다룬다. NC(306)는 제1 프로토콜 ID 및 색조 값을 포함하는 일차적 색조 커맨드를 수신하고 그리고 제1 프로토콜 ID를 하나 이상의 제2 프로토콜 ID에 매핑한다. 일부 구현에서, 제2 프로토콜 ID의 각각은 WC(304) 중 대응하는 하나를 식별시킨다. 후속하여 NC(306)는 제2 통신 프로토콜을 통하여 링크(314)를 통해 식별된 WC(304)의 각각에 색조 값을 포함하는 이차적 색조 커맨드를 송신한다. 일부 구현에서, 이차적 색조 커맨드를 수신하는 WC(304)의 각각은, 그 후, 그 각각 접속된 IGU(302)를 색조 값과 일관된 색조 상태로 구동하기 위해 색조 값에 기반하여 내부 메모리로부터 전압 또는 전류 프로파일을 선택한다. 그 후, WC(304)의 각각은 전압 또는 전류 프로파일을 인가하기 위해 전압 또는 전류 신호를 발생시키고 링크(312)를 통하여 그 각각 접속된 IGU(302)에 제공한다.
일부 구현에서, 다양한 IGU(302)는 EC 창 구획으로 그룹화되는 것이 유익할 수 있으며, 그 구획의 각각은 IGU(302)의 서브세트를 포함한다. 일부 구현에서, 각각의 IGU(302) 구획은 하나 이상의 각각의 NC(306) 및 이들 NC(306)에 의해 제어되는 하나 이상의 각각의 WC(304)에 의해 제어된다. 더 특정적 일부 구현에서, 각각의 구획은 단일 NC(306) 및 단일 NC(306)에 의해 제어되는 2개 이상의 WC(304)에 의해 제어될 수 있다. 다른 식으로 말하면, 구획은 IGU(302)의 논리적 그룹을 표현할 수 있다. 예컨대, 각각의 구획은 그들 위치에 기반하여 함께 구동되는 건물의 특정 위치 또는 구역에 있는 IGU(302) 세트에 대응할 수 있다. 더 구체적 일례로서, 4개의 면 또는 측면: 북면, 남면, 동면, 및 서면을 갖는 건물을 고려한다. 또한, 건물이 10층을 갖는다고 생각한다. 그러한 교훈적 일례에서, 각각의 구획은 특정 층 상의 그리고 4개의 면 중 특정 면 상의 전기변색 창(100) 세트에 대응할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 각각의 구획은 하나 이상의 물리적 특성(예컨대, 크기 또는 연령과 같은 디바이스 파라미터)을 공유하는 IGU(302) 세트에 대응할 수 있다. 다른 일부 구현에서, IGU(302) 구획은, 예컨대, 보안 지정 또는 비즈니스 계층과 같은 하나 이상의 비-물리적 특성에 기반하여 그룹화될 수 있다(예컨대, 관리자의 사무실의 경계를 이루는 IGU(302)가 하나 이상의 구획으로 그룹화될 수 있는 한편 비-관리자의 사무실의 경계를 이루는 IGU(302)가 하나 이상의 다른 구획으로 그룹화될 수 있다).
그러한 일부 구현에서, 각각의 NC(306)는 하나 이상의 각각의 구획의 각각에서의 IGU(302) 전부를 다룰 수 있다. 예컨대, MC(308)는 표적 구획을 제어하는 NC(306)에 일차적 색조 커맨드를 발행할 수 있다. 일차적 색조 커맨드는 (이하 "구획 ID"라고도 지칭되는) 표적 구획의 추상 식별자를 포함할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 구획 ID는 위의 예에서 방금 설명된 것과 같은 제1 프로토콜 ID일 수 있다. 그러한 경우에, NC(306)는 색조 값 및 구획 ID를 포함하는 일차적 색조 커맨드를 수신하고 그리고 구획 ID를 구획 내 WC(304)와 연관된 제2 프로토콜 ID에 매핑한다. 다른 일부 구현에서, 구획 ID는 제1 프로토콜 ID보다 하이 레벨 추상화일 수 있다. 그러한 경우에, NC(306)는 우선 구획 ID를 하나 이상의 제1 프로토콜 ID에 매핑하고, 그리고 후속하여 제1 프로토콜 ID를 제2 프로토콜 ID에 매핑할 수 있다. 여기에서 제시된 네트워크 예는 광학적으로 착색가능한 창을 제어하기 위한 색조 커맨드와 관련 있기는 하지만, 그 예는 IGU와 연관된 창 안테나에서의 안테나 동작을 제어하기 위한 커맨드와도 관련 있다고 이해되어야 한다.
네트워크와 사용자 또는 제3자 상호작용
일부 구현에서, MC(308)는 하나 이상의 유선 또는 무선 링크(318)(이하 "링크(318)")를 통하여 (이하 "외부-대면 네트워크(310)"라고 일괄 지칭되는) 하나 이상의 외부-대면 네트워크(310)에 결합된다. 그러한 일부 구현에서, MC(308)는 취득된 상태 정보 또는 센서 데이터를 외부-대면 네트워크(310)가 액세스가능한 또는 거기에서의 원격 컴퓨터, 모바일 디바이스, 서버, 데이터베이스에 통신할 수 있다. 일부 구현에서, 그러한 원격 디바이스 내에서 실행되는, 제3자 애플리케이션 또는 클라우드-기반 애플리케이션을 포함하는, 다양한 애플리케이션은 MC(308)에 데이터를 제공하거나 그로부터 데이터에 액세스할 수 있다. 일부 구현에서, 권한 있는 사용자 또는 애플리케이션은 다양한 IGU(302)의 색조 상태를 수정하라는 요청을 MC(308)에 네트워크(310)를 통하여 통신할 수 있다. 일부 구현에서, MC(308)는 색조 또는 안테나 제어 커맨드를 발행하기 이전에 (예컨대, 전력 고려사항에 기반하여 또는 사용자가 적합한 수권을 갖고 있는지에 기반하여) 요청을 승인할지 우선 결정할 수 있다. 그 후, MC(308)는 색조 값을 계산, 결정, 선택 또는 발생시키고 그리고 연관된 IGU(302)에서의 색조 상태 전이를 야기하도록 일차적 색조 또는 다른 커맨드에서 색조 값을 송신할 수 있다.
예컨대, 사용자는 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 모바일 디바이스(예컨대, 스마트폰)와 같은 컴퓨팅 디바이스로부터 그러한 요청을 제출할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 사용자의 컴퓨팅 디바이스는 MC(308)와, 그리고 일부 사례에서는 MC(308) 내에서 실행되는 마스터 컨트롤러 애플리케이션과 통신할 수 있는 클라이언트-측 애플리케이션을 실행할 수 있다. 다른 일부 구현에서, 클라이언트-측 애플리케이션은 후에 소망의 색조 상태 수정을 달성하기 위해 마스터 컨트롤러 애플리케이션과 통신하는, MC(308)와 동일하거나 다른 물리적 디바이스 또는 시스템에 있는, 별개의 애플리케이션과 통신할 수 있다. 일부 구현에서, 마스터 컨트롤러 애플리케이션 또는 다른 별개의 애플리케이션은 사용자를 인증하여 사용자에 의해 제출된 요청에 권한을 부여하도록 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 사용자는 착색되거나 또는 그들의 안테나가 특정 방식으로(예컨대, 와이-파이 서비스를 활성화하도록) 제어되게 할 IGU(302)를 선택하고, 그리고, 클라이언트-측 애플리케이션을 통하여 방 번호를 입력함으로써, 그 선택을 MC(308)에 알려줄 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 일부 구현에서, 사용자의 모바일 디바이스 또는 다른 컴퓨팅 디바이스는 다양한 WC(304)와 무선으로 통신할 수 있다. 예컨대, 사용자의 모바일 디바이스 내에서 실행되는 클라이언트-측 애플리케이션은 WC(304)에 접속된 각각의 IGU(302)의 색조 또는 다른 상태를 제어하기 위해 색조 상태 제어 신호를 포함하는 무선 통신을 WC(304)에 송신할 수 있다. 예컨대, 사용자는 사용자에 의해 점유된(또는 장래 시간에 사용자 또는 타인에 의해 점유될) 방에 붙어 있는 IGU(302)의 색조 또는 다른 상태를 유지 또는 수정하도록 클라이언트-측 애플리케이션을 사용할 수 있다. 그러한 무선 통신은 (도 6의 WC(600)를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명되는) 다양한 무선 네트워크 토폴로지 및 프로토콜을 사용하여 발생, 포맷팅 또는 송신될 수 있다.
그러한 일부 구현에서, 사용자의 모바일 디바이스(또는 다른 컴퓨팅 디바이스)로부터 각각의 WC(304)에 보내진 제어 신호는 각각의 NC(306)로부터 WC(304)에 의해 이전에 수신된 색조 또는 다른 값보다 우선할 수 있다. 환언하면, WC(304)는 색조 값에 기반하여보다는 사용자의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제어 신호에 기반하여 IGU(302)에 인가된 전압을 제공할 수 있다. 예컨대, WC(304)에 저장되고 그에 의해 실행되는 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 권한 있는 사용자의 컴퓨팅 디바이스로부터의 하나 이상의 제어 신호가 NC(306)로부터 수신된 색조 값보다 우선한다고 지시할 수 있다. 높은 수요의 경우에서와 같은 다른 일부 사례에서는, 사용자의 컴퓨팅 디바이스로부터 WC(304)에 의해 수신된 어느 제어 신호보다도 NC(306)로부터의 색조 값과 같은 제어 신호가 우선할 수 있다. 다른 일부 사례에서, 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 단지 특정 사용자 또는 사용자 그룹 또는 부류로부터의 색조 우선만이 그러한 사용자에 승인된 허가는 물론, 일부 사례에서는, IGU(302)의 위치 또는 시각을 포함하는 다른 인자에도 기반하여 우선할 수 있다고 지시할 수 있다.
일부 구현에서, 권한 있는 사용자의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제어 신호의 수신에 기반하여, MC(308)는, 일부 사례에서는 또한 전력 고려사항을 염두에 두면서, 전형적 사용자에 바람직한 조명 조건을 제공하는 색조 값을 계산, 결정, 선택 또는 발생시키도록 기지의 파라미터의 조합에 대한 정보를 사용할 수 있다. 다른 일부 구현에서, MC(308)는 컴퓨팅 디바이스를 통하여 색조 또는 다른 상태 변화를 요청한 특정 사용자에 대한 또는 그에 의해 정의된 미리 설정된 선호에 기반하여 색조 또는 다른 값을 결정할 수 있다. 예컨대, 사용자는 색조 또는 다른 상태 변화를 요청하기 위해 패스워드를 입력하거나 또는 로그인하거나 또는 수권을 획득하도록 요구될 수 있다. 그러한 사례에서, MC(308)는 패스워드, 보안 토큰, 또는 특정 모바일 디바이스 또는 다른 컴퓨팅 디바이스의 식별자에 기반하여 사용자의 신원을 결정할 수 있다. 사용자의 신원을 결정한 후에, MC(308)는 그 후 사용자에 대한 미리 설정된 선호를 검색하고, 그리고 미리 설정된 선호를 단독으로 또는 (다양한 센서로부터의 정보 또는 전력 고려사항과 같은) 다른 파라미터와 조합하여 사용하여 각각의 IGU(302)를 착색 또는 제어하는데 사용하기 위한 색조 값을 발생 및 송신할 수 있다.
벽 디바이스
일부 구현에서, 네트워크 시스템(300)은 또한 벽 스위치, 조광기, 또는 다른 색조-상태-제어 디바이스를 포함할 수 있다. 그러한 디바이스가 벽-장착 구현으로 한정될 필요는 없지만, 그러한 디바이스는 또한 이하 "벽 디바이스"라고 일괄 지칭된다(예컨대, 그러한 디바이스는 또한 천장 또는 바닥 상에 위치하거나, 또는 책상 또는 회의 탁자 상에 또는 내부에 통합될 수 있다). 예컨대, 건물의 사무실, 회의실 또는 다른 방 중 일부 또는 전부는 붙어 있는 IGU(302)의 색조 상태를 제어하는데 사용하기 위한 그러한 벽 디바이스를 포함할 수 있다. 예컨대, 특정 방에 붙어 있는 IGU(302)는 구획으로 그룹화될 수 있다. 벽 디바이스의 각각은 방에 붙어 있는 IGU(302)의 색조 상태 또는 다른 기능 또는 파라미터를 제어하도록 최종 사용자(예컨대, 각각의 방의 입주자)에 의해 조작될 수 있다. 예컨대, 특정 시각에, 붙어 있는 IGU(302)는 바깥으로부터 방으로 들어오는 광 에너지의 양을 감축하도록(예컨대, AC 냉방 요건을 감축하도록) 어두운 상태로 착색될 수 있다. 이제 사용자가 방을 사용하기를 바란다고 가정한다. 다양한 구현에서, 사용자는 어두운 상태로부터 더 밝은 색조 상태로 색조 상태 전이를 야기하기 위해 제어 신호를 통신하도록 벽 디바이스를 조작할 수 있다.
일부 구현에서, 각각의 벽 디바이스는 사용자가 특정 색조 상태를 선택하거나 또는 방에 붙어 있는 IGU(302)의 현재 착색 레벨을 증가 또는 감소시키는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 스위치, 버튼, 조광기, 다이얼 또는 다른 물리적 사용자 인터페이스 제어부를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 벽 디바이스는 사용자가 (예컨대, 가상 버튼을 선택하거나, 드롭다운 메뉴로부터 선택함으로써, 또는 색조 레벨 또는 착색 백분율을 입력함으로써) 특정 색조 상태를 선택하거나 또는 (예컨대, "어두워짐" 가상 버튼, "밝아짐" 가상 버튼을 선택함으로써, 또는 가상 다이얼을 돌리거나 또는 가상 바를 슬라이딩시킴으로써) 색조 상태를 수정하는 것을 가능하게 하는 터치스크린 인터페이스를 갖는 디스플레이를 포함할 수 있다. 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는 사용자가 스마트폰, 멀티미디어 디바이스, 태블릿 컴퓨터 또는 다른 휴대용 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재 Apple, Inc.에 의해 생산된 아이폰, 아이팟 또는 아이패드)와 같은 휴대용 디바이스를 물리 및 통신 도킹하는 것을 가능하게 하는 도킹 인터페이스를 포함할 수 있다. 그러한 구현에서, 사용자는, 후에 도킹 인터페이스를 통해 벽 디바이스를 통하여 수신되고 후속하여 MC(308), NC(306) 또는 WC(304)에 통신되는, 휴대용 디바이스로의 입력을 통하여 착색 레벨을 제어할 수 있다. 그러한 구현에서, 휴대용 디바이스는 벽 디바이스에 의해 제시된 API와 통신하기 위한 애플리케이션을 포함할 수 있다.
예컨대, 벽 디바이스는 색조 상태 변화 요청을 MC(308)에 송신할 수 있다. 일부 구현에서, MC(308)는 (예컨대, 전력 고려사항에 기반하여 또는 사용자가 적합한 수권/허가를 갖고 있는지에 기반하여) 요청을 승인할지 우선 결정할 수 있다. 그 후, MC(308)는 색조 값을 계산, 결정, 선택 또는 발생시키고 그리고 붙어 있는 IGU(302)에서의 색조 상태 전이를 야기하도록 일차적 색조 커맨드에서 색조 값을 송신할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 각각의 벽 디바이스는 하나 이상의 유선 링크를 통하여 (예컨대, CAN 또는 이더넷 준수 라인과 같은 통신 라인을 통하여 또는 전력선 통신 기술을 사용하는 전력선을 통하여) MC(308)와 접속될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 각각의 벽 디바이스는 하나 이상의 무선 링크를 통하여 MC(308)와 접속될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는, 후에 링크(318)를 통하여 MC(308)와 통신하는, 고객-대면 네트워크와 같은 외부-대면 네트워크(310)와 (하나 이상의 유선 또는 무선 접속부를 통하여) 접속될 수 있다. 벽 디바이스는, 단독으로 또는 안테나-구성된 전기변색 창과, 셀룰러 신호 리피터로서 역할을 할 수 있다.
일부 구현에서, MC(308)는 벽 디바이스를 IGU(302)와 연관시키는 이전에 프로그래밍된 또는 발견된 정보에 기반하여 벽 디바이스와 연관된 IGU(302)를 식별할 수 있다. 일부 구현에서, MC(308)에 저장되고 그에 의해 실행되는 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 벽 디바이스로부터의 하나 이상의 제어 신호가 MC(308)에 의해 이전에 발생된 색조 값보다 우선한다고 지시할 수 있다. 높은 수요(예컨대, 높은 전력 수요)의 시간에서와 같은 다른 일부 사례에서, MC(308)에 저장되고 그에 의해 실행되는 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 MC(308)에 의해 이전에 발생된 색조 값이 벽 디바이스로부터 수신된 어느 제어 신호보다도 우선한다고 지시할 수 있다.
다른 일부 구현 또는 사례에서, 벽 디바이스로부터 색조-상태-변화 요청 또는 제어 신호의 수신에 기반하여, MC(308)는, 일부 사례에서는 또한 전력 고려사항을 염두에 두면서, 전형적 사용자에 바람직한 조명 조건을 제공하는 색조 값을 발생시키도록 기지의 파라미터의 조합에 대한 정보를 사용할 수 있다. 다른 일부 구현에서, MC(308)는 벽 디바이스를 통하여 색조 상태 변화를 요청한 특정 사용자에 대한 또는 그에 의해 정의된 미리 설정된 선호에 기반하여 색조 값을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 사용자는 벽 디바이스로의 액세스를 얻기 위해 벽 디바이스에 패스워드를 입력하거나 또는 아이버튼 또는 다른 1-와이어 디바이스와 같은 보안 토큰 또는 보안 포브를 사용하도록 요구될 수 있다. 그러한 사례에서, MC(308)는, 패스워드, 보안 토큰 또는 보안 포브에 기반하여, 사용자의 신원을 결정하고, 사용자에 대한 미리 설정된 선호를 검색하고, 그리고 미리 설정된 선호를 단독으로 또는 (다양한 센서로부터의 정보 또는 전력 고려사항과 같은) 다른 파라미터와 조합하여 사용하여 각각의 IGU(302)에 대한 색조 값을 계산, 결정, 선택 또는 발생시킬 수 있다.
다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는 후에 요청 또는 요청에 기반하는 통신을 MC(308)에 통신하는 적합한 NC(306)에 색조 상태 변화 요청을 송신할 수 있다. 예컨대, 각각의 벽 디바이스는 MC(308)에 대해 방금 설명된 것들과 같은 하나 이상의 유선 링크를 통하여 또는 (아래에서 설명되는 것들과 같은) 무선 링크를 통하여 대응하는 NC(306)와 접속될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는 MC(308)로부터 이전에 수신된 일차적 색조 커맨드보다 우선할지 또는 NC(306)에 의해 이전에 발생된 일차적 또는 이차적 색조 커맨드보다 우선할지 자체 결정하는 적합한 NC(306)에 요청을 송신할 수 있다(아래에서 설명되는 바와 같이, 일부 구현에서 NC(306)는 MC(308)로부터 색조 커맨드를 우선 수신함이 없이 색조 커맨드를 발생시킬 수 있다). 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는 붙어 있는 IGU(302)를 제어하는 WC(304)에 직접 요청 또는 제어 신호를 통신할 수 있다. 예컨대, 각각의 벽 디바이스는 MC(308)에 대해 방금 설명된 것들과 같은 하나 이상의 유선 링크를 통하여 또는 (도 6의 WC(600)를 참조하여 아래에서 설명되는 것들과 같은) 무선 링크를 통하여 대응하는 WC(304)와 접속될 수 있다.
특정 일부 구현에서, 벽 디바이스로부터의 제어 신호가 NC(306)에 의해 이전에 발생된 색조 값보다 우선해야 하는지 결정하는 것은 NC(306)이다. 위에서 설명된 바와 같이, 일부 구현에서, 벽 디바이스는 NC(306)와 직접 통신할 수 있다. 그렇지만, 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스는 후에 요청을 NC(306)에 통신하는 WC(304)에 직접 또는 MC(308)에 직접 요청을 통신할 수 있다. 또 다른 구현에서, 벽 디바이스는, 후에 MC(308)에 의해 간접적으로든 직접적으로든 NC(306)에 요청(또는 그로부터 기반하는 요청)을 넘겨주는, (건물의 운영자 또는 소유자에 의해 관리되는 네트워크와 같은) 고객-대면 네트워크에 요청을 통신할 수 있다. 일부 구현에서, NC(306)에 저장되고 그에 의해 실행되는 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 벽 디바이스로부터의 하나 이상의 제어 신호가 NC(306)에 의해 이전에 발생된 색조 값보다 우선한다고 지시할 수 있다. 높은 수요(예컨대, 높은 전력 수요)의 시간에서와 같은 다른 일부 사례에서, NC(306)에 저장되고 그에 의해 실행되는 제어 알고리즘 또는 규칙 세트는 NC(306)에 의해 이전에 발생된 색조 값이 벽 디바이스로부터 수신된 어느 제어 신호보다도 우선한다고 지시할 수 있다.
MC(308)를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 다른 일부 구현에서, 벽 디바이스로부터 색조-상태-변화 요청 또는 제어 신호의 수신에 기반하여, NC(306)는, 일부 사례에서는 또한 전력 고려사항을 염두에 두면서, 전형적 사용자에 바람직한 조명 조건을 제공하는 색조 값을 발생시키도록 기지의 파라미터의 조합에 대한 정보를 사용할 수 있다. 다른 일부 구현에서, NC(306)는 벽 디바이스를 통하여 색조 상태 변화를 요청한 특정 사용자에 대한 또는 그에 의해 정의된 미리 설정된 선호에 기반하여 색조 값을 발생시킬 수 있다. MC(308)를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 사용자는 벽 디바이스로의 액세스를 얻기 위해 벽 디바이스에 패스워드를 입력하거나 또는 아이버튼 또는 다른 1-와이어 디바이스와 같은 보안 토큰 또는 보안 포브를 사용하도록 요구될 수 있다. 그러한 사례에서, NC(306)는, 패스워드, 보안 토큰 또는 보안 포브에 기반하여, 사용자의 신원을 결정하고, 사용자에 대한 미리 설정된 선호를 검색하고, 그리고 미리 설정된 선호를 단독으로 또는 (다양한 센서로부터의 정보 또는 전력 고려사항과 같은) 다른 파라미터와 조합하여 사용하여 각각의 IGU(302)에 대한 색조 값을 계산, 결정, 선택 또는 발생시키도록 MC(308)와 통신할 수 있다.
일부 구현에서, MC(308)는 외부 데이터베이스(또는 "데이터 스토어" 또는 "데이터 웨어하우스")(320)에 결합된다. 일부 구현에서, 데이터베이스(320)는 유선 하드웨어 링크(322)를 통하여 MC(308)와 결합된 로컬 데이터베이스일 수 있다. 다른 일부 구현에서, 데이터베이스(320)는 외부-대면 네트워크(310)를 통하여 또는 내부 사설 네트워크를 통하여 MC(308)가 액세스가능한 클라우드-기반 데이터베이스 또는 원격 데이터베이스일 수 있다. 일부 구현에서, 다른 컴퓨팅 디바이스, 시스템 또는 서버 또한, 예컨대, 외부-대면 네트워크(310)를 통하여 데이터베이스(320)에 저장된 데이터를 판독하도록 액세스를 가질 수 있다. 부가적으로, 일부 구현에서, 하나 이상의 제어 애플리케이션 또는 제3자 애플리케이션 또한 외부-대면 네트워크(310)를 통하여 데이터베이스에 저장된 데이터를 판독하도록 액세스를 가질 수 있다. 일부 경우에, MC(308)는 MC(308)에 의해 발행된 색조 값을 포함하는 모든 색조 커맨드의 레코드를 데이터베이스(320)에 저장한다. MC(308)는 또한 상태 및 센서 데이터를 수집하고 그것을 데이터베이스(320)에 저장할 수 있다. 그러한 사례에서, WC(304)는 IGU(302)로부터 센서 데이터 및 상태 데이터를 수집하고 그리고 센서 데이터 및 상태 데이터를 링크(316)를 통한 MC(308)로의 통신을 위해 링크(314)를 통하여 각각의 NC(306)에 통신할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, NC(306) 또는 MC(308) 자체는 또한 건물 내 광, 온도 또는 점유율 센서는 물론 또한 건물 상에, 주위에 또는 외부에 (예컨대, 건물의 지붕 상에) 위치결정된 광 또는 온도 센서와 같은 다양한 센서에 접속될 수 있다. 일부 구현에서, NC(306) 또는 WC(304)는 또한 상태 또는 센서 데이터를 저장을 위해 데이터베이스(320)에 직접 송신할 수 있다.
다른 시스템 또는 서비스와의 통합
일부 구현에서, 네트워크 시스템(300)은 또한 현대식 난방, 통풍, 및 공기 조화(HVAC) 시스템, 실내 조명 시스템, 보안 시스템 또는 전력 시스템과 함께 건물 구내 또는 건물 전체에 대한 통합된 효율적 에너지 제어 시스템으로서 기능하도록 설계될 수 있다. 네트워크 시스템(300)의 일부 구현은 건물 관리 시스템(BMS)(324)과의 통합에 적당하다. BMS는 대체로 (난로 또는 다른 히터, 에어컨, 송풍기, 및 통풍구를 포함하는) HVAC 시스템, 조명 시스템, 전력 시스템, 엘리베이터, 화재 시스템, 및 보안 시스템과 같은 건물의 기계적 및 전기적 장비를 모니터링 및 제어하기 위해 건물에 설치될 수 있는 컴퓨터-기반 제어 시스템이다. BMS는 입주자에 의해 또는 건물 관리자 또는 다른 관리책임자에 의해 설정된 선호에 따라 건물에서의 조건을 유지하기 위한 하드웨어 및 연관된 펌웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 소프트웨어는, 예컨대, 인터넷 프로토콜 또는 개방형 표준에 기반할 수 있다. BMS는 전형적으로는 그것이 건물 내 환경을 제어하도록 기능하는 대형 건물에서 사용될 수 있다. 예컨대, BMS는 건물 내 조명, 온도, 이산화탄소 레벨, 및 습도를 제어할 수 있다. 건물 환경을 제어하기 위해, BMS는 규칙에 따라 또는 조건에 응답하여 다양한 기계적 및 전기적 디바이스를 켜고 끄고 할 수 있다. 그러한 규칙 및 조건은, 예컨대, 건물 관리자 또는 관리책임자에 의해 선택 또는 특정될 수 있다. BMS의 하나의 기능은 난방 및 냉방 에너지 손실 및 비용을 최소화하면서 건물의 입주자에 편안한 환경을 유지하는 것일 수 있다. 일부 구현에서, BMS는, 예컨대, 에너지를 아끼고 건물 운영 비용을 낮추기 위해 다양한 시스템 간 시너지를 모니터링 및 제어할 뿐만 아니라 또한 최적화하도록 구성될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 네트워크 시스템(300)의 일부 구현은 스마트 서모스탯 서비스, 경보 서비스(예컨대, 화재 검출), 보안 서비스 또는 다른 기기 자동화 서비스와의 통합에 적당하다. 가정 자동화 서비스의 일례는 캘리포니아주 팔로 알토 소재 네스트 랩스에 의해 이루어진 NEST®이다(NEST®은 캘리포니아주 마운틴 뷰 소재 Google, Inc.의 등록 상표이다). 여기에서 사용될 때, BMS에 대한 참조는 일부 구현에서는 또한 그러한 다른 자동화 서비스로 대체되거나 망라할 수 있다.
일부 구현에서, BMS(324)와 같은 별개의 자동화 서비스와 MC(308)는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통하여 통신할 수 있다. 예컨대, API는 MC(308) 내 마스터 컨트롤러 애플리케이션(또는 플랫폼)과 함께, 또는 BMS(324) 내 건물 관리 애플리케이션(또는 플랫폼)과 함께 실행될 수 있다. MC(308)와 BMS(324)는 하나 이상의 유선 링크(326)를 통하여 또는 외부-대면 네트워크(310)를 통하여 통신할 수 있다. 일부 사례에서, BMS(324)는 후에 일차적 색조 커맨드를 발생시켜 적합한 NC(306)에 송신하는 MC(308)에 IGU(302)를 제어하기 위한 명령어를 통신할 수 있다. 일부 구현에서, NC(306) 또는 WC(304)는 또한 (유선/하드웨어 링크를 통해서든 무선으로 무선 데이터 링크를 통해서든) BMS(324)와 직접 통신할 수 있다. 일부 구현에서, BMS(324)는 또한 MC(308), NC(306) 및 WC(304) 중 하나 이상에 의해 수집된 센서 데이터, 상태 데이터 및 연관된 타임스탬프 데이터와 같은 데이터를 수신할 수 있다. 예컨대, MC(308)는 네트워크(310)를 통하여 그러한 데이터를 출판할 수 있다. 그러한 데이터가 데이터베이스(320)에 저장되는 다른 일부 구현에서, BMS(324)는 데이터베이스(320)에 저장된 데이터 중 일부 또는 전부로의 액세스를 가질 수 있다.
창 컨트롤러
창을 제어하도록 사용된 컨트롤러는 View, Inc.의 다양한 특허 및 출원에서 설명되어 있다. 그러한 출원의 예는 2015년 10월 29일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/248,181호, 2014년 11월 24일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/085,179호, 2012년 4월 17일자로 출원된 미국 특허출원 제13/449,248호, 및 2012년 4월 17일자로 출원된 미국 특허출원 제13/449,251호를 포함하며, 그 각각은 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
도 1d는 안테나를 제어(예컨대, 안테나 내외로 전자기 방사 신호를 수신 및/또는 송신)하기 위한 로직 및 다른 특징부를 포함할 수 있는 일례의 창 컨트롤러(199)를 묘사한다. 컨트롤러(199)는 저전압을 (1) IGU의 EC 라이트의 EC 디바이스 및/또는 (2) 창 안테나의 전력 요건으로 변환하도록 구성된 전력 컨버터를 포함한다. 이러한 전력은 전형적으로는 구동기 회로(전력 구동기)를 통하여 EC 디바이스에 공급된다. 일 실시형태에서, 컨트롤러(199)는 하나가 고장나는 경우에 백업이 있고 컨트롤러가 교체 또는 수리될 필요가 없도록 여분의 전력 구동기를 갖는다. 창 안테나용 전력 구동기를 포함할 수 있는 트랜시버 로직이 컨트롤러(199)에 포함될 수 있다. 명시적으로 도시되지는 않지만, 묘사된 전력 구동기 중 하나는 지정된 신호를 송신하기 위해 창 안테나 전극을 구동하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(199)는 또한 (도 1d에서는 "마스터 컨트롤러"로서 묘사된) 원격 컨트롤러 내외로 커맨드를 송신 및 수신하기 위한 (도 1d에서는 "통신"으로 라벨이 붙은) 통신 회로를 포함한다. 통신 회로는 또한 로컬 로직 디바이스(예컨대, 마이크로컨트롤러) 내외로 입력을 송신 및 수신하는 역할을 한다. 일 실시형태에서, 전력선은 또한, 예컨대, 이더넷과 같은 프로토콜을 통하여 통신을 송신 및 수신하도록 사용된다. 마이크로컨트롤러는, 예컨대, 하나 이상의 센서 및/또는 사용자로부터 수신된 입력에 기반하여 적어도 하나의 EC 라이트를 제어하기 위한 로직을 포함한다. 이러한 예에서, 센서 1-3은, 예컨대, 창틀에 또는 창틀에 근접하여 컨트롤러(199) 외부에 있다. 대안으로, 센서는, 존재하는 경우, 원격에, 예컨대, 건물의 지붕 상에 위치한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 적어도 하나 이상의 내부 센서를 갖는다. 예컨대, 컨트롤러(199)는 또한 또는 대안으로 "온보드" 센서 4 및 5를 가질 수 있다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는, 예컨대, EC 디바이스를 통해 하나 이상의 전기 펄스를 보내고 피드백을 분석하는 것으로부터 획득된 전류-전압(I/V) 데이터를 사용함으로써, EC 디바이스를 센서로서 사용한다. 감지 능력의 이러한 유형은 발명자로서 Brown 등의 이름으로의 발명의 명칭 "Multipurpose Controller for Multistate Windows"의 미국 특허출원 일련번호 제13/049,756호에 설명되어 있으며, 다목적으로 참조에 의해 여기에 편입된다. 창 조립체는 또한 PV 셀을 포함할 수 있고, 그리고 컨트롤러는 전력을 발생시키기 위해서뿐만 아니라 포토센서로서도 PV 셀을 사용할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 또한 창 안테나 기능을 제어하기 위한 로직을 가질 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러는 하나 이상의 제어 기능을 수행하기 위해 적합한 로직을 포함하고, 프로그래밍되고 그리고/또는 하드 코딩된 칩, 카드 또는 보드를 포함한다. 컨트롤러(199)의 전력 및 통신 기능은 단일 칩, 예컨대, 프로그래밍가능한 로직 디바이스(PLD) 칩, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 유사한 디바이스에 조합될 수 있다. 그러한 집적 회로는 로직, 제어 및 전력 기능을 단일의 프로그래밍가능한 칩에 조합할 수 있다. EC 창(또는 IGU)이 2개의 EC 판유리를 갖는 일 실시형태에서, 로직은 2개의 EC 판유리의 각각을 독립적으로 제어하도록 구성된다. 로직은 또한 IGU 상에 배치된 하나 이상의 안테나의 송신 및/또는 수신을 제어할 수 있다. 일 실시형태에서, 2개의 EC 판유리, 및 선택사항인 창 안테나(들)의 각각의 기능은 시너지 방식으로, 즉, 각각의 디바이스가 다른 하나를 보완하기 위해 제어되도록 제어된다. 예컨대, 광 송신, 단열 효과, 안테나 신호 송신, 및/또는 다른 속성의 소망 레벨은 개개의 디바이스 및/또는 안테나(들)의 각각에 대한 상태의 조합을 통하여 제어된다. 예컨대, 하나의 EC 디바이스는 발색된 상태를 가질 수 있는 한편, 다른 하나는, 예컨대, 디바이스의 투명 전극을 통하여 저항성 가열에 사용된다. 다른 일례에서, 2개의 EC 디바이스의 발색된 상태는 조합된 투과율이 소망의 결과가 되도록 제어된다.
컨트롤러(199)는 또한 제어 및 전력공급 기능과 같은 무선 능력을 가질 수 있다. 예컨대, RF 및/또는 IR과 같은 무선 제어는 물론 블루투스, 와이파이, 지그비, 엔오션 등과 같은 무선 통신도 명령어를 마이크로컨트롤러에 보내고 마이크로컨트롤러가 데이터를, 예컨대, 다른 창 컨트롤러 및/또는 건물 관리 시스템(BMS)에 내보내는데 사용될 수 있다. 창 안테나는 제어 통신 및/또는 전력을 송신 및/또는 수신하도록 채용될 수 있다. 다양한 무선 프로토콜이 적합한 대로 사용될 수 있다. 최적 무선 프로토콜은 창이 전력을 수신하도록 어떻게 구성되는지에 종속할 수 있다. 예를 들면, 창이 비교적 적은 전력을 생산하는 수단을 통해 자체-전력공급되면, 비교적 적은 전력을 사용하는 통신 프로토콜이 사용될 수 있다. 유사하게, 창이, 예컨대, 24V 전력으로 영구적으로 배선되면, 전력을 아끼는 것에 대한 걱정이 적고, 그리고 비교적 많은 전력을 필요로 하는 무선 프로토콜이 사용될 수 있다. 지그비는 비교적 많은 전력을 사용하는 프로토콜의 일례이다. 와이파이 및 블루투스 로우 에너지는 비교적 적은 전력을 사용하는 프로토콜의 예이다. 비교적 적은 전력을 사용하는 프로토콜은 또한 창이 간헐적으로 전력을 공급받는 경우에 유익할 수 있다.
무선 통신은 EC 창 및 선택사항으로서 창 안테나(들)를 프로그래밍 및/또는 동작시키고, 센서로부터 EC 창으로부터의 데이터를 수집하는 것은 물론 또한 무선 통신을 위한 중계 지점으로서 EC 창을 사용하는 것 중 적어도 하나를 위해 창 컨트롤러에서 사용될 수 있다. EC 창으로부터 수집된 데이터는 또한 EC 디바이스가 활성화(사이클링)되었던 횟수와 같은 계수 데이터, 시간의 흐름에 따른 EC 디바이스의 효율 등을 포함할 수 있다. 이들 무선 통신 특징부의 각각은, 앞서 위에서의 참조에 의한, 발명자로서 Brown 등의 이름으로의 발명의 명칭 "Multipurpose Controller for Multistate Windows"의 미국 특허출원 일련번호 제13/049,756호에 설명되어 있다.
특정 실시형태에서, 광은 창/안테나 컨트롤러와 통신하고 그리고/또는 그에 전력을 공급하도록 사용된다. 즉, 예컨대, 다이오드 레이저에 의해 소정 거리에서 발생된 광은 광섬유 케이블 또는 자유 공간과 같은 적합한 광 전송 매체를 통하여 창 컨트롤러에 전력 및/또는 제어 신호를 송신한다. 창 컨트롤러에 적합한 광자 전송 방법의 예는 2013년 8월 23일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US13/56506호(발명의 명칭 "PHOTONIC-POWERED EC DEVICES")에 설명되어 있으며, 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 특정 실시형태에서, 전력은 광자 방법을 통해 제공되는 한편, 통신은 전기변색 창의 라이트 또는 연관된 IGU 컴포넌트 상에 패터닝된 하나 이상의 창 안테나를 통하여 제공된다. 다른 실시형태에서, 전력은 광자 방법을 통해 제공되는 한편, 통신은 안테나를 사용하여 와이-파이 또는 다른 무선 통신 방법을 통하여 제공된다.
도 1d의 실시형태로 되돌아가서, 컨트롤러(199)는 또한 선택사항으로서는 프로그래밍가능한 메모리일 수 있는 고체 상태 직렬 메모리(예컨대, I2C 또는 SPI)와 같은 메모리 및/또는 RFID 태그를 포함할 수 있다. 라디오-주파수 식별자(RFID)는 인테러게이터(또는 판독기) 및 태그(또는 라벨)를 수반한다. RFID 태그는, 예컨대, 물체의 식별 및 추적의 목적으로 물체와 단말 간 데이터를 교환하도록 전자기파를 통한 통신을 사용한다. 일부 RFID 태그는 판독기의 시선 너머에서 그리고 수 미터 떨어져서 판독될 수 있다.
대부분의 RFID 태그는 적어도 2개의 부분을 포함하고 있다. 하나는 정보를 저장 및 프로세싱하는 것, 라디오-주파수(RF) 신호를 변조 및 복조하는 것, 및 다른 전문 기능을 위한 집적 회로이다. 다른 하나는 신호를 송신 및 수신하기 위한 안테나이다.
3개 유형의 RFID 태그가 있다: 전원을 갖고 있지 않고 그리고 신호 송신을 개시하는데 외부 전자기장을 필요로 하는 수동 RFID 태그, 배터리를 포함하고 있고 그리고 판독기가 성공적으로 식별되고 나면 신호를 송신할 수 있는 능동 RFID 태그, 및 웨이크업에 외부 소스를 필요로 하지만 더 큰 범위를 제공하는 상당한 더 높은 포워드 링크 능력을 갖는 배터리 지원 수동(BAP) RFID 태그.
일 실시형태에서, RFID 태그 또는 다른 메모리는 다음 유형의 데이터 중 적어도 하나로 프로그래밍된다: 품질보증 정보, 설치 정보(예컨대, 창의 절대적 및 상대적 위치 및 정향), 벤더 정보, 배치/인벤토리 정보, EC 디바이스/IGU 특성, 안테나 특성(예컨대, IGU 상의 안테나의 수, 안테나 유형(모노폴, 스트립라인, 패치, 다이폴, 프랙탈 등), 주파수 범위, 방사 패턴(무지향성, 반-원통 빔 등), 및 안테나 크기), EC 디바이스 사이클링 정보 및 고객 정보. EC 디바이스 특성 및 IGU 특성의 예는, 예컨대, 창 전압(VW), 창 전류(IW), EC 코팅 온도(TEC), 유리 가시 투과(%Tvis), %색조 커맨드(BMS로부터의 외부 아날로그 입력), 디지털 입력 상태, 및 컨트롤러 상태를 포함한다. 이들 각각은 컨트롤러로부터 BMS 또는 창 관리 시스템 또는 다른 건물 디바이스에 제공될 수 있는 업스트림 정보를 표현한다. 창 전압, 창 전류, 창 온도, 및/또는 가시 투과 레벨은 창 상의 센서로부터 직접 검출될 수 있다. 컨트롤러가 실제로 색조 변화를 구현하는 조치를 취하였음을 표시하는 %색조 커맨드는 BMS 또는 다른 건물 디바이스에 제공될 수 있으며, 그 변화는 건물 디바이스에 의해 요청되었을 수 있다. 이것은 중요할 수 있는데 HVAC 시스템과 같은 다른 건물 시스템은, 착색 조치가 개시된 후에 창이 상태를 변화시키는데 수 분(예컨대, 10분)을 필요로 할 수 있으므로, 착색 조치가 취해지고 있는 것을 인식하지 못할 수 있기 때문이다. 그리하여, HVAC 조치는 착색 조치가 건물 환경에 영향을 주기에 충분한 시간을 가짐을 보장하기 위해 적합한 시간 기간 동안 연기될 수 있다. 디지털 입력 상태 정보는 스마트 창/안테나와 관련 있는 수동 조치가 취해졌음을 BMS 또는 다른 시스템에 알려줄 수 있다. 마지막으로, 컨트롤러 상태는 해당 컨트롤러가 동작하고 있음, 그렇지 않음, 또는 그 전반적 기능과 관련 있는 다른 소정 상태를 갖고 있음을 BMS 또는 다른 시스템에 알려줄 수 있다.
컨트롤러에 제공될 수 있는 BMS 또는 다른 건물 시스템으로부터의 다운스트림 데이터의 예는 창 구동 구성 파라미터, 구획 구성원 자격(예컨대, 이 컨트롤러가 건물 내 어떤 구획의 부분인가), %색조 값, 디지털 출력 상태, 및 디지털 제어(착색, 소색, 자동, 리부팅 등)를 포함한다. 창 구동 파라미터는 창 상태를 변화시키기 위한 제어 시퀀스(효과적으로는 알고리즘)를 정의할 수 있다. 창 구동 구성 파라미터의 예는 소색 대 발색 전이 램프 레이트, 소색 대 발색 전이 전압, 초기 발색 램프 레이트, 초기 발색 전압, 초기 발색 전류 한계, 발색 유지 전압, 발색 유지 전류 한계, 발색 대 소색 전이 램프 레이트, 발색 대 소색 전이 전압, 초기 소색 램프 레이트, 초기 소색 전압, 초기 소색 전류 한계, 소색 유지 전압, 소색 유지 전류 한계를 포함한다. 그러한 창 구동 파라미터의 적용의 예는 2011년 3월 16일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제13/049,623호(발명의 명칭 "Controlling Transitions In Optically Switchable Devices"), 및 2012년 4월 17일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제13/449,251호(발명의 명칭 "Controller for Optically-Switchable Windows")에 제시되어 있으며, 그 둘 다는 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
언급된 바와 같이, 창 컨트롤러는 창 안테나를 제어하기 위한 로직(예컨대, 하드웨어 및/또는 소프트웨어)을 포함할 수 있다. 로직은 하나 이상의 창 상에 위치할 수 있는 하나 이상의 창 안테나를 제어하기 위한 하나 이상의 트랜시버를 포함할 수 있다. 블루투스(또는 블루투스 로우 에너지)와 같은 비교적 저전력 응용에서 사용된 창 안테나에 대해, 트랜시버는 창 컨트롤러와 병설되고, 때로는 도 11a 내지 도 11c에서 묘사된 캐리어와 같은 동일한 인클로저에 있을 수 있다. 그러한 응용에 대해, 특히 안테나 통신이 낮은 또는 적정한 대역폭만을 소비하는 경우에, 안테나 트랜시버는 위에서 설명된 것들 중 하나와 같은 창 네트워크를 통하여 통신할 수 있다. 물론, 블루투스와 같은 저전력 응용에 대해서도, 안테나 로직은 창 컨트롤러 상에 배치될 필요는 없다. 더욱, 창 안테나(들)와의 통신에 병렬 네트워크가 사용될 수 있다.
와이-파이 서비스(예컨대, 와이-파이 핫스폿)와 같은 다른 응용에 대해, 안테나 제어 로직은 또한 창 컨트롤러 인클로저에 배치될 수 있다. 안테나 응용이 비교적 적은 대역폭을 소비하면, 안테나 컨트롤러와의 통신에 창 네트워크가 채용될 수 있다. 예컨대, 창 네트워크의 CAN 버스가 안테나 트랜시버와 인터페이싱하는데 사용될 수 있다. 안테나 응용이 창 네트워크가 수용할 수 있는 것보다 더 많은 대역폭을 소비하는 경우와 같은 다른 경우에는, 별개의 네트워크가 안테나 응용을 위해 건물에 배치될 수 있다. 그러한 경우에 그리고 안테나 제어 로직이 창 컨트롤러에서 제공되는 경우에, 컨트롤러는 안테나 트랜시버를 안테나 네트워크에 접속시키기 위해 RJ45 잭(커넥터)과 같은 네트워크 어댑터를 포함할 수 있다.
비교적 높은 전력, 높은 대역폭, 및/또는 전기통신 통신사(예컨대, AT&T, Verizon, Sprint, 및 T-Mobile)에 의한 제어를 필요로 하는 안테나 응용에서, 안테나 제어 로직 및 네트워크는 창 제어 시스템(창 네트워크 및 컨트롤러)과는 전적으로 독립적으로 제공될 수 있다. 보통, 안테나가 전기통신 통신사에 대한 서비스를 제공하고 있을 때, 통신사는 네트워크 및 트랜시버가 그 자신의 것이어야 함을 필요로 한다. 그러한 서비스는, 예컨대, 셀룰러 리피팅을 포함한다. 예컨대, 창 안테나는 셀룰러 리피터, 예컨대, 로컬 기지국에 배치될 수 있다. 그러한 경우에, 창 안테나 트랜시버는 로컬 창 컨트롤러와 병설될 필요는 없다. 그렇지만, 일반적으로는 안테나 제어 로직을 창 안테나에 근접하여, 예컨대, 약 30 피트 내에 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일반적 IGU 구조
이하의 설명에서, 각각의 전기변색 창(202)은 "통합 유리 유닛(IGU)"(202)이라고 지칭되고, "절연 유리 유닛(IGU)"이라고도 지칭될 것이다. 이러한 관례는, 예컨대, 그것이 공통적인 것이고 그리고 IGU가 전기변색 판유리 또는 라이트를 유지하기 위한 기본 구조로서 역할을 하게 하는 것이 바람직할 수 있기 때문에 가정된다. 부가적으로, IGU, 특히 이중- 또는 삼중-판유리 창 구성을 갖는 것들은 단일 판유리 구성보다 우수한 단열을 제공한다. 그렇지만, 이러한 관례는 단지 편의를 위한 것일 뿐이고 한정적인 것으로 의도되지는 않는다. 실로, 아래에서 설명되는 바와 같이, 일부 구현에서 전기변색 창의 기본 유닛은 투명 재료의 판유리 또는 기판을 포함한다고 생각될 수 있으며, 그 위에 전기변색 코팅, 스택 또는 디바이스가 형성되고 그리고 거기에 전기변색 디바이스를 구동하기 위한 연관된 전기 접속부가 결합된다. 전기변색 IGU는 2014년 3월 4일자로 출원된 미국 특허출원 제14/196,895호; 2014년 11월 26일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/085,179호; 및 2015년 7월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/194,107호를 포함하는 다양한 참조 문헌에 설명되어 있으며, 그 각각은 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 물론, 여기에서 개시된 안테나 구조 및 기능은 IGU에 한정되지 않고, 그리고, 일부 경우에는, IGU 또는 유사한 구조의 일부분이 아닌 단일 전기변색 라이트를 포함하는 어느 다른 창 구조로까지 확장될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, IGU 실시형태의 설명은 비-IGU 맥락으로까지 확장될 수 있다. 심지어 2개 이상의 라이트를 필요로 하는 일부 실시형태가 비-IGU 맥락에서 구현될 수 있다; 예컨대, IGU의 일부분이 아닌 2개의 평행 라이트를 채용하는 실시형태, 및 전기변색 라이트 및 전기변색 라이트의 볼 수 있는 구역을 전혀 가리지 않거나 많이 가리지는 않는 평행 구조를 채용하는 실시형태.
IGU에서의 안테나
다양한 구현은 일반적으로는 하나 이상의 안테나를 포함하는 전기변색 IGU에 관한 것이다. 본 개시에서 설명된 주제 사항의 특정 구현은 이하의 잠재적 이점 중 하나 이상을 실현하도록 구현될 수 있다. 일부 구현은 전기변색 디바이스(또는 다른 스위칭가능한 광학 디바이스)도 그리고 하나 이상의 안테나도 포함하는 IGU에 관한 것이다. 일부 구현에서, 여기에서 설명된 다양한 안테나 구조는 전기변색 디바이스 자체 상에 형성되거나, 아래에 형성되거나, 내부에 형성되거나 또는 통합될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 다양한 안테나 구조는 전기변색 디바이스와 동일한 판유리 상에, 그러나 전기변색 디바이스가 형성되는 표면과는 반대편 표면 상에 형성될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 다양한 안테나 구조는, 예컨대, 2개 이상의 판유리를 포함하는 IGU에서 전기변색 디바이스와 다른 판유리 상에 형성될 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 안테나 또는 안테나 컴포넌트(예컨대, 접지 평면)는 자체가 창 라이트의 일부분이 아닌 구조 또는 특징부 상에 형성된다. 예컨대, 안테나 또는 안테나 컴포넌트는 IGU 스페이서, 창 컨트롤러, 네트워크 컨트롤러, 마스터 컨트롤러, 창 컨트롤러와 전기변색 디바이스 간 커넥터와 같은 전기 커넥터, 창틀 요소, 가로대, 중간 문설주 등 상에 배치될 수 있다.
이하의 용어는 창 안테나의 태양을 제시하도록 본 명세서 곳곳에서 사용된다.
안테나 컴포넌트
안테나는 안테나에 전기 신호를 제공하거나 그로부터 그것을 수신하기 위한, 때로는 "트랜시버"로 조합된, 연관된 송신기 및/또는 수신기를 갖는다. 송신기 및 수신기는 전형적으로는 회로 기판 또는 집적 회로 상의 회로로서 구현된다. 일부 실시형태에서, 송신기 및/또는 수신기는 광학적으로 스위칭가능한 창 네트워크의 창 컨트롤러 또는 다른 제어 소자에 배치된다.
안테나는 적어도 2개의 안테나 전극을 가지며, 그 중 적어도 하나는 다음 2개의 역할 중 어느 하나 또는 둘 다를 제공할 수 있는 안테나 구조라고 여기에서 지칭된다: 송신(그것은 송신 회로로부터 전기 신호를 수신하고 그리고 전자기 신호를 주위 공간으로 방사한다), 및 수신(그것은 주위 공간으로부터 전자기 신호를 수신하고 그리고 신호의 전기적 표현을 수신 회로에 포워딩한다).
제2 전극은 접지되어 있든지 전력을 공급받든지 한다. 전극 둘 다가 전력을 공급받는 안테나에서, 그것들은 상보적 신호를 수신할 수 있다. 이것은 보통 다이폴 안테나에서 그렇다. 제2 전극이 접지되어 있을 때, 그것은 접지 평면으로서 구현될 수 있다.
접지 평면은 전형적으로는 안테나 구조 전극 가까이에 위치하고 그리고 안테나 구조가 접지 평면의 위치 너머로 방사를 송신하는 것을 차단하고 그리고/또는 안테나 구조가 접지 평면의 방향으로부터 안테나 구조로 향하여 오는 방사를 수신하는 것을 차단한다. 물론, 안테나 구조와 접지 평면은 서로 접촉할 필요는 없다. 많은 설계에서, 그것들은 창 라이트 또는 고체, 액체, 또는 기체일 수 있는 다른 절연 구조와 같은 유전체 층에 의해 분리되어 있다. 일부 실시형태에서, 그것들은 자유 공간, 예컨대, IGU의 내부에 의해 분리되어 있다. 다양한 실시형태에서, 접지 평면은 전기변색 라이트 또는 전기변색 라이트를 갖는 IGU의 일부분인 다른 라이트와 같은 라이트 상의 층 또는 부분 층으로서 구현된다. 라이트 상에 구현될 때, 접지 평면은 라이트의 하나 이상의 에지 상에 또는 라이트의 큰 면적 면 상에 층으로서 제공될 수 있다. 일부 경우에, 접지 평면은 전기변색 라이트 또는 IGU와 연관된 비-라이트 구조 상에 구현된다. 그러한 비-창 구조의 예는 창 컨트롤러, IGU 스페이서, 및 중간 문설주 및 가로대와 같은 프레이밍 또는 구조 부재를 포함한다.
각각의 전극은 송신기 또는 수신기의 단자에 접속된다. 모든 접속부는 상호접속 또는 전송 라인에 의해 이루어진다(용어들은 여기에서는 호환가능하게 사용된다).
수동 안테나 소자는 때로는 안테나 구조에 의해 방출(또는 수신)된 방사 분포를 튜닝할 목적으로 일차적 안테나 구조와 함께 사용된다. 수동 안테나 소자는 안테나 회로에 전기적으로 접속되지 않는다. 그것은, 그것들이 안테나 회로에 전기적으로 접속되지 않는다는 것을 제외하고는, 능동 안테나 소자(예컨대, 안테나 구조 및 접지 평면)와 유사한 방식으로 창 구조 상에 배치될 수 있는 야기 안테나로서 일부 주지의 안테나 구조에서 사용된다.
이제 분명한 바와 같이, IGU는 라디오 주파수(RF) 신호를, 건물 또는 건물 내 방 내에와 같이, 실내 환경 내로 브로드캐스팅(또는 더 일반적으로는 송신)하도록 구성된 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, IGU는, 옥외 또는 건물 또는 건물 내 방의 바깥으로부터와 같이, 실외 환경으로부터 RF 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, IGU는, 건물 또는 건물 내 방으로부터 바깥으로와 같이, 외부 환경 밖으로 RF 신호를 브로드캐스팅하도록 구성된 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, IGU는, 건물 또는 건물 내 방의 내부로부터와 같이, 실내 환경으로부터 RF 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 부가적으로, 일부 구현에서, IGU는 실내 환경 및 실외 환경 둘 다 내외로 RF 신호를 브로드캐스팅 또는 수신할 수 있는 능력을 포함할 수 있다. 더더욱, 일부 구현에서, IGU는 IGU의 일측면으로부터 IGU를 통해 IGU의 반대편 측면으로 나가는 RF 신호의 송신을 차단하기 위한 능력을 포함할 수 있다.
전기변색 IGU 및 전기변색 디바이스
도 2a 내지 도 2j는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예시적 전기변색 창 구조(202)의 단면도를 도시한다. 이들 예는 본 발명의 범위 내에서 이용가능한 전기변색 IGU 및 전기변색 라이트 구조의 작은 서브세트를 제시하고, 그래서 그것들은 어떠한 식으로도 한정적으로 생각되지 않아야 한다. 이들 및 이하의 도면을 참조하여 도시 및 설명된 예시적 전기변색 창 구조(202)의 각각은 IGU로서 구성될 수 있고 이하에서는 IGU(202)라고 지칭될 것이다. 도 2a는 제1 표면(S1) 및 제2 표면(S2)을 갖는 (여기에서는 "라이트(lite)"라고도 지칭되는) 제1 판유리(204)를 포함하는 IGU(202)의 일례의 구현을 더 구체적으로 도시한다. 일부 구현에서, 제1 판유리(204)의 제1 표면(S1)은 옥외 또는 바깥 환경과 같은 실외 환경과 대면한다. IGU(202)는 또한 제1 표면(S3) 및 제2 표면(S4)을 갖는 제2 판유리(206)를 포함한다. 일부 구현에서, 제2 판유리(206)의 제2 표면(S4)은 집, 건물 또는 차량의 내부 환경, 또는 집, 건물 또는 차량 내 방 또는 객실과 같은 실내 환경과 대면한다.
일부 구현에서, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각은 적어도 가시 스펙트럼에서의 광에 투명 또는 반투명이다. 예컨대, 판유리(204, 206)의 각각은 유리 재료 및 특히, 예컨대, 규소 산화물(SOx)-계 유리 재료와 같은 건축용 유리 또는 다른 비산-방지 유리 재료로 형성될 수 있다. 더 구체적 일례로서, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각은 소다-석회 유리 기판 또는 플로트 유리 기판일 수 있다. 그러한 유리 기판은, 예컨대, 대략 75% 실리카(SiO2)는 물론 또한 Na2O, CaO, 및 수 개의 소량 첨가제로 이루어질 수 있다. 그렇지만, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각은 적합한 광학적, 전기적, 열적, 및 기계적 속성을 갖는 어느 재료로라도 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 판유리(204, 206) 중 하나 또는 둘 다로서 사용될 수 있는 다른 적합한 기판은 다른 유리 재료는 물론 또한 가소성, 반-가소성 및 열가소성 재료(예컨대, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 알릴 다이글리콜 카보네이트, SAN(스타이렌 아크릴로나이트릴 코폴리머), 폴리(4-메틸-1-펜텐), 폴리에스터, 폴리아마이드), 또는 거울 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각은, 예컨대, 템퍼링, 가열, 또는 화학적 강화에 의해 강화될 수 있다.
일반적으로, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각, 및 전체로서 IGU(202)는 직사각형 고체이다. 그렇지만, 다른 일부 구현에서는 다른 형상(예컨대, 원형, 타원형, 삼각형, 곡선형, 볼록형, 오목형)이 가능하고 그리고 소망될 수 있다. 특정 일부 구현에서, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각의 길이 "L"는 대략 20 인치(in.) 내지 대략 10 피트(ft.)의 범위에 있을 수 있고, 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각의 폭 "W"은 대략 20 인치 내지 대략 10 피트의 범위에 있을 수 있고, 그리고 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 각각의 두께 "T"는 대략 1 밀리미터(mm) 내지 대략 10㎜의 범위에 있을 수 있다(그렇지만, 더 작기도 그리고 더 크기도 한 다른 길이, 폭 또는 두께가 가능하고 그리고 특정 사용자, 관리자, 관리책임자, 건설업자, 건축가 또는 소유자의 요구에 기반하여 소망될 수 있다). 부가적으로, IGU(202)가 2개의 판유리(204, 206)를 포함하기는 하지만, 다른 일부 구현에서, IGU는 3개 이상의 판유리를 포함할 수 있다. 더욱, 일부 구현에서, 판유리 중 하나 이상은 자체가 2개, 3개, 또는 그 이상의 층 또는 부-판유리의 래미네이트 구조일 수 있다.
제1 및 제2 판유리(204, 206)는 내부 볼륨(208)을 형성하도록 스페이서(218)에 의해 서로로부터 떨어져 이격된다. 일부 구현에서, 내부 볼륨은 아르곤(Ar)으로 채워지기는 하지만, 다른 일부 구현에서, 내부 볼륨(208)은 다른 비활성 기체(예컨대, 크립톤(Kr) 또는 제논(Xn)), 다른 (비-비활성) 기체, 또는 기체 혼합물(예컨대, 공기)과 같은 다른 기체로 채워질 수 있다. 내부 볼륨(208)을 Ar, Kr 또는 Xn과 같은 기체로 채우는 것은 이들 기체의 낮은 열 전도율 때문에 IGU(202)를 통한 전도성 열 전달을 감축시키는 것은 물론, 또한 그들 증가된 원자량에 기인하여 차음을 개선할 수 있다. 다른 일부 구현에서, 내부 볼륨(208)은 공기 또는 다른 기체 없이 진공으로 될 수 있다. 스페이서(218)는 일반적으로는 내부 볼륨(208)의 두께, 즉, 제1 및 제2 판유리(204, 206) 간 간격을 결정한다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 판유리(204, 206) 간 간격 "C"는 대략 6㎜ 내지 대략 30㎜의 범위에 있다. 스페이서(218)의 폭 "D"는 (다른 폭이 가능하고 그리고 소망될 수 있기는 하지만) 대략 5㎜ 내지 대략 15㎜의 범위에 있을 수 있다.
단면도에서 도시되지는 않지만, 스페이서(218)는 IGU(202)의 모든 측면(예컨대, IGU(202)의 상부, 저부, 좌측면 및 우측면) 주위에 형성될 수 있다. 예컨대, 스페이서(218)는 발포 고무 또는 가소성 재료로 형성될 수 있다. 그렇지만, 도 5b에서 도시된 예의 IGU와 같은 다른 일부 구현에서, 스페이서는 금속 또는 다른 전도성 재료, 예컨대, 금속 튜브 구조로 형성될 수 있다. 제1 일차적 시일(220)은 제1 판유리(204)의 제2 표면(S2) 및 스페이서(218)의 각각에 접착되어 밀폐 밀봉한다. 제2 일차적 시일(222)은 제2 판유리(206)의 제1 표면(S3) 및 스페이서(218)의 각각에 접착되어 밀폐 밀봉한다. 일부 구현에서, 일차적 시일(220, 222)의 각각은, 예컨대, 폴리이소부틸렌(PIB)과 같은 접착 실런트로 형성될 수 있다. 일부 구현에서, IGU(202)는 스페이서(218)의 바깥에서 IGU(204) 전체 주위의 가두리를 밀폐 밀봉하는 이차적 시일(224)을 더 포함한다. 이러한 목적으로, 스페이서(218)는 거리 "E"만큼 제1 및 제2 판유리(204, 206)의 에지로부터 떨어져 삽입되어 있을 수 있다. 거리 "E"는 (다른 거리가 가능하고 그리고 소망될 수 있기는 하지만) 대략 4㎜ 내지 대략 8㎜의 범위에 있을 수 있다. 일부 구현에서, 이차적 시일(224)은, 예컨대, 방수하고 그리고 구조적 지지를 조립체에 부가하는 중합체 재료와 같은 접착 실런트로 형성될 수 있다.
도 2a에서 도시된 구현에서, 전기변색(EC) 디바이스(ECD)(210)는 제1 판유리(204)의 제2 표면(S2) 상에 형성된다. 아래에서 설명될 바와 같이, 다른 일부 구현에서, ECD(210)는 다른 적합한 표면, 예컨대, 제1 판유리의 제1 표면(S1), 제2 판유리(206)의 제1 표면(S3), 또는 제2 판유리(206)의 제2 표면(S4) 상에 형성될 수 있다. 전기변색 디바이스의 예는, 예컨대, 2011년 5월 11일자로 출원된 미국 특허 제8,243,357호, 2010년 6월 11일자로 출원된 미국 특허 제8,764,951호, 및 2013년 2월 8일자로 출원된 미국 특허 제9,007,674호에 제시되어 있으며, 각각은 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 도 2a에서, ECD(210)는, 자체가 소정 수의 층을 포함하는, EC 스택(212)을 포함한다. 예컨대, EC 스택(212)은 전기변색 층, 이온-전도 층, 및 상대 전극 층을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 전기변색 층은 무기 고체 재료로 형성된다. 전기변색 층은, 전기화학적-캐소드 또는 전기화학적-애노드 재료를 포함하는, 하나 이상의 소정 수의 전기변색 재료로 형성 또는 포함할 수 있다. 예컨대, 전기변색 층으로서의 사용에 적합한 금속 산화물은, 여러 다른 재료 중에서도, 텅스텐 산화물(WO3), 몰리브덴 산화물(MoO3), 니오븀 산화물(Nb2O5), 티타늄 산화물(TiO2), 구리 산화물(CuO), 이리듐 산화물(Ir2O3), 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(Mn2O3), 바나듐 산화물(V2O5), 니켈 산화물(Ni2O3), 및 코발트 산화물(Co2O3)을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 전기변색 층은 대략 0.05㎛ 내지 대략 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
일부 구현에서, 상대 전극 층은 무기 고체 재료로 형성된다. 상대 전극 층은 일반적으로는 EC 디바이스(210)가, 예컨대, 투명 상태에 있을 때 이온의 저장소로서 역할을 할 수 있는 소정 수의 재료 또는 재료 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 상대 전극 층에 적합한 재료는 니켈 산화물(NiO), 니켈 텅스텐 산화물(NiWO), 니켈 바나듐 산화물, 니켈 크롬 산화물, 니켈 알루미늄 산화물, 니켈 망간 산화물, 니켈 마그네슘 산화물, 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(MnO2), 및 프러시안 블루(Prussian blue)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상대 전극 층은 위에서 설명된 제1 전기변색 층과는 반대 극성의 제2 전기변색 층이다. 예컨대, 제1 전기변색 층이 전기화학적-캐소드 재료로 형성될 때, 상대 전극 층은 전기화학적-애노드 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현에서, 상대 전극 층은 대략 0.05㎛ 내지 대략 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
일부 구현에서, 이온-전도 층은 EC 스택(212)이 광학적 상태들 간 전이될 때 (예컨대, 전해질의 방식으로) 이온이 통해 수송되는 매체로서 역할을 한다. 일부 구현에서, 이온-전도 층은 전기변색 및 상대 전극 층에 대해 관련 있는 이온에 고도로 전도성이지만, 또한 정규 동작 동안에는 무시될 수 있는 전자 전달이 일어나게 되도록 충분히 낮은 전자 전도율을 갖는다. 고도의 이온 전도율을 갖는 박형 이온-전도 층은 고성능 EC 디바이스(210)에 대한 고속 이온 전도 및 그 결과 고속 스위칭을 가능하게 한다. 일부 구현에서, 이온-전도 층은 대략 0.01㎛ 내지 대략 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 소정 구현에서, 이온-전도 층은 또한 무기 고체이다. 예컨대, 이온-전도 층은 하나 이상의 규산염, 규소 산화물(규소-알루미늄-산화물을 포함), 텅스텐 산화물(리튬 텅스텐산염을 포함), 탄탈룸 산화물, 니오븀 산화물 및 붕산염으로 형성될 수 있다. 이들 재료는 또한 리튬을 포함하는 여러 다른 도판트로 도핑될 수 있다; 예컨대, 리튬-도핑된 규소 산화물은 리튬 규소-알루미늄-산화물을 포함한다.
다른 일부 구현에서, 전기변색 층과 상대 전극 층은 서로 바로 인접하여, 때로는 사이에 이온-전도 층 없이 직접 접촉하여 형성된다. 예컨대, 일부 구현에서는, 구별되는 이온-전도 층을 편입시키기보다는 전기변색 층과 상대 전극 층 간 계면 영역이 이용될 수 있다. 적합한 디바이스의 추가적 설명은 2012년 10월 30일자로 공고된 미국 특허 제8,300,298호 및 2012년 5월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제13/462,725호에서 찾아볼 수 있으며, 각각은 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 일부 구현에서, EC 스택(212)은 또한 하나 이상의 수동 층과 같은 하나 이상의 부가적 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 수동 층은 특정 광학적 속성을 개선하거나, 습기를 제공하거나, 또는 스크래치 저항을 제공하도록 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 반사-방지 또는 보호용 산화물 또는 질화물 층으로 처리될 수 있다. 부가적으로, 다른 수동 층은 또한 EC 스택(212)을 밀폐 밀봉하는 역할을 할 수 있다.
일부 구현에서, 적합한 전기변색 및 상대-전극 재료의 선택은 관련 있는 광학적 전이를 지배한다. 동작 동안, 전기변색 층의 두께를 가로질러 발생된 전압에 응답하여, 전기변색 층은 상대-전극 층 내외로 이온은 전달 또는 교환하여 전기변색 층에서의 소망의 광학적 전이를 초래하고, 그리고 일부 구현에서는, 또한 상대-전극 층에서의 광학적 전이를 초래한다. 더 구체적 일례에서, EC 스택(212)의 두께를 가로지르는 적합한 전기 전위의 인가에 응답하여, 상대 전극 층은 그것이 유지하고 있는 이온 중 일부 또는 전부를 전기변색 층에 전달하여 전기변색 층에서의 광학적 전이를 야기한다. 그러한 일부 구현에서, 예컨대, 상대 전극 층이 NiWO로 형성될 때, 상대 전극 층은 또한 그것이 전기변색 층에 전달한 이온의 상실로 광학적으로 전이된다. NiWO로 이루어진 상대 전극 층으로부터 전하가 제거될 때(즉, 이온이 상대 전극 층으로부터 전기변색 층으로 수송될 때), 상대 전극 층은 반대 방향으로 전이될 것이다.
소색 또는 투명 상태와 발색 또는 불투명 상태 간 전이는 구현될 수 있는 광학 또는 전기변색 전이의, 여럿 중, 일부 예일 뿐임을 인식하여야 한다. 그러한 전이는 반사율, 편파 상태, 산란 밀도 등에서의 변화를 포함한다. (상기 논의를 포함하여) 여기에서 달리 명시되지 않는 한, 소색-대-불투명(또는 사이의 중간 상태로 및 그로부터의) 전이를 참조할 때마다, 설명된 대응하는 디바이스 또는 프로세스는, 예컨대, 백분율 투과(% T) 대 % T 전이와 같은 중간 상태 전이, 비-반사 대 반사(또는 사이의 중간 상태로 및 그로부터의) 전이, 소색 대 발색(또는 사이의 중간 상태로 및 그로부터의) 전이, 및 발색 대 발색(또는 사이의 중간 상태로 및 그로부터의) 전이와 같은 다른 광학적 상태 전이를 망라한다. 부가적으로, 용어 "소색"은 광학적 중성 상태, 예컨대, 발색 없음, 투명 또는 반투명을 지칭할 수 있다. 더욱, 여기에서 달리 명시되지 않는 한, 전기변색 전이의 "발색"은 어떠한 특정 파장 또는 파장 범위로도 한정되지 않는다.
일반적으로, 전기변색 층에서의 전기변색 재료의 발색 또는 다른 광학적 전이는 재료 내로의 가역적 이온 삽입(예컨대, 층간 삽입) 및 대응하는 전하-균형 전자 주입에 의해 야기된다. 전형적으로, 광학적 전이를 책임지고 있는 이온 중 일부 비율은 전기변색 재료에서 비가역적으로 결속된다. 비가역적으로 결속된 이온 중 일부 또는 전부는 재료에서 "블라인드 전하"를 보상하도록 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 적합한 이온은 리튬 이온(Li+) 및 수소 이온(H+)(즉, 양성자)를 포함한다. 다른 일부 구현에서는, 다른 이온이 적합할 수 있다. 예컨대, 텅스텐 산화물(WO3-y (0 < y ≤ ~0.3)) 내로의 리튬 이온의 층간 삽입은 텅스텐 산화물이 투명 상태로부터 청색 상태로 변화하게 야기한다.
일부 구현에서, EC 스택(212)은 투명 상태와 불투명 또는 착색된 상태 간 가역적으로 사이클링한다. 일부 구현에서는, EC 스택(212)이 투명 상태에 있을 때, 스택에서의 이용가능한 이온이 주로 상대 전극 층에 거처하게 되도록 EC 스택(212)을 가로질러 전위가 인가된다. EC 스택(212)을 가로지르는 전위의 크기가 감축될 때 또는 전위의 극성이 반전될 때, 이온은 다시 이온 전도 층을 가로질러 전기변색 층으로 수송되어 전기변색 재료가 불투명, 착색된, 또는 더 어두운 상태로 전이되게 야기한다. 일부 구현에서, 전기변색 층과 상대 전극 층은 상보적 발색 층이다. 상보적 구현의 일례로서, 이온이 상대 전극 층으로 수송될 때 또는 그 후에, 상대 전극 층은 밝아지거나 투명으로 되고, 그리고 유사하게, 이온이 전기변색 층으로부터 나와 수송될 때 또는 그 후에, 전기변색 층은 밝아지거나 투명으로 된다. 반대로, 극성이 스위칭되거나 전위가 감축되고, 이온이 상대 전극 층으로부터 전기변색 층으로 전달될 때, 상대 전극 층 및 전기변색 층 둘 다는 어두워지거나 발색되게 된다.
일부 다른 구현에서는, EC 스택(212)이 불투명 상태에 있을 때, 스택에서의 이용가능한 이온이 주로 상대 전극 층에 거처하게 되도록 EC 스택(212)에 전위가 인가된다. 그러한 구현에서, EC 스택(212)을 가로지르는 전위의 크기가 감축되거나 그 극성이 반전될 때, 이온은 다시 이온 전도 층을 가로질러 전기변색 층으로 수송되어 전기변색 재료가 투명 또는 더 밝은 상태로 전이하게 야기한다. 전기변색 층과 이온-전도 층은 또한 상보적 발색 층일 수 있다.
ECD(210)는 또한 EC 스택(212)의 제1 표면에 인접하는 제1 투명 전도성 산화물(TCO) 층(214) 및 EC 스택(212)의 제2 표면에 인접하는 제2 TCO 층(216)을 포함한다. 예컨대, 제1 TCO 층(214)은 제2 표면(S2) 상에 형성될 수 있고, EC 스택(212)은 제1 TCO 층(214) 상에 형성될 수 있고, 그리고 제2 TCO 층(216)은 EC 스택(212) 상에 형성될 수 있다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 하나 이상의 금속 산화물 및 하나 이상의 금속으로 도핑된 금속 산화물로 형성될 수 있다. 예컨대, 일부 적합한 금속 산화물 및 도핑된 금속 산화물은, 여럿 중에서도, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물, 도핑된 인듐 산화물, 주석 산화물, 도핑된 주석 산화물, 불화 주석 산화물, 아연 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 도핑된 아연 산화물, 루테늄 산화물, 및 도핑된 루테늄 산화물을 포함할 수 있다. 그러한 재료가 본 문서에서는 TCO라고 지칭되기는 하지만, 그 용어는, 여러 다른 적합한 재료 중에서도, 복합 도체 및 전도성 금속 질화물과 같은 특정 비-금속 재료 및 특정 박형 금속과 같은 전기 전도성이고 투명한 산화물뿐만 아니라 비-산화물도 망라한다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 적어도 EC 스택(212)에 의해 전기변색이 나타나 보이는 파장의 범위에서는 실질적으로 투명하다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 각각, 예컨대, 스퍼터링을 포함하는 물리적 증착(PVD) 공정에 의해 퇴적될 수 있다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 각각 대략 0.01 미크론(㎛) 내지 대략 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 투명 전도성 재료는 전형적으로는 전기변색 재료 또는 상대 전극 재료의 것보다 상당히 더 큰 전자 전도율을 갖는다.
제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 EC 스택(212) 또는 EC 스택(212) 내 층의 하나 이상의 광학적 속성(예컨대, 투과율, 흡광도, 또는 반사율)을 수정하도록 EC 스택(212)의 두께를 가로질러 전기 전위(전압)를 인가하기 위해 EC 스택(212)의 각각의 제1 및 제2 표면을 가로질러 전기 전하를 분포시키는 역할을 한다. 바람직하게는, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 외측 영역으로부터 내측 영역까지 비교적 작은 옴 전위 강하로 EC 스택(212)의 외측 표면 영역으로부터 EC 스택(212)의 내측 표면 영역까지 전기 전하를 균일하게 분포시키는 역할을 한다. 그와 같이, 일반적으로는 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)의 시트 저항을 최소화하는 것이 바람직하다. 환언하면, 일반적으로는 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)의 각각이 각각의 층(214, 216)의 모든 부분을 가로질러 실질적으로 등전위의 층으로서 거동하는 것이 바람직하다. 이러한 식으로, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)은 소색 또는 더 밝은 상태(예컨대, 투명, 반투명, 또는 반투명 상태)로부터 발색 또는 더 어두운 상태(예컨대, 착색된, 덜 투명한 또는 덜 반투명한 상태)로 EC 스택(212)의 전이 및 그 역을 달성하도록 EC 스택(212)의 두께를 가로질러 전기 전위를 균일하게 인가할 수 있다.
제1 버스 바(226)는 제1 전기(예컨대, 전압) 신호를 제1 TCO 층(214)에 분포시킨다. 제2 버스 바(228)는 제2 전기(예컨대, 전압) 신호를 제1 TCO 층(214)에 분포시킨다. 다른 일부 구현에서, 제1 및 제2 버스 바(226, 228) 중 하나는 제1 및 제2 TCO 층(214, 216) 중 각각의 하나를 접지시킬 수 있다. 예시된 구현에서, 제1 및 제2 버스 바(226, 228)의 각각은 그것이 EC 스택(212)의 가두리를 따라 제1 판유리(204)의 각각의 길이를 따라 정향되도록 인쇄, 패터닝, 또는 형성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 버스 바(226, 228)의 각각은 전도성 잉크, 예컨대, 은 잉크를 라인의 형태로 퇴적시킴으로써 형성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 버스 바(226, 228)의 각각은 제1 판유리(204)의 전체 길이(또는 거의 전체 길이)를 따라 뻗어 있다.
예시된 구현에서, 제1 TCO 층(214), EC 스택(212), 및 제2 TCO 층(216)은 제1 판유리(204)의 절대적 에지까지 뻗어 있지는 않다. 예컨대, 일부 구현에서, 레이저 에지 삭제(LED) 또는 다른 동작은 제1 TCO 층(214), EC 스택(212), 및 제2 TCO 층(216)의 부분들을 이들 층이, (다른 거리가 가능하고 그리고 소망될 수 있기는 하지만) 대략 8㎜ 내지 대략 10㎜의 범위에 있을 수 있는, 거리 "G"만큼 제1 판유리(204)의 각각의 에지로부터 떨어져 삽입 또는 분리되어 있게 되도록 제거하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, 일부 구현에서, 제1 판유리(2014)의 일측면을 따른 제2 TCO 층(216) 및 EC 스택(212)의 에지 부분은 제1 버스 바(226)와 제1 TCO 층(214) 간 전도성 결합을 가능하게 하기 위해 제1 버스 바(226)가 제1 TCO 층(214) 상에 형성되는 것을 가능하게 하도록 제거된다. 제2 버스 바(228)는 제2 버스 바(228)와 제2 TCO 층(216) 간 전도성 결합을 가능하도록 제2 TCO 층(216) 상에 형성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 버스 바(226, 228)는 도 2a에서 도시된 바와 같이 각각의 스페이서(218)와 제1 판유리(204) 사이의 영역에 형성된다. 예컨대, 제1 및 제2 버스 바(226, 228)의 각각은 적어도, (다른 거리가 가능하고 그리고 소망될 수 있기는 하지만) 대략 2㎜ 내지 대략 3㎜의 범위에 있을 수 있는, 거리 "F"만큼 각각의 스페이서(218)의 내측 에지로부터 떨어져 삽입되어 있을 수 있다. 이러한 배열의 하나의 이유는 버스 바를 보이지 않게 은폐하려는 것이다. 버스 바 위치결정 및 LED의 추가적 설명은 2014년 1월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제61/923,171호에서 찾아볼 수 있으며, 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다.
라이트 및 IGU 상의 예시적 스트립 라인 안테나
도 2a에서 도시된 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)는 거리(G)에 의해 획정된 삽입 영역 내에 형성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 스트립 라인 안테나로서 구성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 전도성 잉크, 예컨대, 은 잉크를 라인의 형태로 퇴적시킴으로써 형성된다. 다른 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 전도성(예컨대, 구리) 포일을 도포 또는 접착하거나 적합한 PVD 또는 다른 퇴적 공정을 사용함으로써 형성될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 전도성 스트립 라인을 전기적으로 격리시키도록 제1 TCO 층(214)을 패터닝함으로써 형성된다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 제1 판유리(204)의 길이를 따라 뻗어 있다. 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각의 길이는 일반적으로는 안테나 구조가 송신 또는 수신하도록 설계되는 각각의 신호의 파장에 의해 좌우된다. 예컨대, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각의 길이는 관련 있는 신호의 사분의 일 파장의 정수 수와 같을 수 있다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 소망 주파수의 신호를 반송하는데 적합한 폭, 및 소망 주파수의 신호를 반송하는데 적합한 두께를 갖는다. 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각의 폭 및 두께는 안테나 구조에 의해 반송될 신호의 파장(또는 그 몇 분의 일)의 정수배에 대응할 수 있다. 안테나 구조가 창 라이트의 가시 영역의 적어도 일부를 점유하는 경우에, 안테나 구조를 획정하는 라인은 그것이 IGU를 통해 보는 개인에게 실질적으로 보이지 않도록 충분히 박형으로 제작될 수 있다. 도 2a 내지 도 2j, 도 3a 내지 도 3j, 도 4a 내지 도 4b, 및 도 5a 내지 도 5b에서의 예는 본 발명의 범위 내에서 이용가능한 창 안테나 설계의 작은 서브세트를 제시하고, 그래서 그것들은 어떠한 식으로도 한정적으로 생각되지 않아야 한다.
일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은, 예컨대, 각각의 안테나가 모노폴 안테나일 때와 같이 독립적으로 구동되거나 개별적으로 다뤄질 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)에 신호를 송신하기 위한 또는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 신호를 수신하기 위한 다른 컨트롤러 또는 디바이스에 또는 대응하는 창 컨트롤러에 전도성 버스, 라인 또는 상호접속부(이하에서는 적합한 경우 호환가능하게 사용됨)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 부가적으로, 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 다른 하나와는 다른 파라미터 세트(예컨대, 송신 또는 수신될 관련 있는 신호 또는 신호들에 종속하여 다른 길이, 폭 또는 두께)를 가질 수 있다. 다른 일부 구현에서, IGU(202)는 안테나 구조(230, 232) 중 하나만을 또는 2개보다 많은 안테나 구조(230, 232)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 안테나 중 하나는 신호를 수신하도록 설정되고 그리고 다른 하나는 신호를 송신하도록 설정된다. 일부 구현에서, 2개의 안테나 구조는 그것들이 다이폴 안테나의 일부분일 때와 같이 상보적 제어 방식으로 구동된다.
일부 실시형태에서, 접지 평면 및/또는 안테나 구조는 전기변색 디바이스와 동일한 표면 상에 제조된다. 일례에서, 조합된 접지 평면과 전기변색 디바이스 스택은 유리 기판 다음에 평탄 연속 접지 평면, 그 접지 평면 다음에 절연 층, 절연체의 상부 상의 전기변색 스택의 제1 투명 전도성 층, 및 그 투명 전도성 층의 상부 상의 전기변색 디바이스의 나머지를 포함한다. 전기변색 디바이스 스택은 관용적 제조 절차에 따라 제조될 수 있다. 이러한 접근법에서, 하위 접지 평면은 특정 유리 제조자에 의해 적용된 TEC(불화 주석 산화물) 층일 수 있거나, 또는 그것은 전기변색 디바이스 제조자에 의해 적용될 수 있거나, 또는 그 2개의 조합일 수 있다. 예컨대, 현존 TEC는 유리 제조자에 의해 더 두껍도록 또는 제조자로부터의 TEC와 TEC의 상부 상에 놓인 투명 도체의 박형 부가적 층의 조합을 포함하도록 수정될 수 있다.
일부 구현에서, 도 2a의 IGU(202)는 제1 판유리(204)의 제1 표면(S1) 상의 접지 평면(234)을 더 포함한다. 접지 평면(234)은 안테나 구조(230, 232)가 방향성이 되도록 기능할 수 있다. 예컨대, 위에서 설명된 바와 같이, 도 2a 내지 도 2j는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 그와 같이, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)와 실외 환경 사이에 접지 평면(234)을 형성 또는 포함시킴으로써, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 실내 환경에 대해 방향성이 되도록 될 수 있다; 즉, 단지 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 단지 그로부터 신호를 수신할 수 있을 뿐이다. 그러한 방향성이 필요하지 않거나 소망되지 않으면, 접지 평면(234)은 포함되지 않는다. 일부 구현에서, 접지 평면(234)은 도시된 바와 같이 실질적으로 표면(S1) 전부를 가로질러 뻗어 있을 수 있다. 다른 일부 구현에서, 접지 평면(234)은 각각의 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)에 근접한 표면(S1)의 영역만을 따라 가로질러 뻗어 있을 수 있다. 일부 구현에서, 접지 평면(234)은, 박막 금속 또는 금속 합금은 물론 전도성 산화물도 포함하는, 위에서 설명된 것들 중 어느 하나와 같은 전도성 재료로 형성될 수 있다. 전형적으로 접지 평면이 IGU의 볼 수 있는 창 구역에 있을 때, 접지 평면은 맑은 상태에 있을 때 창을 통해 볼 수 있는 입주자의 능력을 상당히 감축시키지는 않는 광학적 투과율을 갖는다.
도 2b는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2b를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제1 TCO 층(214)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제1 TCO 층(214)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제1 TCO 층(214) 상에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 아래에 제공된다. 일부 실시형태에서는, 2개의 안테나 중 하나만이 제1 TCO 층(214) 상에 제공된다. 예컨대, 안테나 구조(232)는 기판(204) 상에 직접 제공될 수 있다.
도 2c는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2c를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 TCO 층(216)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제2 TCO 층(216)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제2 TCO 층(216) 상에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 아래에 제공된다. 일부 실시형태에서는, 2개의 안테나 중 하나만이 제2 TCO 층(216) 상에 제공된다. 예컨대, 안테나 구조(230)는 제1 TCO 층(214) 상에(그러나 절연 층(236)에 의해 그로부터 분리되어) 또는 기판(204) 상에 직접 제공될 수 있다.
도 2d는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2d를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 TCO 층(216)을 패터닝함으로써 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 예컨대, 하나 이상의 레이저 스크라이빙, 레이저 애블레이팅 또는 식각 공정은 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 패터닝하고 그리고 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제2 TCO 층(216)의 주위 부분으로부터 전기적으로 절연시키도록 사용될 수 있다. 묘사된 실시형태에서, 안테나 구조(230)는 2개의 스트립 라인을 포함한다.
도 2e는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2e를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 TCO 층(216) 상에 차례로 형성되는 접지 평면(234) 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2c를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 접지 평면(234)을 제2 TCO 층(216)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(238)이 제2 TCO 층(216) 상에 그리고 접지 평면(234) 아래에 제공된다. 절연 스트립(236)은 안테나 구조(230, 232)를 접지 평면(234)으로부터 격리시킨다.
도 2f는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2f를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 접지 평면(234)이 제1 판유리(204)의 제2 표면(S2)과 EC 디바이스(210) 사이에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2e를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 접지 평면(234)을 제1 TCO 층(214)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(238)이 제1 TCO 층(214)의 형성 전에 접지 평면(234) 상에 우선 형성된다. 묘사된 실시형태에서, 안테나 구조(230, 232)는, 절연 스트립(236)과 함께, 제2 TCO(216) 상에 거처한다. 다른 실시형태에서, 안테나 구조 중 하나 또는 둘 다는 제1 TCO(214) 상에 거처한다.
도 2g는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 판유리(206)의 제1 표면(S3)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 일부 경우에, 안테나 구조는 은 잉크와 같은 전도성 재료를 인쇄함으로써 형성된다. 일부 구현에서, 도 2g의 IGU(202)는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 234) 위에 배치된 접지 평면(234)을 더 포함한다. 접지 평면(234)을 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 접지 평면(234)의 형성 전에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 위에 우선 형성된다. 다른 일부 구현에서, 접지 평면(234)은 제1 판유리(204)의 제1 표면(S1) 상에 또는 제1 판유리(204)의 제2 표면(S2) 상에 EC 디바이스(210) 아래에 또는 위에 배치될 수 있다.
도 2h는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2h를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 (예컨대, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)과 동일한 재료와 같은) 전도성 산화물 층으로부터 패터닝된다는 차이를 제외하고는 도 2g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 2i는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2i를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제1 판유리(204)의 제1 표면(S1)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 일부 경우에, 안테나 구조는 은 잉크 스트립과 같은 전도성 스트립이다. 일부 구현에서, 도 2i의 IGU(202)는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 234) 위에 형성된 접지 평면(234)을 더 포함한다. 접지 평면(234)을 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 접지 평면(234)의 형성 전에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 위에 우선 형성된다.
도 2j는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2j를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 (예컨대, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)과 동일한 재료와 같은) 전도성 산화물 층으로부터 패터닝된다는 차이를 제외하고는 도 2i를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 3a 내지 도 3j는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 2a 내지 도 2j를 참조하여 도시 및 설명된 특징 중 많은 것들은 도 3a 내지 도 3j의 실시형태에 적용가능하지만 접지 평면과 안테나 구조의 상대적 위치는 반전되어 있다. 도 3a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 접지 평면(234)이 제2 판유리(206)의 제1 표면(S3) 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 2a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 다른 일부 구현에서, 접지 평면(234)은 제2 판유리(206)의 제2 표면(S4) 상에 형성될 수 있다.
도 3b는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3b를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제1 TCO 층(214)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제1 TCO 층(214)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 형성 전에 제1 TCO 층(214) 상에 우선 형성된다.
도 3c는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3c를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 TCO 층(216)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제2 TCO 층(216)으로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 형성 전에 제2 TCO 층(216) 상에 우선 형성된다.
도 3d는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3d를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 TCO 층(216)을 패터닝함으로써 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 예컨대, 레이저 스크라이빙 또는 식각 공정은 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 패터닝하고 그리고 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)를 제2 TCO 층(216)의 주위 부분으로부터 전기적으로 절연시키도록 사용될 수 있다.
도 3e는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3e를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 접지 평면이 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 위에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3c를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 접지 평면(234)을 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(238)이 접지 평면(234)의 형성 전에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232) 상에 우선 형성된다.
도 3f는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3f를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232), 절연 층(236) 및 접지 평면(234)이 EC 디바이스(210)의 형성 전에 그리고 그 아래에 제1 판유리(204)의 제2 표면(S2) 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3e를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 3g는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제2 판유리(206)의 제1 표면(S3)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 일부 구현에서, 도 3g의 IGU(202)는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 234)와 표면(S3) 사이에 형성된 접지 평면(234)을 더 포함한다. 접지 평면(234)을 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 형성 전에 접지 평면(234) 위에 우선 형성된다. 다른 일부 구현에서, 접지 평면(234)은 제2 판유리(206)의 제2 표면(S4) 상에 형성될 수 있다.
도 3h는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3h를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 (예컨대, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)과 동일한 재료와 같은) 전도성 산화물 층으로부터 패터닝된다는 차이를 제외하고는 도 3g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 3i는 일부 구현에 따라 실외 환경 밖으로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3i를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 제1 판유리(204)의 제1 표면(S1)의 각각의 에지 영역 상에 형성된다는 차이를 제외하고는 도 3g를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 일부 구현에서, 도 2i의 IGU(202)는 표면(S1) 위에 제1 및 제2 안테나 구조(230, 234) 아래에 형성된 접지 평면(234)을 더 포함한다. 접지 평면(234)을 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 유전체 또는 다른 절연 재료 층(236)이 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 형성 전에 접지 평면(234) 위에 우선 형성된다.
도 3j는 일부 구현에 따라 실내 환경 내로 신호를 송신하거나, 또는 그로부터 신호를 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 3j를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 (예컨대, 제1 및 제2 TCO 층(214, 216)과 동일한 재료와 같은) 전도성 산화물 층으로부터 패터닝된다는 차이를 제외하고는 도 3i를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 4a 및 도 4b는 일부 구현에 따라 실내 및 실외 환경 내외로 신호를 송신 및 수신할 수 있는 통합 안테나를 갖는 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 그러한 기능성을 갖는 다양한 실시형태에서, 적어도 하나의 접지 평면은 접지 평면의 내측 상의 하나의 안테나 구조와 접지 평면의 외측 상의 다른 안테나 구조 사이에 배치된다. 내향 안테나 구조는 안테나 구조의 내측 상의 추가적 접지 평면에 의해 차단되지 않는다. 유사하게, 외향 안테나 구조는 안테나 구조의 외측 상의 추가적 접지 평면에 의해 차단되지 않는다. 일부 구현에서는, 내향과 외향 안테나 구조 사이에 다수의 접지 평면이 배치된다.
특정 실시형태는 (i) 안테나 구조를 형성하기 위한 창 상의 전도성 재료의 패치, 및 (ii) 패치 안테나 구조에 평행하거나 직각(또는 사이의 어느 각도)일 수 있는 접지 평면을 갖는 패치 안테나와 관련 있다. 패치 안테나는 여기 다른 곳에서 설명된 스트립 라인 안테나와 유사한 모노폴 안테나로서 구성될 수 있다. 스트립 라인은 전형적으로는 (그것이 형성되는 표면에 평행한 치수가) 비교적 박형인 한편, 패치는 비교적 더 넓다, 예컨대, 그 가장 좁은 치수(즉, 그것이 형성되는 표면에 평행한 치수)가 적어도 약 0.5 인치이다. 다른 실시형태에서, 패치는 그 가장 좁은 치수가 적어도 약 1인치, 또는 적어도 약 2인치, 또는 적어도 약 3 인치이다. 특정 실시형태에서, 패치 안테나 구조는 여기에서 개시된 스트립 라인 안테나 구조에 적합한 바와 같은 (그것이 형성되는 표면에 바로 직각인) 두께를 갖는 전도성 재료의 연속적, 패터닝되지 않은 패치이다. 일부 실시형태에서, 패치 안테나 구조는 패터닝된다; 예컨대, 소정 프랙탈 안테나 구조이다. 달리 명시되지 않는 한, 스트립 라인 안테나 구조의 어느 논의라도 패치 안테나 구조에 동등하게 적용된다.
동일한 평면 상의 접지 평면과 안테나 구조
도 2a 내지 도 4b의 실시형태는 서로 다른 층 상의 접지 평면과 안테나 구조를 도시한다. 이것은 그럴 필요는 없다. 일부 구현에서, 접지 평면과 안테나 구조(들)는 단일 층의 다른 영역을 점유한다. 예컨대, TCO 층은 TCO의 접지 부분이 접지 평면으로서 역할을 하고 그리고 하나 이상의 떨어져 접속된 라인이 안테나 구조로서 역할을 하도록 패터닝되고 전기적으로 접속될 수 있다. 그러한 설계는, 예컨대, 창틀 구조 또는 스페이서와 같은 오프-라이트 구조 상에 평탄 접지 평면을 제공하는 것이 편리하지 않을 때 적합할 수 있다. 층 상의 접지 평면과 안테나 구조의 상대적 크기, 위치, 및 정향에 종속하여, 송신 또는 수신을 위한 방사는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 분포된다. 예컨대, 위에서 설명된 바와 같이, 창 안테나로부터 송신된 방사는 접지 평면으로부터 떨어진 쪽으로 지향될 수 있다. 도 9d는 라이트의 동일한 판유리 상에 배치된 프랙탈 패치 안테나(995)와 스트립 접지 평면(993)의 일례를 제시한다. 다른 예는, 라이트의 일측면의 일부 또는 전부를 덮는 직사각형을 포함하는, 다른 형상 및 크기의 접지 평면을 채용한다. 다른 예는 다른 형태의 패치 안테나, 스트립 라인 안테나 등과 같은 다른 안테나 구조를 채용한다.
창 안테나용 안테나 설계의 부류
전기변색 디바이스에 대한 안테나 구조의 위치
다양한 IGU 안테나 설계는 전형적으로는 하나 이상의 부류로 나뉜다. 하나의 부류에서, 전기변색 디바이스 자체가 안테나 또는 그 일부를 포함하도록 수정된다. 그러한 실시형태에서, 안테나는 유리 표면의 반대편 전기변색 스택의 상부에 제공된 상위 투명 도체 층(예컨대, 인듐 주석 산화물 또는 "ITO" 층) 또는 유리 기판에 인접하여 배치된 투명 도체 층(예컨대, 불화 주석 산화물 또는 "TEC" 층)과 같은 디바이스의 투명 도체 층 상에 또는 거기에 제조될 수 있다. 전기변색 디바이스에서, 2개의 투명 도체 층의 각각은 전기변색 디바이스의 스위칭 동안 투명 전도성 층을 반대 극성으로 구동하는 그 자신의 버스 바에 접속된다. 안테나가 이들 층 중 하나 상에 또는 거기에 제공될 때, 안테나는 전도성 층의 주위 부분으로부터 전기적으로 격리되어야 하고 그리고 부가적 전기 접속부가 안테나 전송 라인에 제공되어야 한다. 예컨대, 안테나 설계 패턴은 레이저 스크라이빙 또는 식각에 의해 주위 전도성 층으로부터 효과적으로 끌어내고 전기적으로 격리될 수 있다. 일부 실시형태에서, 버스 바는 하나 이상의 세그먼트가 전기변색 디바이스 전이에 전력을 공급하고 그리고 다른 세그먼트가 안테나 내/외로 전기 신호를 송신 또는 수신하도록 세그먼팅된다.
다른 부류에서, 안테나 구조는 전기변색 디바이스와 일체인 스택의 층에 제조되지만, 그 층은 전기변색 디바이스의 스위칭 또는 착색과 연관된 기능을 직접 제공하지는 않는다. 일례에서는, 전기변색 디바이스 스택을 포함하고 있는 기판 상에 전도성 재료의 별개 층이 퇴적된다. 일부 실시형태에서, 부가적 층은 전기변색 디바이스 스택이 제조되는 기판(유리)의 측면 상에 퇴적되고 그리고 이러한 층의 형성은 전기변색 디바이스 스택 층의 퇴적에 통합될 수 있다. 예컨대, (유리 기판으로부터 떨어진 쪽의 측면 상의) 전기변색 디바이스의 상부 상에, 안테나 구조는 상위 투명 도체 층 위의 절연 층 및 절연 층 위의 패터닝된 전도성 층 또는 인쇄된 패턴으로서 구현될 수 있으며, 그 패턴은 안테나 구조를 획정한다. 일부 실시형태에서, 안테나 구조에 전용인 별개의 전도성 층은 기판과 제공되고 그리고 전기변색 디바이스의 제조 동안 별개로 퇴적될 필요는 없다. 전용 안테나 구조 층이 어떻게 제조되는지에 무관하게, 그것은 층 상의 또는 거기에서의 안테나 구조(들)용 별개의 전기 접속부를 포함할 것이다. 별개로, 전기변색 디바이스의 스위칭을 구동하는 역할을 하는 2개의 투명 전도성 층은 광학적 스위칭을 구동하는데 필요한 극성의 전압을 인가하기 위한 표준 버스 바 또는 다른 접속부를 가질 것이다.
다른 부류에서, 전기변색 디바이스 스택의 투명 전도성 층 중 하나의 일부는 기저 기판에서 스트리핑되고, 그리고 후속하여, (예컨대, CVD, 롤링 마스크 리소그래피 또는 전도성-잉크 인쇄 기술로) 안테나 구조는 노출된 구역 상에 형성된다. 특정 실시형태에서, TCO의 제거된 부분은 전기변색 라이트의 에지에 또는 그 가까이에 위치한다.
다른 부류에서, 안테나 구조는 전기변색 디바이스를 갖는 것과는 다른 IGU 표면 상에 배치된다. 그러한 다른 표면은 전기변색 디바이스 스택이 거처하는 라이트 표면의 반대편 표면일 수 있다. 그러한 일부 실시형태에서, 전기변색 라이트는 현재 ECD 설계에 포함되지 않는 부가적 층 또는 판유리를 포함하는, 안테나 구조를 포함하는, 래미네이트 구조를 포함한다. 다른 실시형태에서, 안테나 구조는 IGU의 별개의 라이트의 표면 상에 형성된다.
스페이서 상의 안테나
도 5a 및 도 5b는 일부 구현에 따라 통합 안테나를 갖는 다른 예의 IGU(202)의 단면도를 도시한다. 도 5a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)에서, 하나 이상의 제1 안테나 구조(540)는 스페이서(218) 중 제1 스페이서의 내측 표면 상에 형성되는 한편 하나 이상의 제2 안테나 구조(542)는 스페이서(218) 중 제2 스페이서의 내측 표면 상에 형성된다. 제1 및 제2 안테나 구조(540, 542)는, 각각, 접착 층(544, 546)을 사용하여 스페이서(218)에 접착될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 안테나 구조(542, 544)는 마일라(mylar) 또는 다른 접착 테이프 상에 장착 또는 퇴적 또는 형성된 전도성 포일로 형성될 수 있다. 도 5b를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 도 5b의 IGU(202)가 발포 고무 또는 다른 절연 스페이서(218)보다는 금속 스페이서(548)를 포함한다는 차이를 제외하고는 도 5a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 그러한 구현에서, 스페이서(548) 자체는 접지 평면으로서 기능할 수 있다. 대안으로, 스페이서 또는 그 일부가 적합하게 구성되면(크기, 형상, 위치, 도체 재료), 스페이서는 방사 안테나 전극으로서 구동될 수 있다.
전극 구조 및 방사 속성에 의해 특성이 결정되는 바와 같은 창 안테나 설계
예시적 모노폴 안테나
모노폴 안테나는, 그것이 도 8a 및 도 8b에서 도시된 것들과 같은 소정 프랙탈 안테나에서 채용된 삼각형 형상과 같은 다른 형상을 포함할 수 있기는 하지만, 단일 극, 라인, 또는 패치인 안테나 구조를 갖는다. 보통은 창 구현에서, 안테나 구조는 창 표면 상의 스트립 라인 또는 패치로서(예컨대, TCO, 구리 금속, 또는 은 잉크의 박형 라인으로서) 제공된다. 제2 전극은 안테나 구조를 형성하는 라인의 축에 직각으로 정향된 접지 평면이다. 용어 직각은 전극이 정확히 90도 떨어져 있는 정향은 물론 전극이 정확히 90도 떨어져 있지는 않는 정향도 포함하도록 의도된다(예컨대, 그것들은 약 85도 내지 90도에 있거나, 또는 약 75도 내지 90도에 있거나, 또는 약 60도 내지 90도에 있다). 접지 평면은, 기체(예컨대, IGU 내부를 채우고 있는 공기 또는 기체) 또는 다른 유전체가 안테나 구조의 단부를 접지 평면으로부터 분리시키게 되도록, 안테나 구조의 단부 중 하나 너머에 배치된다. 안테나 구조가 창 상에 배치될 때, 접지 평면은 창틀과 같은 인접하는 구조, 중간 문설주 또는 가로대와 같은 건물 프레이밍 컴포넌트, IGU의 스페이서, 또는 상기 요소 중 어느 하나 또는 창에 부착된 별개의 전도성, 실질적-평면 구조 상에 제공될 수 있다. 창 안테나에서의 응용을 위한 모노폴 안테나의 기본 구조는, 전도성 재료의 스트립(안테나 구조(952))이 제공되는 라이트(950), 및 안테나 구조에 실질적으로 직각으로 정향된 별개의 접지 평면(954)을 포함하는, 도 9a에서 묘사되어 있다. 도 9d는 또한 안테나 구조로서 이번에는 프랙탈 패치를 갖는 모노폴 안테나, 및 접지 평면으로서 공면 전도성 스트립을 묘사한다.
모노폴 안테나는 단일 주파수 또는 협대역의 주파수에서 방사를 송신(및/또는 수신)한다. 주파수 스프레드가 적용을 위해 선택된다. 전형적으로, 스프레드가 더 좁을수록, 안테나는 더 효율적으로 전력을 사용한다. 그렇지만, 와이-파이와 같은 소정 전송 프로토콜은 소정 스프레드의 주파수(예컨대, 2.40 GHz 내지 2.49 GHz)를 채용하고 그리고 안테나가 필적하는 범위에 걸쳐 송신 또는 수신하는 것이 바람직할 수 있다. 모노폴 안테나의 길이는 그것이 사용되는 RF파의 파장에 의해 결정된다. 예컨대, 사분의 일 파 모노폴은 라디오파의 파장의 대략 1/4 길이를 갖는다.
모노폴 안테나는 전형적으로 무지향성으로, 예컨대, 안테나 구조의 라인의 축 주위로 대략 360도로 방사를 송신(및/또는 수신)한다. 신호 세기는 모노폴 축 주위에서 균등하게 또는 거의 균등하게 분포될 수 있다. 그것은 접지 평면 너머에서는 신호가 있더라도 거의 방사(또는 수신)하지 않는다. 더욱, 그것은, 접지 평면으로부터 떨어진 쪽으로, 모노폴 축의 방향으로는 한정된 신호만을 방사(또는 수신)한다. 모노폴 안테나 구조가 라이트와 같은 평탄 표면에 배치될 때, 그것은 구조의 좌측 및 우측으로는 물론, 라이트의 평면 내로 그리고 밖으로도 방사한다. 이것은 방향에서는 모노폴 설계가 무지향성 방위각 송신 또는 수신이 소망되는 많은 응용에 사용되는 것을 가능하게 한다.
창 상에 구현된 모노폴 안테나는 제조하기가 비교적 용이하다. 그것은 유리 창의 평면 상의 전도성 재료의 스트립 및 창 상의 전도성 재료의 스트립 또는 패치의 축에 직교하여 위치하는 접지 평면에 의해 구현될 수 있다. 접지 평면은 여러 다른 식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 그것은 알루미늄 가로대 또는 중간 문설주와 같은 전도성 프레이밍 구조의 일부분일 수 있다. 그것은 또한 라이트에 부착된 그리고 모노폴 안테나 구조의 종단으로부터 분리되어 있는 금속 또는 전도성 재료의 시트와 같이 특히 접지 평면이 되도록 제조된 전도성 시트일 수 있다. 그것은 또한 창틀 또는 절연된 글레이징 유닛, 또는 모노폴 구조를 갖는 유리 판유리의 주변 주위의 다른 구조에 부착 또는 형성된 전도성 재료의 평탄 섹션일 수 있다. 일부 구현에서, 접지 평면은 모노폴 전극 안테나 구조와 동일한 라이트 상에 배치된다. 다른 모노폴 안테나 실시형태에 대해서와 같이, 접지 평면은 안테나 구조의 축방향 종단으로부터 오프셋 되어 있지만, 이러한 경우에 접지 평면은, 안테나 구조가 거처하는 표면(도 9d 참조)이든 평행 표면이든, 라이트의 평탄면 상에 형성된다. 다른 실시형태에서, 접지 평면은 라이트의 에지 상에 배치된다. 예컨대, 접지 평면은 모노폴 전극 구조의 종단에 인접하는 라이트의 에지 상에 배치된 금속 스트립과 같은 전도성 스트립일 수 있다. 일부 경우에, 그러한 접지 평면은, 안테나의 방사 패턴을 제약하는데 적합한 대로, 라이트의 2개 이상의 에지 상에 배치된다.
모노폴 안테나는 전기변색 창의 맥락에서 다양한 응용을 갖는다. 예컨대, 모노폴 안테나는 신호를 건물 안으로도 밖으로도 브로드캐스팅하는데 채용될 수 있다. 모노폴 안테나는 또한 건물 안으로부터든 밖으로부터든 신호를 수신할 수 있다. 무지향성 모노폴 안테나는 블루투스 비컨(IEEE 802.15.1; 2.4 - 2.485 GHz), 와이-파이 리피터(IEEE 802.11; 주로 2.4 기가헤르츠 및 5 기가헤르츠), 지그비 네트워크 통신(IEEE 802.15.4; 미국에서 915 MHz) 등을 산출하도록 채용될 수 있다.
변종 모노폴 안테나는 안테나의 안테나 구조가 단일 극, 패치, 또는 라인이라는 점에서 무지향성 모노폴 안테나 설계의 것과 유사한 설계를 갖는다. 그리고, 무지향성 모노폴 안테나처럼, 이러한 모노폴 안테나는 접지 평면을 갖지만, 접지 평면은 모노폴 안테나 구조의 축에 평행하게 정향된다. 용어 평행은 전극이 정확히 0도 떨어져 있는 정향은 물론 전극이 정확히 0도 떨어져 있지는 않는 정향도 포함하도록 의도된다(예컨대, 그것들은 약 0도 내지 5도에 있거나, 또는 약 0도 내지 15도에 있거나, 또는 약 0도 내지 30도에 있다). 안테나 구조가 창 상에 배치될 때, 접지 평면은 다수의 창 판유리의 다른 조립체 또는 IGU의 별개의 창의 표면 중 하나 상에, 또는 안테나 구조를 갖는 창의 반대편 표면과 같은 평행한 표면 상에 또는 안테나 구조와 동일한 표면 상에 제공될 수 있다. 예로서, 도 2a 내지 도 4b에서 도시된 구조는 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나로서 구현될 수 있다.
무지향성 모노폴 안테나처럼, 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나는 단일 주파수 또는 협대역의 주파수에서 방사를 송신(및/또는 수신)한다.
무지향성 모노폴 안테나와는 달리, 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나는 방향성으로, 예컨대, 안테나 구조의 라인의 축의 일측면 주위로 약 180도로 방사를 송신(및/또는 수신)한다. 신호 세기는 180도 주위에서 균등하게 또는 거의 균등하게 분포될 수 있다. 그것은 접지 평면 너머에서는 신호가 있더라도 거의 방사(또는 수신)하지 않는다. 방사 분포는 접지 평면의 반대편 방향으로 가장 강한 신호를 갖는 로브일 수 있다. 일부 경우에, 방사 분포는 대략 안테나 구조의 축의 길이를 따라 슬라이싱된 원통의 절반을 형성한다.
평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나는 전기변색 창의 맥락에서 다양한 응용을 갖는다. 예컨대, 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나는 블루투스 비컨(IEEE 802.15.1; 2.4 - 2.485 GHz), 와이-파이 리피터(IEEE 802.11; 주로 2.4 기가헤르츠 및 5 기가헤르츠), 지그비 네트워크 통신(IEEE 802.15.4; 미국에서 915 MHz) 등을 산출하도록 채용될 수 있다.
예시적 다이폴 안테나
다이폴 안테나는 2개의 전극을 포함하며, 둘 다 전자기 에너지를 방사(또는 수신)하는 안테나 구조이다. 각각의 그러한 전극은, 모노폴처럼, 단일 극, 패치, 또는 라인이다. 그리고, 창 구현에서 모노폴 안테나에 대해서와 같이, 다이폴 전극은 창 표면 상의 스트립 라인으로서(예컨대, TCO, 구리 금속, 또는 은 잉크의 박형 라인으로서) 제공될 수 있다. 전형적으로, 다이폴 안테나의 라인 또는 패치는 평행하다. 용어 평행은 전극이 정확히 0도 떨어져 있는 정향은 물론 전극이 정확히 0도 떨어져 있지는 않는 정향도 포함하도록 의도된다(예컨대, 그것들은 약 0도 내지 5도에 있거나, 또는 약 0도 내지 15도에 있거나, 또는 약 0도 내지 30도에 있다). 다이폴 안테나는 접지 평면이 있거나 없게 설계될 수 있다. 존재할 때, 접지 평면은 제3 전극일 수 있고 그리고, 무지향성 및 한정된-방향성 모노폴 안테나에서의 배열과 유사한 방식으로, 다이폴 안테나의 극에 평행 또는 직각으로 정향될 수 있다. 개개의 다이폴 전극은 단일 접지 평면을 공유할 수 있다. 다이폴 설계에서, 접지 평면은 모노폴 안테나에 대해 위에서 설명된 바와 같이 전도성 프레이밍 구조 또는 다른 특수 설계된 구조 상에 제공될 수 있다.
다이폴 안테나는 전형적으로는 전극 길이가 동일하거나 실질적으로 동일할 때 단일 주파수 또는 협대역의 주파수에서 동작한다. 그러한 경우에, 파장은 다이폴 안테나 구조 길이의 약 2배 길이일 수 있다. 안테나 구조가 다른 길이를 가질 때, 안테나 구조는 다른 극(전극)과 각각 연관된 다른 주파수의 방사를 방사(또는 수신)한다.
다이폴 안테나는 방향성 동작하며 안테나의 2개의 극에 실질적으로 평행한 2개의 로브 상에서 최대 방사 세기(또는 신호 수신 효율)를 갖고 그리고 2개의 극 사이에 위치하는 평면 상에서 비교적 높은 세기를 갖는다. 다이폴 창 안테나의 응용은 모노폴 안테나에 대한 것들을 포함하지만, 도시의 고층 건물의 저층과 같은 일부 경우에 더 강한 신호가 필요하거나 또는 더 많은 방향성을 갖는다. 그러한 위치는 다수의 RF 소스로부터의 간섭 및 심한 잡음을 경험할 수 있다.
도 6a는 도 2a 또는 도 2b를 참조하여 도시 및 설명된 것과 같은 IGU(202)의 상면 또는 평면도를 도시한다. 도 6a의 IGU(202)에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)는 다이폴 안테나로서 중심-접속된다. 일부 구현에서, 도 6a의 IGU(202)는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)에 임피던스 정합 또는 필터링을 제공하기 위한 정합 회로(650, 652)를 더 포함한다. 예컨대, 정합 회로(650, 652)의 각각은 하나 이상의 인덕터, 커패시터, 저항기 및/또는 변압기와 같은 하나 이상의 수동 회로 소자를 포함할 수 있다. 도 6b를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 모노폴 안테나로서 전기적으로 접속된다는 차이를 제외하고는 도 6a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
도 6b를 참조할 때, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 동일한 파라미터(특히 길이)를 갖고 그리고 동일한 주파수 동상 신호로 구동되면, 그들 간 보강 간섭이 있을 것이다. 그렇지만, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 동일한 파라미터(특히 길이)를 갖고 그리고 동일한 주파수 180도 이상 신호로 구동되면, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 조합은 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각이 하프-다이폴로서 기능하는 폴디드 다이폴로서 기능할 것이다. 부가적으로, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 파라미터가 다르면 또는 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각에 인가된 신호의 주파수 또는 위상이 다르면, 보강 간섭도 그리고 상쇄 간섭도 있을 것이어서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 조합의 방향성을 전체로서 조절하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, (예컨대, 다른 주파수에서 송신하기 위한) 다수의 안테나 설계 패턴을 포함하는 구현에서, 창은 다수의 설계 패턴이, 예컨대, 네트워크 컨트롤러에 의해 독립적으로 다뤄질 수 있도록 구성된다. 일부 경우에, 창 및/또는 컨트롤러는 어느 안테나를 사용할지 그리고 어느 전력 및 위상을 인가할지 동적으로 선택하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 프랙탈 안테나가 사용되는 구현에서, 컨트롤러는 또한 프랙탈 안테나의 주파수 동작 범위를 조절하도록 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 안테나 구조(230, 232) 또는 도 8b의 것들과 같은 다른 안테나 구조는 그것들이 IGU 스페이서에 의해 가려지고 그래서 라이트의 볼 수 있는 영역에서 보이지 않게 되도록 IGU에서의 하나 이상의 라이트의 에지에 근접하여 위치한다. 그와 같이, 안테나 구조는 그것들이 스페이서에 의해 은폐되지 않았으면 그것들이 보이게 하였을 라인 폭 및 다른 치수 및 광학적 속성을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, IGU 스페이서는 스페이서가 안테나 구조를 가릴 때 비-전도성 재료로 제작됨을 주목한다.
도 7a 및 도 7b는 다른 일부 구현에 따라 다른 예시적 안테나 구조 및 패턴을 도시한다. 도 7a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 다이폴-접속된 안테나 구조(230, 232)가 각각 동일한 신호에 의해 구동되는 다수의 다이폴-접속된 안테나 구조를 포함한다는 차이를 제외하고는 도 6a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 예시된 구현에서, 안테나 구조의 각각은 관련 있는 신호의 사분의 일 파장의 다른 정수 수와 동등한 길이를 갖는다. 일부 유사한 구현에서, 하나 이상의 안테나 구조는 야기 또는 대수 주기 안테나로서 구현될 수 있다. 도 7b를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 다이폴-접속된 안테나 구조(230, 232)가 각각 동일한 신호에 의해 구동되는 다이폴-접속된 안테나 구조의 어레이를 포함한다는 차이를 제외하고는 도 7a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다.
야기 안테나는 라인을 따라 분포된 다수의 평행 소자를 포함한다. 평행 소자는 크로스바에 부착될 수 있다. 적어도 한 쌍의 이들 소자는 다이폴 쌍으로서 구동되고 그리고 전송 라인에 의해 안테나 회로(송신기 또는 수신기)에 접속된다. 도 7a 내지 도 7b를 참조한다. 평행 소자 중에는 송신기 또는 수신기에 전기적으로 접속되지 않고, 그리고 방사 패턴을 수정하도록 라디오파를 재방사하는 공진기로서 역할을 하는 적어도 하나의 기생 소자가 있다. 평행 소자 중 다른 소자는 여진 소자의 일측면 상에 위치하는 반사기이다. 소자들 간 전형적 간격은, 구체적 설계에 종속하여, 파장의 약 1/10로부터 1/4까지 다양하다. 디렉터의 길이는 여진 소자의 길이보다 조금 더 짧은 한편, 반사기(들)는 조금 더 길다.
야기 안테나는 다이폴 안테나와 동일한 주파수 특성을 갖는다. 야기 안테나는 전극 길이가 동일하거나 실질적으로 동일할 때 단일 주파수 또는 협대역의 주파수를 갖는다. 그러한 경우에, 파장은 다이폴 안테나 구조 길이의 약 2배 길이일 수 있다. 안테나 구조가 다른 길이를 가질 때, 안테나 구조는 다른 극(전극)과 각각 연관된 다른 주파수의 방사를 방사(또는 수신)한다. 방사 패턴은 실질적으로 단방향성이며 소자의 평면에서 소자에 직각인 축을 따라 메인 로브를 갖는다. 창 상에서의 응용은 강한 방향성 컴포넌트가 요구되는 것들을 포함한다. 야기 안테나는 안테나 구조의 평면의 방향으로 편파된 방사를 송신 및 수신함을 주목한다. 브로드캐스트 방사가 수평 방향으로 편파되는 경우에는, 천창 또는 다른 수평으로 정향된 창 상에 배치된 야기 안테나가 적합할 수 있다.
대수 주기 안테나는 점진적으로 증가하는 길이의 다수의 다이폴 여진 소자를 갖는 안테나 구조를 갖는다. 예컨대, 도 7a 내지 도 7b를 참조한다. 각각의 다이폴 여진 소자는, 창 표면 상에 형성될 수 있는, 한 쌍의 평행 전도성 스트립 또는 라인을 포함하고 있다. 다이폴 소자는, 송신기 또는 수신기로부터의 급전 라인에 병렬로 접속되어, 라인을 따라 함께 가까이 배치된다. 다이폴 소자는 주파수의 시그마 함수를 따른 간격으로 이격되어 있다. 다이폴 소자에서의 라인의 길이는 안테나의 전반적 대역폭의 다른 주파수에서의 공진에 대응한다. 대수 주기 안테나의 모든 라인 소자는 능동이다, 즉, 급전 라인에 전기적으로 접속된다. 존재할 때, 접지 평면은, 모노폴 안테나에서의 배열과 유사한 방식으로, 대수 주기 안테나의 다이폴 소자에 평행 또는 직각으로 정향될 수 있다.
대수 주기 안테나는 부분적으로 여진 다이폴 소자의 길이에 의해 결정된 광대역의 주파수를 송신 및/또는 수신한다. 대수 주기 안테나는 고도로 방향성이며, 보통은 좁은 빔 방사 패턴을 갖는다. 방사 패턴은 대수 주기 안테나의 주파수 범위에 걸쳐 거의 일정하다. 창 안테나에 관한 응용은 야기 안테나와 같은 다른 다이폴 안테나에 적합한 것들을 포함한다.
예시적 프랙탈 안테나
프랙탈 안테나는 프랙탈 형상을 갖는 안테나 구조를 갖는다. 적합한 형상의 일례는 시어핀스키 프랙탈 형상이다. 다른 예는 코흐(Koch) 곡선 및 힐베르트-페아노(Hilbert-Peano) 곡선을 포함한다. 예컨대, 도 8a 내지 도 8b를 참조한다. 프랙탈 안테나는 스페인 바르셀로나 소재의 Fractus 법인을 포함하는 다양한 회사에 의해 설계 및 제작된다. 보통은 창 구현에서, 그것은 창 표면 상의 프랙탈 설계로서(예컨대, TCO, 구리 금속, 또는 은 잉크의 박형 패턴으로서) 제공된다. 일부 구현에서, 제2 전극은 모노폴 안테나에 대해 위에서 설명된 바와 같이 안테나 구조를 형성하는 라인의 축에 직각으로 정향된 접지 평면이다. 일부 구현에서, 접지 평면은 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나처럼 프랙탈 안테나 구조의 축에 평행하게 정향된다. 프랙탈 안테나에 의해 점유된 창 구역은, 예컨대, 가장 긴 치수 상에서 약 4 인치 이하의 차수로 비교적 작을 수 있다(예컨대, 약 20㎜ 대 30㎜).
프랙탈 안테나는 프랙탈 구조에 종속하여 단일 또는 다수 주파수를 가질 수 있다. 프랙탈 안테나는 모노폴 안테나 또는 모노폴 안테나 그룹의 특성을 갖도록 설계될 수 있다. 프랙탈 안테나가 모노폴 안테나 또는 모노폴 안테나 그룹의 특성을 갖도록 설계될 수 있기 때문에, 그것은 접지 평면이 위치하는 곳에 종속하여 무지향성 모노폴 안테나 또는 평행 접지 평면을 갖는 모노폴 안테나(둘 다 위에서 설명됨)의 방향성 특성을 가질 수 있다. 프랙탈 안테나의 이점은 그것이 창 상의 비교적 작은 공간을 점유하면서 다수 주파수에서 효율적으로 동작할 수 있다는 것이다. 도 8a에서 예시된 바와 같이, 시어핀스키 프랙탈의 반복 구조는 각각 다른 주파수를 갖는 모노폴 안테나의 다수의 반복을 제공한다. 일부 구현에서, 다른 주파수는 창 안테나에 다른 응용을 제공할 수 있거나 또는 그것들은 단일 응용에 다른 동작 대역을 제공할 수 있다.
도 8b는 접지 평면(802)에 직각으로 정향된 시어핀스키 프랙탈 안테나 구조(801)를 갖는 모노폴 창 안테나를 예시한다. 특정 구현에서, 시어핀스키 프랙탈 안테나 구조(801)는 라이트 표면 상에 제조되고 그리고 접지 평면(802)은 중간 문설주 또는 가로대와 같은 창틀 요소 또는 스페이서 상에 구현된다.
도 8c는, 라이트와 같은 기판을 함께 사이에 끼우는, 평행 접지 평면 및 패치 안테나(도 8b에서의 "프랙탈 패치")로서 구현된 시어핀스키 프랙탈 안테나 구조를 예시한다. 예시적 치수가 도면에서 제공된다. 일반적으로, 시어핀스키 프랙탈 안테나는, 예컨대, 약 5 인치 이하, 또는 약 2 인치 이하의 밑변 대 정점 치수를 갖는 작은 치수 패치에 구현될 수 있다.
도 8d 및 도 8e를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)는 적어도 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)가 프랙탈 안테나로서 패터닝 또는 형성된다는 차이를 제외하고는 도 6a를 참조하여 도시 및 설명된 IGU(202)와 유사하다. 더 구체적으로, 도 8d의 IGU(202)에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 코흐 곡선으로서 패터닝된다. 도 8e의 IGU(202)에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)의 각각은 힐베르트-페아노 곡선으로서 패터닝된다. 그러한 일부 구현에서(그리고 위에서 설명된 다른 구현에서도), 안테나 구조(230, 232)는 유익하게는 은 또는 다른 전도성 재료 나노-인쇄, 롤링 마스크 포토리소그래피 또는 다른 기술을 사용하여 패터닝될 수 있다. 이들 및 다른 구현에서, 일반적으로는 안테나 구조가 육안에 의해 쉽게 또는 용이하게 보일 수 없도록 충분히 좁거나 또는 투명한 것이 바람직하다. 다른 일부 구현에서, 제1 및 제2 안테나 구조(230, 232)는 뇌문 안테나를 포함하는 다른 유형의 안테나를 형성하도록 패터닝될 수 있다.
단일 창, IGU , 또는 창 및 (틀, 중간 문설주, 가로대 등과 같은) 연관된 구조 상의 다수의 안테나
특정 실시형태에서, 창 및/또는 창 연관된 컴포넌트는 다수의 안테나를 포함하고 있다. 많은 안테나 구조의 작은 크기 및 야단스럽지 않은 구성을 고려해 볼 때, 다수의 안테나는 단일 창(라이트) 및/또는 연관된 창 컴포넌트 상에 제공될 수 있다. 프랙탈 안테나는, 예컨대, 대략 치수당 2 인치일 수 있다. 창 조립체의 라이트 또는 라이트들에 부가하여, 안테나는 하나 이상의 창 및/또는 안테나 컨트롤러, IGU 스페이서, (중간 문설주 및 가로대를 포함하는) 창틀 등 상에 배치될 수 있다. 일부 경우에, 안테나는 창 컨트롤러의 회로 기판 상에 제공된다. 일부 경우에, 안테나는 전기변색 창, 안테나 구조, 접지 평면, 및 컨트롤러와 같은 2개 이상의 소자를 접속시키는 도체를 제공하도록 사용되는 접착 스트립 상에 제공된다. 그러한 접착 스트립의 예는 도 11d, 도 11g, 및 도 11h에서 제공된다. 분명한 바와 같이, 특정 설계는 각각 그 자신의 방사 패턴을 갖는 2개 이상의 안테나를 채용한다. 그러한 실시형태에서, 설계는 간섭 및/또는 널 영역의 가능성을 다룰 수 있다.
도 9b는 여기에서 설명된 라이트 중 많은 것들처럼 전기변색 라이트일 수 있는 라이트(909)가, 각각 별개로 제어되지만 단일 접지 평면(911)을 공유하는, 프랙탈 안테나(913) 및 일반 패치 안테나(915)를 포함하고 있는 일례를 제시한다. 특정 실시형태에서, 2개의 안테나는 다른 접지 평면을 채용한다. 일부 구현에서, 2개의 안테나는 다이폴 안테나로서 역할을 하도록 상보적 방식으로 구동된다. 다른 구현에서, 안테나는 함께 작동하지 않고, 블루투스 비컨을 제공하는 것 및 와이-파이 서비스를 제공하는 것과 같은 별개의 응용을 제공한다. 묘사된 구성에서, 접지 평면(911)은 라이트(909) 및 연관된 안테나(913, 915)에 실질적으로 직각이다.
도 9c는 라이트(970)가 라이트의 표면 상에 배치된 3개의 시어핀스키 프랙탈 안테나(980, 982, 984)를 갖는 일례를 제시한다. 도시되지는 않지만, 하나 이상의 연관된 접지 평면은 라이트(970)를 갖는 IGU의 일부분일 수 있는 평행 라이트 또는 라이트(970)의 평행 표면 상에 제공될 수 있다. 컨트롤러(975)는 라이트(970) 상에 또는 근접하여 배치될 수 있다. 일례에서, 컨트롤러(975)는 도 11a 내지 도 11f와 연관하여 논의되는 바와 같은 창-부착 캐리어를 사용하여 구현된다. 묘사된 예에서, 통신 인터페이스(974)는 컨트롤러(975) 내에 제공된다. 인터페이스(974)는 라이트(970)의 안테나와 마스터 컨트롤러 또는 안테나를 동작시키기 위한 명령어의 다른 소스 간 통신을 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 인터페이스(974)는 CAN 버스와 인터페이싱하도록 구성된다. 물론, 다른 통신 프로토콜이 사용될 수 있다. 컨트롤러(975)는 또한 안테나를 제어하기 위한 로직을 포함한다. 그러한 로직은 개개의 안테나에 대한 수신/송신 로직을 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 로직 블록(978)은 안테나(984)를 제어하고 그리고 로직 블록(976)은 안테나(980, 982)를 제어한다. 일부 구현에서, 안테나(980, 982)는 함께 다이폴 안테나로서 동작한다.
안테나 컴포넌트를 송신기/수신기 로직에 접속시키기 위한 상호접속부
설명된 바와 같이, 안테나 구조는, 예컨대, 창 표면의 평면 상의 투명 전도성 산화물의 라인과 같은 전도성 재료의 라인으로서 구현될 수 있지만, 유전체에 의해 접지 평면으로부터 분리되어 있다. 설명되는 바와 같이, 적어도 안테나 구조는 각각, 안테나 컨트롤러에 구현될 수 있는, 송신기 및/또는 수신기 로직에 전기적으로 결합되어야 한다. 부가적으로, 접지 평면은, 존재한다면, 접지에 접속되어야 한다. 다양한 유형의 전기 접속부(또는 "상호접속부")는 이들 목적으로 사용될 수 있으며, 그 유형은 안테나 컴포넌트 및 컨트롤러가 거처하는 창의 부분에 종속하여 달라진다.
하나 이상의 라이트의 에지 주위의 상호접속부
안테나 전극이 다른 표면 상에 위치하는(예컨대, 그것들이 둘 다 라이트의 동일한 표면 상에 위치하지는 않는) 안테나 설계에서는, 창 또는 IGU의 부분들 간 또는 주위로 지나가는 전기 접속부가 필요로 될 수 있다. 예컨대, 전기 접속부는 IGU 표면(S4)과 표면(S3) 간, 표면(S4)과 표면(S2) 간, 표면(S4)과 표면(S1) 간, 표면(S3)과 표면(S2) 간, 표면(S3)과 표면(S1) 간, 표면(S2)과 표면(S1) 간, 스페이서 표면과 어느 IGU 라이트 표면 간, 또는 (중간 문설주 또는 가로대를 포함하는) 창틀 요소와 라이트 표면 중 어느 표면 간 필요로 될 수 있다. 전기 접속부는 필요한 접속(들)을 하는데 적합한 대로 라우팅된 전선, 케이블, 테이프, 전도성 블록 등의 형태를 취할 수 있다. 일부 경우에, 상호접속부는 IGU 스페이서 아래로 또는 내부를 통해 지나간다. 일부 경우에, 상호접속부는 라이트, 스페이서, 또는 접속을 필요로 하는 안테나 전극들 간 다른 표면의 에지의 형상/표면에 순응한다. 수 개의 예가 아래에서 제시된다. 이들 예 중 어느 것이라도 여기에서 설명된 상호접속부의 다른 유형을 채용하도록 확장될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 2개의 상호접속부는 IGU 또는 다른 연관된 창 구조 상의 커넥터로부터 나온다. 커넥터는 원격 위치에 또는 IGU 상의 다른 곳에 위치하는 안테나 컨트롤러(수신기 및/또는 송신기 로직)에 접속된다. 도 10a 내지 도 10f는 창 또는 IGU 상에 또는 가까이에 위치하는 커넥터 및 접지 평면 및 안테나 구조까지 이어지는 별개의 전기 접속부의 예를 제시한다.
도 10a는 차폐 동축 케이블과 같은 케이블(1003)이 라이트의 에지에 부착되는 라이트(1001)의 단면을 도시한다. 케이블(1003)은 안테나 수신기 및/또는 송신기(도시되지 않음)와 전기적으로 통신하고 있다. 케이블(1003)의 접지된 차폐(1005)는 라이트(1001) 상의 접지 평면(1007)에 접속되고, 그리고 케이블(1003)의 중심 도체(1009)는 라이트(1001) 상의 스트립 라인 또는 패치 안테나(1011)에 접속된다. 접지 평면(1007)과 안테나 구조(1011)는 라이트(1001)의 반대면 상에 있다. 이러한 실시형태에서, 케이블(1003)은 안테나 송신기/수신기로부터 그것이 라이트(1001)에 도달할 때까지 그 무결성을 보유하며(접지된 차폐(1005)는 중심 도체(1009)를 둘러쌈), 여기서 차폐(1005)는 도체(1009)로부터 분리되어 접지 평면(1007) 및 안테나 구조(1011)의 별개의 위치에 도달한다. 묘사된 실시형태에서, 케이블(1003)은 라이트(1001)의 에지에 부착되고, 그리고, 거기로부터, 접지 및 신호/전력 커넥터로 갈라진다. 대안의 실시형태에서, 케이블(1003)은 접지 평면 및 안테나 구조에 근접하는 라이트(1001)의 면 또는 다른 위치에 부착된다.
도 10b는, 케이블(1003)이 에지보다는 라이트(1001)의 면에 부착되는, 관련된 실시형태를 도시한다. 이러한 예에서, 라이트(1001)는 평행 라이트(1013) 및 스페이서(1015)를 포함하는 절연된 유리 유닛의 일부분을 형성한다. 안테나 구조(1011)는 스페이서(1015)의 외측 에지의 바로 바깥에 위치한다. 스페이서(1015)가 전도성이 아니거나, 예컨대, 비-전도성 재료로 코팅되면, 안테나 구조(1011)는 완전히 또는 부분적으로 스페이서 아래에 제공될 수 있다.
도 10c는 유사한 예를 제시하지만, 안테나 수신기/송신기로부터의 라인(1019)을 안테나 구조(1011) 및 접지 평면(1007)에 접속시키기 위한 표준 MCX 커넥터와 같은 소형 커넥터(1017)에 의존한다. 많은 유형의 소형(예컨대, 약 일 인치보다 더 크지 않은 치수) 커넥터가 필요한 접속부를 접속시키는데 이용가능하다. 커넥터(1017)는 케이블(1003)의 접지된 차폐를 포함하지 않으므로, 별개의 전도성 라인(1021)이 접지 평면(1007)을 커넥터(1017)의 접지 단자에 라우팅하는데 사용된다. 전도성 라인(1021)을 구현하기 위한 다양한 선택사항이 이용가능하다. 이들 중 하나가 도 10d 및 도 10e에서 도시된다. 거기에서 도시된 바와 같이, 전도성 라인(1021)은 그것이 커넥터(1017)로부터 접지 평면(1007)으로 뻗음에 따라 라이트(1001)의 에지에 순응하는 스트립이다. 전도성 라인(1021)은 금속 포일, 예컨대, 구리 포일과 같은 가단성 재료의 스트립일 수 있다. 대안으로, 전도성 라인(1021)은 도체를 포함하고 있는 연성 테이프일 수 있으며, 도 11d 및 도 11g에서 묘사된 것들과 유사하지만, 반드시 단일보다 많은 도체 라인을 필요로 하지는 않는다. 도 10e에 도시된 상세에서, 라인(1021)은 땜납(1025)을 통하여 접지 평면(1007)에 접속된다. 물론, 땜납 대신에 마찰 접합, 전도성 잉크 등이 사용될 수 있다. 도 10d 및 도 10e에서 도시된 바와 같이, 전도성 라인(1023)은 커넥터(1017)로부터 안테나 소자(1011)까지의 거리에 걸쳐 이어진다. 특정 실시형태에서, 라인(1023)은 투명 전도 재료 또는 전도성 잉크의 스트립이다. 라이트 표면 상의 전류 반송 전도성 라인은 아래에서 설명될 것이다.
도 10f는 전도성 라인(1023)을 통하여 패치 안테나(1011)로의 전기 접속을 제공하기 위한 일 실시형태를 예시한다. 이러한 실시형태에서, 전선(1029) 또는 다른 자립 전도성 라인은 라이트(1001)를 포함하는 IGU의 스페이서(1027)를 통과한다. 전선(1029)은 땜납 또는 다른 접속부를 통하여 전도성 라인(1023)에 부착될 수 있다.
라이트 표면 상의 상호접속부
동일한 평면 상에 위치하는 접지 평면과 안테나 구조의 경우에, 적합한 상호접속부 설계의 일례는 도 9d에서 제공된다. 거기에서 도시된 바와 같이, 프랙탈 패치 안테나(995) 및 접지 평면 스트립(993)은 라이트(991)의 단일 표면(예컨대, S2) 상에 배치된다. 트랜시버는 중심 도체(998) 및 중심 도체를 둘러싸는 접지된 외피를 갖는 케이블(997)을 통하여 접지 평면 및 패치 안테나 구조에 접속된다. 접지 평면 스트립(993)은, 예컨대, 스트립(993)에 납땜될 수 있는 짧은 커넥터(999)를 통하여 케이블 외피에 전기적으로 접속된다. 안테나 구조(995)는 땜납 또는 다른 적합한 접속부를 통하여 중심 도체(998)에 전기적으로 접속된다.
전송 라인이 안테나 구조와 접지 평면 또는 송신기와 같은 다른 소자 간 창 표면 상에 제공될 때, 전송 라인은 그것이 방사하지 않도록 설계되어야 한다. 이러한 목적으로, 전송 라인은 3개의 평행 라인, 신호 반송 라인인 중심 라인과 접지 라인인 주위 라인들로서 구현될 수 있다.
그러한 설계는 접지 평면, 송신기, 또는 수신기가 접속되는 라이트의 에지로부터 비교적 먼 창의 영역 상에 안테나 구조가 위치할 때 필요할 수 있다. 예컨대, 안테나 구조는 중간 문설주 또는 가로대와 같은 전도성 프레이밍 구조로부터 다소 떨어져 있을 필요가 있다.
동축 케이블링과 같은 관용적 케이블링에서, 차폐는 케이블의 내부에서의 도체 주위의 접지된 차폐로 성취된다. 여기에서 설명된 창 구현에서, 전송 라인이 라이트의 표면 상에서 소정 거리에 걸쳐 이어지는 경우에, 중심 신호 전도 라인의 어느 측면 상에든 접지된 전도성 스트립을 놓음으로써 유사한 차폐 구조가 제공될 수 있다. 평탄 표면 상 외에서, 연성 테이프가 도 11g에 도시된 테이프와 같은 전기 접속부를 제공하도록 채용될 때 유사한 3개의 도체 구조가 채용될 수 있다.
컨트롤러와 안테나 컴포넌트 간 상호접속부
일부 구현에서, 전기변색 창 컨트롤러 또는 다른 로직으로 구현될 수 있는 안테나 컨트롤러(예컨대, 수신기 및/또는 송신기 제어 로직)는 IGU의 판유리 상에, 예컨대, 건물의 실내로부터 액세스될 수 있는 표면 상에 위치결정될 수 있다. 2개의 판유리를 갖는 IGU의 경우에, 예컨대, 컨트롤러는 표면(S4) 상에 제공될 수 있다. 도 11a 내지 도 11c는, 감압 접착제(예컨대, 양면 테이프 등, 도시되지 않음) 또는 다른 접착제(예컨대, 에폭시 또는 다른 접착제)를 통하여 내측 라이트(1100b)의 표면(S4)에 부착될 수 있는, 기부(1107) 상에 장착될 수 있는 캐리어(1108)에 다양한 컨트롤러 컴포넌트가 제공되는 실시형태를 묘사한다. 다양한 경우에, 캐리어(1108)는 안테나에서 전형적으로 볼 수 있는 모든 컴포넌트 및 선택사항으로서는 창 컨트롤러를 하우징할 수 있다.
도 11a에서, IGU는, 도시된 바와 같은 표면(S1-S4)을 갖는, 외측 라이트(1100a) 및 내측 라이트(1100b)를 포함한다. 라이트(1100a, 1100b)는 일차적 시일 재료(도시되지 않음)를 통해 라이트(1100a, 1100b)에 밀폐 밀봉되는 스페이서(1101)에 의해 분리되어 있다. 버스 바(1102)는 스페이서(1101) 아래에서, 예컨대, 그 길이를 따라(페이지의 평면 안으로 및 밖으로) 이어지며, 주변에서 바깥쪽으로 스페이서(1101)의 에지를 지나 뻗는 버스 바 리드(1103)를 갖는다. 캐리어(1108)는 기부(1107) 상에 맞춰 끼워진다. 이러한 예에서, 기부(1107)는 케이블(1127)을 통하여 커넥터(1117)에 접속된다. 커넥터(1117)는 일부 경우에서 M8 커넥터일 수 있다. 케이블(1127)은 전력 및/또는 통신 정보를 IGU에 전달할 수 있다. 전력 및/또는 통신 정보는 어느 이용가능한 접속부라도 통하여 기부(1107)로부터 캐리어(1108)로 전달될 수 있다. 도 11a에서, 전력 및/또는 통신 정보는 기부(1107) 및 캐리어(1108) 상의, 각각, 하나 이상의 접속부(1125, 1126)를 통해 기부(1107)로부터 캐리어(1108)로 전달될 수 있다.
캐리어(1108)는 각종 컴포넌트(1111a, 1111b, 1111c)가 설치되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB)(1109)을 포함한다. 컴포넌트(1111a-c)는 당업자에 의해 전형적으로 사용되는 그리고, 예컨대, 도 2e와 관련하여 설명되는 소정 수의 다른 컴포넌트일 수 있다. 회로 기판 상의 다양한 컴포넌트는 일부 경우에는 모두 회로 기판의 단일 측면 상에 제공될 수 있는 한편, 다른 경우에는 컴포넌트는 회로 기판의 양 측면 상에 제공될 수 있다. 컨트롤러는, 예컨대, 적층 형식으로 또는 동일한 평면에서 나란히 하나보다 많은 회로 기판을 가질 수 있다.
스프링-로딩 포고 핀(1110a, 1110b, 1110c)과 같은 일련의 전기 접속 구조는 캐리어(1108)로부터 기부(1107)를 통해, 기부(1107) 아래에 위치하는 컴포넌트에, 전력을 제공할 수 있다. 전기 접속 구조는 영구적 또는 일시적 전기 접속을 제공할 수 있다. 전기 접속 구조는 접착, 야금 접합, 마찰 등에 의한 고정 부착을 제공할 수 있다. 일부 경우에, 마찰은 (예컨대, 포고 핀의 경우에서의) 스프링 로딩, 캐리어(1108)/기부(1107)/라이트(1100b) 간 전반적 연결로부터의 압력 등에 의해 제공될 수 있다. 이하의 예는 포고 핀을 제시하지만, 이것은 일례에 불과하다. 접속부는, 예컨대, 신뢰도를 증가시키고 부식을 방지하기 위해 금 도금될 수 있다.
예컨대, 포고 핀(1110a)은, EC 필름(도시되지 않음) 및 버스 바(1102)가 제공되는 S2로 S4로부터 전력을 라우팅하는 전기 접속부(1106)에 전력을 제공한다. 전기 접속부(1106)는 버스 바 리드(1103)에 전력을 제공할 수 있다. 전기 접속부(1106)는 전도성 라인(예컨대, 구리 잉크, 은 잉크 등)으로 패터닝된 박형 테이프, 리본 케이블, 다른 유형의 케이블, 위에 또는 내부에 전도성 라인으로 패터닝된 클립, 또는 다른 유형의 전기 접속부일 수 있다. 유사한 접속부가 안테나 컴포넌트에 제공될 수 있다.
일부 경우에는 시일 재료(1105)가 내측 라이트(1100b)와 전기 접속부(1106) 사이에 제공될 수 있어서, IGU의 내부가 밀폐 밀봉된 채로 있음을 보장하는 것을 도울 수 있다. 그러한 일부 경우(도시되지 않음)에, 이러한 시일 재료(1105)(또는 다른 시일 재료)는 스페이서(1101)의 외주를 따라 도달하도록 뻗어 전기 접속부(1106)를 스페이서(1101) 옆에 제자리에 유지하는 것을 도울 수 있다. 시일 재료(1105)는 감압 시일 재료 또는 다른 종류의 시일 재료일 수 있다. 스페이서(1101) 및 전기 접속부(1106)의 주변 바깥쪽에는 이차적 시일 재료(1104)가 위치한다. 대안으로, 커넥터(1106)는, 내측 판유리의 에지 주위로 지나가기보다는, 예컨대, (1106)이 기부에서 나오고 그리하여 최종 사용자에 의해 보이지 않는 경우, 애퍼처를 통해 내측 판유리를 통과할 수 있다. 이러한 경우에, (1105)와 같은 밀봉 재료는 (1106)과 (1106)이 통과하는 내측 라이트에서의 애퍼처 간 밀봉하도록 (1106)(예컨대, 전선) 주위에서 밀봉하는데 사용될 수 있다.
제2 포고 핀(1110b)은 캐리어(1108)와 컴포넌트(1115) 간 전기 접속을 제공할 수 있는 한편, 제3 포고 핀(1110c)은 캐리어(1108)와 컴포넌트(1116) 간 전기 접속을 제공할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 컴포넌트(1115, 1116)는 표면(S4) 상에 패터닝되는 안테나의 일부분을 형성할 수 있다. 예를 들면, 컴포넌트(1115)는 안테나의 접지 평면에 대한 접지 접속을 제공할 수 있고, 그리고 컴포넌트(1116)는 안테나 구조의 일부분(예컨대, 스트립 라인, 프랙탈 소자, 대수 주기 소자 등)일 수 있다. 일부 실시형태에서, 접지 평면 및/또는 안테나 구조는 S1-S4 중 어느 하나 또는 전부 상에, IGU의 스페이서 상에, 창/안테나 컨트롤러 자체 상에, 틀, 중간 문설주, 또는 가로대 상에, 또는 IGU 또는 창과 연관된 다른 컴포넌트 상에 제공될 수 있다. 안테나로의 전기 접속부는 유리 표면 상에서의 또는 판유리들 사이에서의, 예컨대, 스페이서 표면에서의 또는 위에서의 컴포넌트의 위치에 종속하여 적합하게 구성될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c에는 단 3개의 포고 핀만이 도시되어 있기는 하지만, 여러 다른 컴포넌트에 전력을 공급하거나 안테나 등으로부터 입력을 수신하는데 필요한 대로, 어느 수의 포고 핀이라도 제공될 수 있다. 일례에서는, 전기 커넥터(1106)와 유사한 PV 커넥터에 전력을 제공하는 부가적 포고 핀(도시되지 않음)이 제공된다. PV 커넥터는 전기 커넥터(1106)와 동일한 형상/속성을 가질 수 있지만, 버스 바에 전력을 전달하는 대신에, PV 커넥터는 표면(S2) 상에 위치결정된 PV 필름으로부터 캐리어(1108)로 전력을 전달한다. PV 필름이 표면(S3) 상에 위치결정되는 경우에, PV 커넥터는, 도 11b에서 도시된 전기 커넥터(1120)와 유사하게, 단순히 표면(S3) 상의 PV 필름으로부터 표면(S4) 상의 기부 및/또는 캐리어로 전력을 전달할 수 있다. PV 커넥터는 설명되는 바와 같이 PV 셀로부터 온보드 배터리 또는 슈퍼커패시터로 전력을 공급할 수 있다. (a) 캐리어 및/또는 기부와 (b) 버스 바(또는 버스 바와 전기적으로 접속된 도체) 간 전력을 라우팅하기 위한 여기에서 설명된 메커니즘 및 하드웨어 중 어느 것이라도 또한 (a) 캐리어 및/또는 기부와 (b) IGU의 라이트 중 하나 상에 위치결정된 PV 필름 간 전기 접속을 확립하는데 사용될 수 있다.
캐리어(1108)는 기부(1107) 위에 단단히 끼워 맞춰질 수 있고, 그리고 일부 경우에는 (예컨대, 도난을 방지하고 어느 가능한 손상이라도 최소화하기 위해) 제자리에 잠길 수 있다. 케이블(1127)이 통해 이어질 수 있는 마우스 홀, 박형 슬릿, 또는 다른 개구부가 캐리어(1108)에 제공될 수 있다. 케이블(1127)은 (틀 내로 지나가는, 예컨대, 커넥터(1117)가 틀 내에 있고 거기서 전기 접속을 함) 케이블(1127)을 가리도록 창틀에 충분히 가까이 위치결정되는 캐리어 덕분에 시야로부터 은폐될 수 있다.
도 11b는 도 11a에서 도시된 것과 유사한 실시형태를 제시하고, 그리고 2개의 주요 차이만이 설명될 것이다. 도 11b에서, 케이블(1127)은 (대안의 실시형태에서는 그것이 도 11a에서와 같이 구성될 수 있기는 하지만) 기부(1107)에보다는 캐리어(1108)에 직접 접속된다. 그리하여, 기부(1107)로부터 캐리어(1108)로 전력 및/또는 통신 정보를 가져오기 위한 (도 11a의 1125 및 1126과 같은) 어떠한 접속부도 필요하지 않다. 이러한 예에서, 기부(1107)에는 전력이 공급되지 않을 수 있으며, 전력은 포고 핀(1110a-c)을 통해 캐리어(1108)로부터 전기 접속부(1120)로(그리고 컴포넌트(1115, 1116)로) 직접 전달된다. 다른 실시형태에서, 포고 핀(1110a-c) 중 하나 이상은 기부(1107)를 통해 가는 대신에 기부(1107)의 상부 상에서 종단될 수 있다. 그때, 기부(1107)는, 어느 이용가능한 전기 접속부라도 통하여, 기부(1107) 아래의 컴포넌트에 전력을 전달할 수 있다. 일례에서, 기부(1107)는 전도성 트레이스를 포함하고, 각각의 트레이스는 (a) 포고 핀(1110a-c)이 기부(1107)와 터치하는 지점과 (b) 연관된 포고 핀에 의해 전력을 공급받는 기부(1107) 아래의 컴포넌트(예컨대, 컴포넌트(1115, 1116), 및 전기 접속부(1106 또는 1120))를 전기적으로 접속시킨다. 대안으로 또는 부가적으로, 기부는, 기부의 표면 상에만 제공되기보다는, 기부를 통과하는 전기 접속부를 포함할 수 있다.
도 11a에 비해 도 11b에서의 다른 차이는 전기 접속부(1106)가 다른 전기 접속부(1120) 및 블록(1121)으로 대체된다는 것이다. 전기 접속부(1120)는, 내측 라이트(1100b)의 에지 주위에서, S4로부터 S3로 전력을 가져온다. 블록(1121)은 S3로부터 S2로 전력을 가져오며, 이 경우 그것은 버스 바 리드(1103) 및/또는 안테나 컴포넌트에 전력을 전달할 수 있다. 블록(1121)은 이러한 목적을 성취하기 위해 전도성이거나 또는 위에 또는 내부에 도체를 가질 수 있다. 일례에서, 블록(1121)은 라이트(1100a)와 라이트(1100b) 사이에 단단히 삽입하기에 용이한 재료로 이루어져 있다. 예시적 재료는 발포 고무, 고무, 실리콘 등을 포함한다. 일부 경우에, S2와 S3를 전기적으로 접속시키도록 전도성 라인이 블록 상에 인쇄될 수 있고, 일부 실시형태에서 블록은 S2와 S3 간 접속시키도록 접착 배면 리본 케이블 또는 연성 인쇄 회로와 짝결합된다.
전기 접속부(1120)는 전기 접속부(1106)에 대해 설명된 유형의 접속부 중 어느 것이라도 될 수 있다. 밀폐 밀봉을 보장하기 위해 스페이서(1101)와 블록(1121) 사이에 시일 재료(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
도 11c는 도 11b에서 도시된 것과 유사한 실시형태를 제시하고, 그리고 주요 차이만이 설명될 것이다. 도 11c에서, 블록(1121)은 S3로부터 S2로 전력을 가져오는 전선(1122)(또는 일련의 전선)으로 대체된다. 유사한 실시형태에서는, 스페이서(1101)에 맞대어 전선(1122)(또는 다른 전기 접속부)을 고정시키도록 블록 또는 시트(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 이러한 기술은 전선(1122) 또는 다른 전기 접속부가 이차적 시일(1104)이 형성될 때 방해되지 않게 비켜 있는 것을 보장할 수 있다. 대안의 구성에서, 전선 또는 전선들(1122)은 애퍼처 또는 애퍼처들을 통하여 판유리(1100b)를 통과할 수 있고 그리고 선택사항으로서는 실런트 재료는 또한 습기가 애퍼처(들)를 통과할 수 없도록 밀폐 시일을 형성하는데 사용될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c의 각각에서는, S4로부터 S2로 전력을 제공하는 일 세트의 전기 접속부가 도시된다. 그렇지만, 각각의 전기변색 창은 2개(또는 그 이상)의 버스 바를 갖고, 그리고 전기 접속부는 각각의 버스 바로의 적합한 전력 접속을 가져오도록 구성되어야 한다고 이해되는 것이다. 더욱, 전기 접속부 설계 중 어느 것이라도 전력 및/또는 데이터를 안테나 소자로 그리고/또는 그로부터 가져오도록 사용될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c에서 명시적으로 도시되지는 않지만, 기부(1107) 및 캐리어(1108) 중 어느 하나 또는 둘 다는 IGU에서의 전기변색 라이트 및/또는 안테나에 대한 정보와 같이 연관된 IGU와 관련 있는 정보를 포함하는 프로그래밍가능한 칩을 포함할 수 있다. 그러한 정보는 다음 중 어느 하나 이상에 관한 것일 수 있다: 안테나 구성(예컨대, 모노폴, 다이폴, 스트립 라인, 프랙탈 등), 안테나의 주파수 특성, 방사 강도 분포(예컨대, 무지향성), 송신 또는 수신된 방사의 편파 상태, 안테나의 구동 파라미터, 창의 크기, 창 및 연관된 전기변색 디바이스의 재료, 전기변색 디바이스에 특정한 전류 및 전압 한계, 전기변색 디바이스에 특정한 제어 알고리즘 또는 다른 제어 파라미터(예컨대, 필요한 구동 및 유지 전압 및 램프), 사이클링 및 다른 수명 정보 등. 칩이 다른 창 상에 잘못 설치되는 것에 의해 부정합되는 위험을 없애기 위해 칩을 기부(1107)에 포함하는 것이 특히 유익할 수 있다. 이러한 식으로, 캐리어(1108)는 어느 캐리어가 어느 IGU와 페어링되게 되는지가 차이 없게 되도록 본질적으로 일반적이고/스와핑가능할 수 있다. 이러한 특징은 설치 문제 및 오류를 상당히 감소시킬 수 있다. 유사하게, 컨트롤러에서 전형적으로 볼 수 있는 다른 컴포넌트 중 일부는, 소망에 따라(예컨대, 캐리어에 제공되는 것이 아니라), 기부 또는 다른 도크에 제공될 수 있다. 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 도크 자체가 컨트롤러에서 전형적으로 볼 수 있는 컴포넌트를 포함하는 경우에, 용어 "컨트롤러"는 도크, 캐리어, 또는 둘 다를 지칭할 수 있다. 또한, 도 11a 내지 도 11c에서 도시되지는 않지만, 기부(1107) 및 캐리어(1108) 중 어느 하나 또는 둘 다는 포트(예컨대, USB 포트, 미니 USB 포트, 마이크로 USB 포트 등)를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 포트는 포트와 인터페이싱하는 디바이스(예컨대, USB 드라이브)가 IGU의 라이트와 평행한 방향으로 삽입되도록 정향될 수 있다. 다른 일부 실시형태에서, 포트는 포트와 인터페이싱하는 디바이스(예컨대, USB 드라이브)가 IGU의 라이트와 평행한 방향으로 삽입되도록 정향될 수 있다. 예컨대, 도크 및/또는 캐리어가 직사각형 형상이 아닌, 다른 선택사항이 가능하다.
도 11d는 전도성 라인을 갖는 일편의 연성 테이프의 일례를 제시한다; 그것은 어떤 의미에서는 연성 인쇄 회로로서 보일 수 있다. 전도성 테이프는 그것이 도 11a에서 도시된 전기 접속부(1106)에 사용되면 가질 형상으로 도시되어 있다. 테이프는 내측 라이트(1100b) 주위를 감싸고, 스페이서(1101)의 외주 위로 뻗고, 그리고 외측 라이트(1100a)의 S2에 얹혀 있으며, 이 경우 그것은, 각각의 버스 바에 대해 하나의 리드로, 버스 바/버스 바 리드(도시되지 않음)로의 전력 공급 접속을 제공할 수 있다. 유사하게, 연성 테이프는 접지 평면 및 하나 이상의 안테나 구조와 같은 안테나 컴포넌트로의 전기 접속을 제공하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 안테나 구조와의 접속에 사용될 때, 테이프는, 도 11d에서 도시된 2개보다는, 3개의 도체를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 11g에서 묘사된 바와 같이, 중심 도체(1191)는 신호 통신에 사용되고, 그리고 외측 도체(1193)는 중심 도체가 방사하는 것을 방지하도록 접지된다. 일반적으로, 테이프는 IGU의 어느 표면들 간(예컨대, S4-S3, S4-S2, S4-S1, S3-S1, S2-S1, 및 S3-S2)에라도 전력 및/또는 통신을 전달할 수 있다. 개개의 안테나 소자는 접속부를 통해 안테나 컨트롤러(수신기 및/또는 송신기)에 접속된다. 특정 실시형태에서, 연성 테이프는 그것이 순회하는 IGU 구조에 그것이 접착되는 것을 가능하게 하는 접착 표면을 포함한다.
도 11e는 도 11a와 관련하여 설명된 바와 같은 IGU의 일부의 도면을 제시한다. 기부(1107)는 내측 라이트(1100b) 상에 장착되는 것으로 도시되어 있다. 전기 접속부(1106)는 S4로부터 S2로 전력을 전달하고, 그로써 전력을 제1 버스 바 리드(1125a) 및 제2 버스 바 리드(1125b)로 가져온다. 제1 버스 바 리드(1125a)는 제1 버스 바에 전력을 전달할 수 있는 한편, 제2 버스 바 리드(1125b)는 제2 버스 바에 전력을 전달할 수 있다. 부가적 버스 바가 (예컨대, 단일 EC 라이트 내에 여러 다른 구획을 획정하도록) 제공되는 실시형태에서는, 전도성 테이프 상의 부가적 라인, 및 그러한 테이프에 접속되는 부가적 버스 바 리드가 제공될 수 있다. 마찬가지로, 안테나 컴포넌트와 같이, 창 조립체의 다른 전기 컴포넌트가 S1, S2, S3 및/또는 S4 상에 거처하면, 연성 테이프 회로는 이들 부가적 컴포넌트에 전기 접속을 하도록 구성될 수 있다. 기부(1107)는 소정 수의 특징부(1119)를 포함하는 것으로 도 11e에서 도시되어 있다. 이들 특징부는, 국한되는 것은 아니지만, 센서(예컨대, 광 센서)를 수용하도록 제공된 홀, 창 요소로의 접속부(예컨대, 포고 핀)를 수용하기 위한 홀, 기부와 캐리어 간 전력 및/또는 통신 정보를 전달하기 위한 접속부, 적절하지 않은 한 캐리어가 기부로부터 떨어져 나오지 않는 것을 보장하기 위한 잠금 메커니즘 등을 포함하는 다양한 다른 컴포넌트일 수 있다. 기부가, 예컨대, 기부의 일측면으로 이어지는 단일 연성 회로 테이프 유형 커넥터를 갖는 것으로 묘사되어 있기는 하지만, 기부로 이어지는 다른 연성 테이프 회로가 있을 수 있다. 예컨대, 하나의 테이프는 묘사된 바와 같이 이어지고 그리고 다른 하나는 기부의 다른 측면으로 이어져 있을 수 있다. 이러한 실시형태는 위의 코팅, 안테나 컴포넌트 등을 위한, 예컨대, S2, S3 상의 접촉부를 갖는 것 및 단일 회로 테이프가 모든 접속을 하게 할 필요는 없는 것을 용이하게 할 수 있다. 그렇지만, 특정 실시형태에서는, 제조의 단순화, 예컨대, 라이트들 간 모든 전기 접속부가 단일 위치(연성 회로)를 사용하여 이루어지는 컨버전트 제조를 위해 단일 회로 테이프가 바람직하다. 일부 실시형태에서, 테이프 커넥터는 2개보다 많은 전도성 라인을 포함할 수 있다. 그것은 또한 일부 전도성 라인을 하나의 위치로 그리고 하나 이상의 다른 전도성 라인을 하나 이상의 다른 위치로 지향시키기 위한 하나 이상의 브랜치를 포함할 수 있다.
도 11f는 기부(도시되지 않음) 상에 설치된 캐리어(1108)를 갖는 도 11e의 실시형태를 예시한다. 케이블(1127)은 IGU에 전력 및/또는 통신 정보를 제공하고, 그리고 (도 11a에서 도시된 바와 같은) 기부(1107)에 또는 (도 11b 및 도 11c에서 도시된 바와 같은) 캐리어(1108)에 접속될 수 있다. 커넥터(1117)는, 케이블(1128)을 통하여 전력 및/또는 통신을 제공할 수 있는, 다른 커넥터(1130)와 짝결합할 수 있다. 커넥터(1117, 1130)는 M8 커넥터일 수 있고, 그리고 케이블(1128)은 여기에서 설명된 바와 같이 트렁크 라인에 직접 접속될 수 있는 드롭 라인일 수 있다. 케이블(1127)은 IGU 케이블이라고도 지칭되는 창 케이블일 수 있다. 도 11f는 케이블(1127) 및 전기 접속부(1106)가 캐리어(1108)(및/또는 기부(1107))의 다른 측면으로부터 나오는 것을 도시하고 있지만, 다른 실시형태에서 이들 2개의 접속부는 캐리어(1108)(및/또는 기부(1107))의 동일한 측면으로부터 나올 수 있다. 이러한 실시형태에서는 전력을 공급하기 위한 하드 와이어드 접속부를 갖는 것이 존재하기는 하지만, 컨트롤러가 IGU의, 예컨대, S4 상에서 쉽게 액세스가능하고 그리고 컨트롤러가, 예컨대, 모듈식, 카트리지-유형 형식으로 착탈가능할 수 있다는 이점을 여전히 갖는다.
일 실시형태는 창의 판유리 상에 장착된 안테나 컨트롤러를 갖는 전기변색 창이며, 이 경우 안테나 컨트롤러는 기부 및 캐리어를 갖는다. 일 실시형태에서, 안테나 컨트롤러는 카트리지 형식을 가지며, 기부와 캐리어는 가역적 감합 방식으로 서로 도킹한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 배터리를 포함한다. 일 실시형태에서, 배터리는 컨트롤러로부터 착탈가능하다. 일 실시형태에서, 배터리는 기부의 일부분이다. 다른 실시형태에서, 배터리는 캐리어의 일부분이다. 일 실시형태에서, 배터리는 플랫 배터리이다. 일 실시형태에서, 배터리는 재충전가능하다. 일 실시형태에서, 배터리는 리튬 이온 기반 배터리이다. 일 실시형태에서, 캐리어 및 기부는 기부로부터 캐리어를 떼어내는 부정 조작 방지 메커니즘을 갖는다. 일 실시형태에서, 기부는 판유리에 접착성 부착된다. 일 실시형태에서, 기부는 회로 테이프 또는 리본 케이블을 통하여 전기변색 창의 전기변색 디바이스와 전기 통신하고 있다. 일 실시형태에서, 기부는 회로 테이프 또는 리본 케이블을 통하여 전기변색 창의 안테나와 전기 통신하고 있다. 일 실시형태에서, 기부는 회로 테이프 또는 리본 케이블을 통하여 전기변색 창의 하나 이상의 안테나 컴포넌트와 전기 통신하고 있다. 일 실시형태에서, 기부는 회로 테이프 또는 리본 케이블을 통하여 전기변색 창의 센서 또는 버스 바와 전기 통신하고 있다. 일 실시형태에서, 기부의 (판유리로부터 가장 바깥쪽으로 대향하는) 상부 표면은 그것이 부착되는 판유리의 표면으로부터 약 1/2 인치 이하, 예컨대, 판유리의 표면으로부터 약 3/8 인치 이하, 예컨대, 판유리의 표면으로부터 1/8 인치 이하이다. 일 실시형태에서, 기부와 도킹될 때, 캐리어의 (판유리로부터 가장 바깥쪽으로 대향하는) 상부 표면은 그것이 부착되는 판유리의 표면으로부터 약 1 인치 이하, 예컨대, 판유리의 표면으로부터 약 3/4 인치 이하, 예컨대, 판유리의 표면으로부터 1/2 인치 이하이다. 일 실시형태에서, 기부는 직사각형이다. 일 실시형태에서, 기부의 형상은 그것이 전기변색 창을 지지하는 틀의 코너에 들어맞을 수 있도록 적어도 하나의 직각 각도를 갖는다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 적어도 하나의 디스플레이를 포함한다. 디스플레이는, 예컨대, LCD 디스플레이, 및 LED 디스플레이 등일 수 있다. 디스플레이는 안테나 설정 또는 전기변색 창의 색조 레벨을 표시할 수 있다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 제어 스위치, 예컨대, 버튼 및/또는 키 패드를 포함한다. 제어 스위치는, 예컨대, 색조 상태 및/또는 안테나 설정에 대응할 수 있다. 컨트롤러는 색조 레벨 변화, 안테나 상태, 무선 통신 접속성, 전력 상태 등을 표시하기 위한 하나 이상의 표시기 라이트, 예컨대, LED를 포함할 수 있다; 이들 기능은 또한 별개의 표시기 라이트가 있거나 없이 전술한 디스플레이를 통하여 디스플레이될 수 있다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 USB 포트를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 광섬유 통신 포트를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 동축 접속 포트를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 안테나를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러는 무선 통신, 예컨대, 블루투스를 갖는다.
IGU는 전형적으로는 지지를 위한 틀 또는 프레이밍 시스템에 설치된다. 개개의 IGU는 개개의 틀에 설치될 수 있는 한편, 더 많은 수의 IGU는, 중간 문설주 및 가로대가 인접 창들을 분리시키면서, 커튼 벽 또는 유사한 구조에 설치될 수 있다. 이들 컴포넌트 전부는 IGU의 틀을 형성한다고 생각될 수 있다. 여러 실시형태에서, 홀, 슬릿, 또는 다른 천공은 IGU를 둘러싸는 틀에 제공될 수 있고, 그리고 하나 이상의 전선/케이블은 천공을 통해 공급될 수 있다. 예컨대, 도 11f의 맥락에서, 케이블(1127)은 IGU를 둘러싸는 틀에서의 그러한 애퍼처를 통해 라우팅될 수 있다. 유사한 실시형태에서, 케이블(1127) 및 전기 접속부(1106) 둘 다는 캐리어(1108)(또는 그 아래의 도크)의 동일한 측면으로부터 나오고, 그리고 IGU가 설치되는 틀은 전기 접속부(1106)가 내측 라이트(1100b)의 에지 주위를 감싸는 곳에 근접한 홀을 포함한다. 이러한 홀은, 틀의 내측 에지에 맞대어 접할 수 있는, 캐리어(1108)(또는 다른 실시형태에서는 도크)의 에지에 의해 은폐될 수 있다. 일부 경우에, 캐리어(1108)의 외측 케이싱은 캐리어를 틀에 맞대어 사이에 어떠한 공간도 없이 접하게 하기가 용이하도록 특정 정도의 탄력성(예컨대, 고무, 유연한 플라스틱 등)을 갖는 재료로 제작될 수 있다. 다른 실시형태에서는, 캐리어의 케이스가 강성이더라도, 캐리어가 기부와 도킹될 때, 연성 재료가 접속부(1106) 및/또는 케이블(1127)을 가리도록, 발포 고무 또는 고무와 같은 연성 재료가 홀 주위에서 틀 및/또는 케이싱의 일측면에 도포된다. 유사하게, 틀의 에지와 접하는 캐리어의 부분은 그러한 재료로 제작될 수 있으며, 캐리어의 나머지 부분은 다른 재료로 제작될 수 있다. 케이블(1127)은 틀에서의 홀을 통해 라우팅되고 그리고 전력 및/또는 통신이 케이블(1128)을 통하여 전달되게 접속될 수 있다. 유리 상의 컨트롤러가 매우 깔끔한 모습을 갖는 이러한 식으로, 컨트롤러로의 배선 또는 전기 접속부는 최종 사용자에 의해 보일 수 없고; 그리고 컨트롤러의 점유 공간이 작으므로(예컨대, 4 in2 미만, 3 in2 미만, 또는 2 in2 미만), 그것은 창의 볼 수 있는 구역을 거의 차지하지 않는다.
도 11f는 또한 다른 실시형태를 예시하는데 사용될 수 있다. 예컨대, (1108)이 캐리어(컨트롤러)용 도크이기보다는, 그것은 사용자 인터페이스, 예컨대, 제어 패드, 예컨대, 터치 패드, 키 패드, 또는 터치 스크린 디스플레이일 수 있고(그리하여, 예컨대, 박형이고) 그리고 배선(1106)은 이차적 시일에서의 컨트롤러에 사용자 인터페이스를 접속시키도록 사용된다. 이것은 캐리어가 컨트롤러 회로 및 사용자 제어 인터페이스를 포함하고 있는 실시형태와 유사하지만, 컨트롤러 회로를 유리 사이에, 예컨대, 이차적 시일에 이동시키고 그리고 사용자 인터페이스를 유리 상에 유지하고 있다. 그리하여, 배선(1106)은 판유리들 사이의 위에서 설명된 바와 같은 버스 바, 안테나, 및 다른 특징부를 접속시키지만, 또한 이러한 예에서 또한 판유리들 사이에 있는 컨트롤러 회로를 제어 패드에 접속시킬 것이다. 사용자 인터페이스는, 예컨대, 접착제로 부착될 수 있고, 그리고 착탈가능/교체가능할 수 있다. 사용자 인터페이스는, 예컨대, 연성 회로(1106)로의 키 패드 접속부만을 갖는 초박형일 수 있거나 또는 제어 패드는 (역시 박형이고, 예컨대, 연성일 수 있는) 디지털 디스플레이일 수 있다. 제어 인터페이스는 적어도 부분적으로 투명할 수 있다. 일 실시형태에서, 사용자 제어 인터페이스 및 회로(1106)는 단일 컴포넌트이다. 예컨대, (위에서 설명된 바와 같은) (1106)의 배면 상의 접착 실런트(1105)는 또한, "필 앤드 스틱" 폼 팩터를 위한 보호용 뒷받침을 갖는 사용자 제어 인터페이스의 배면 상에 있을 수 있다. 예컨대, 제조 동안, 판유리들 사이의 버스 바, 안테나, 컨트롤러 및 다른 컴포넌트로의 적합한 전기 접촉부는 적합한 대로 S2 및/또는 S3 상의 로컬 구역에 이루어진다. IGU 형성 동안 라이트들이 합쳐질 때, 로컬 구역들은, 예컨대 S2 상에도 그리고 S3 상에도 하나가 있으면, 맞춰진다. 그 후, 사용자 인터페이스는 벗겨지고 유리 상에, 예컨대, S3로부터 시작하여, 스페이서를 가로질러, S2 상에, 판유리(1100b)의 에지 주위에서 그리고 그 후 S4 상에 붙여진다. 이러한 식으로 컨버전트 (및 그리하여 효율적) 제조 공정이 실현된다.
도 11h는 안테나 구조 내/외로 신호를 제공하기 위한 제1 부분(1152) 및 전기변색 디바이스의 버스 바에 전력을 제공하기 위한 제2 부분(1154)을 갖는 연성 테이프 유형 상호접속부(1150)를 묘사한다. 제1 부분(1152) 내에서, 중심 도체(1164)는 창과 연관된 안테나 구조 내/외로 신호를 반송하도록 제공되는 한편, 외측 도체(1160, 1162)는 접지되고 방사의 통과를 차단한다. 제2 부분(1154) 내에서, 도체(1156, 1158)는 전기변색 디바이스 상의 반대 극성 전극에 전력을 공급하도록 제공된다. 묘사된 상호접속부는 제1 부분 및 제2 부분이 분리되고 그리고 그들 도체를 버스 바 및 안테나 소자가 거처하는 서로 다른 위치로 지향시키는 것을 가능하게 하는 브랜치를 포함한다. 특정 실시형태에서, 전기변색 디바이스 및 안테나 컴포넌트를 제어하기 위한 모든 로직은 여기 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 하이브리드 창/안테나 컨트롤러와 같은 단일 위치에 제공된다. 이 도면에서 묘사되지는 않지만, 상호접속부(1150)는 전형적으로는 여기에서 도시된 상부 및 저부 단부 지점 너머로 뻗어 있다.
창 안테나의 어레이
도 12는 위에서 예시 또는 설명된 구현 중 어느 하나를 참조하여 설명된 바와 같은 IGU(202)의 어레이를 도시한다. 예컨대, 그러한 어레이는 건물의 측면 또는 정면 상에 배열될 수 있다. 각각의 IGU의 각각 내 안테나 구조의 각각은 보강 및 상쇄 간섭을 선택적으로 제공하고 그리고 궁극적으로는 송신되는 신호의 광석 입상 방향성을 가능하게 하도록 여러 다른 신호 또는 다른 위상으로 (예컨대, 위에서 설명된 네트워크 컨트롤러 및 대응하는 창 컨트롤러에 의해) 독립적으로 제어될 수 있다. 더욱, 그러한 배열은 실외 환경 또는 실내 환경을 매핑하도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 안테나의 그러한 배열 또는 어레이는 일괄하여 브로드캐스트 타워 또는 수신 타워로서 역할을 하는데 필요한 이득을 제공하고 그로써 다른 브로드캐스트(예컨대, 셀룰러 타워)에 대한 필요성을 없앨 수 있다.
안테나의 위상 어레이는 신호의 송신을 특정 방향을 따라 지향시켜 특정 영역에 도달하는 것은 물론 수신이 소망되는 영역을 좁히는데도 유익할 수 있다. 그러한 방향성 송신 또는 수신은 또한 빔 형성 또는 공간 필터링이라고도 지칭된다. 위상 어레이를 사용하는 공간 필터링은 일반적으로는 특정 각도에서의 신호가 보강 간섭을 경험하는 한편 다른 각도에서의 신호가 상쇄 간섭을 경험하게 되도록 위상 어레이에서의 소자를 조합함으로써 성취된다. 위에서 언급된 바와 같이, 빔 형성은 공간 선택성을 달성하기 위해 송신단에서도 그리고 수신단에서도 사용될 수 있다. 송신할 때 어레이의 방향성을 변화시키기 위해, 컨트롤러는 위상 어레이에 의해 일괄하여 산출된 파면에서 보강 및 상쇄 간섭의 패턴을 생성하도록 송신 안테나 소자의 각각에 제공된 신호의 위상 및 상대적 진폭을 제어한다. 유사하게, 수신할 때, 여러 다른 안테나 소자로부터의 정보는 특정 방향을 따른 또는 공간의 특정 영역 내 정보를 우선 관찰 또는 제공하도록 조합 또는 프로세싱된다. 일부 구현에서, 각각의 안테나에 송신된(또는 그로부터 수신된) 각각의 신호는 다른 "가중치"에 의해 증폭될 수 있다. 다른 가중 패턴(예컨대, Dolph-Chebyshev)이 소망의 감도 패턴을 달성하도록 사용될 수 있다. 예컨대, 제어된 위치, 방향 또는 폭을 갖는 사이드로브 및 널과 함께 제어된 폭을 갖는 메인 로브("빔")가 산출될 수 있다. 도 13a는, 예컨대, 이론적 도시 및 시골 지역에 대한 실질적으로 완전한 지리적 커버리지를 유지하도록 적합한 중첩에 필요한 대로 위치결정된 4개의 셀룰러 타워를 갖는 관용적 셀 타워 네트워크를 도시한다. 도 13b는 3개의 건물의 각각에서의 안테나 구비 유리, 예컨대, 여기에서 설명된 바와 같은 전기변색 안테나 구비 유리를 사용함으로써 셀 타워 대용으로서 건물 중 3개를 사용하는 것을 묘사한다. 이러한 식으로, 관용적 셀 타워는 제거될 수 있고 그리고, 예컨대, 완전한 커버리지를 유지하고 그리고 많은 원치않는 관용적 셀 타워의 경관을 치우면서 더 넓은 지리적 커버리지가 달성될 수 있다. 더욱, EC 안테나 유리는 각각의 건물 내부의 신호를 부스팅하고 그리고/또는, 필요에 따라, 셀룰러 트래픽을 단방향성 또는 양방향성으로 하도록 사용될 수 있다. 안테나 창은 셀 타워에 대한 필요성을 다소 없앨 수 있다.
적합한 제어 하에서, 안테나를 갖는 IGU의 어레이는 협력하여 작동한다. 일 순간에, 일부 창 안테나는 활성화를 위해 그리고 다른 것들은 정지를 위해 선택될 수 있고, 그리고 활성화된 안테나는 지정된 전력, 주파수, 및/또는 위상으로 인가된 방사를 갖는다. 일례로서, 일렬로 배열된 인접하는 창 상의 안테나는 방향성 방사 패턴을 생성하도록 선택적으로 활성화되어 전력을 공급받을 수 있다. 정면에서의 모든 또는 일부 창에 전달된 신호는 또한 개개의 창의 송신 및/또는 수신 속성을 튜닝하도록 제어될 수 있다. 부가적으로, 일부 창이 (예컨대, 여러 다른 주파수를 송신 또는 수신하기 위한) 다수의 안테나 구조 패턴을 포함하는 구현에서, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 위에서 설명된 마스터 컨트롤러(111) 또는 네트워크 컨트롤러(112)와 같은 컨트롤러는 어느 안테나를 사용할지 동적으로 선택하도록 구성될 수 있다. 프랙탈 안테나를 채용하는 구현에서, 컨트롤러는 개개의 안테나의 동작 주파수를 미세 튜닝할 수 있다.
부가적으로, 일부 구현에서, 여기에서 설명된 안테나 구조 및 안테나는 각각의 IGU(102)와 창 컨트롤러(114), 네트워크 컨트롤러(112) 또는 마스터 컨트롤러(111) 간 신호를 통신하도록 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 구현에서, 창 컨트롤러(112)는 여기에서 설명된 안테나 구조를 통하여 IGU(102) 내의 또는 그와 연관된 구동기에 전압 또는 전류 구동 파라미터를 통신할 수 있다. 구동기는 하나 이상의 전원 및 접지에 접속되고 그리고 창 컨트롤러(114)로부터 수신된 파라미터를 사용하여 IGU(102) 내 ECD에 전력을 공급할 수 있다. 다른 예로서, 각각의 IGU(102)가 하나 이상의 센서(예컨대, 온도 센서, 전류 센서, 전압 센서, 광 센서, 또는 다른 환경 센서)를 포함하는 구현에서, 창 컨트롤러(114)는 여기에서 설명된 안테나 구조를 통하여 센서로부터의 센서 데이터를 무선 요청 및/또는 수신할 수 있다. 다른 일부 구현에서, 창 컨트롤러(114)는, 여기에서 설명된 안테나 구조를 통하여, 네트워크 컨트롤러(112) 또는 마스터 컨트롤러(111)와 통신할 수 있고, 그리고 그 역도 마찬가지이다.
다양한 구현에서, 여기에서 설명된 안테나 구조 중 일부 또는 전부는, 국한되는 것은 아니지만, ISM 대역, 및 특히, 셀룰러 통신(예컨대, 700 MHz, 800 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, PCS, AWS, 및 BRS/EBS 대역) 및 블루투스 무선 기술 표준에 의해 사용된 그들 주파수를 포함하는 와이-파이(예컨대, 2.4 GHz UHF 및 5 GHz SHF 대역)용 ISM 대역과 같은 선택된 주파수 범위에서 동작하도록 구성된다. 그러한 안테나 구조는 또한 마이크로비컨, 피코셀, 및 펨토셀로서 기능할 수 있다.
4G 및 5G 무선 모바일 전기통신 표준으로의 이동에 따라, 셀룰러 서비스 통신사는 대형 고전력 셀 타워에 의존하는 모델로부터 다수의 더 작은 전력 송신기에 의존하는 모델로 이동하고 있다. 동기 부여의 일부분은 커버리지로 구역을 덮고 그리고 용량을 유지하여 수신기로의 전력이 셀 송신기로부터의 거리의 제곱에 따라 떨어지는 것을 인식하는 것이다. 송신의 특정 전력 및 주파수로 각각 튜닝될 수 있는 건물 또는 가능하게는 심지어 다수의 건물의 다수의 창을 제어하는 개시된 접근법은 아마도 4G/5G 모델과 맞는다.
접지 평면 및/또는 안테나 구조에 사용된 투명 전도성 층의 속성
논의된 실시형태 중 일부는 적합한 속성을 갖는 투명 전도성 재료의 시트로서의 접지 평면, 및 인쇄 또는 패터닝된 안테나 구조를 채용한다. 많은 실시형태에서, 접지 평면은 IGU의 볼 수 있는 구역에 존재하고, 그와 같이, 접지 평면 재료는 그 기능을 제공하는데 필요한 두께에서 실질적으로 투명해야 한다.
일례로서, 인듐 주석 산화물로부터 제조된 접지 평면은 2.54 GHz 신호의 송신 또는 수신을 위해 약 1700㎚ 이상의 두께를 가질 수 있다. 일부 금속 이온 도핑된 TCO 재료는 증가된 전도성을 가지고 그로써 더 박형의 접지 평면 구역을 가능하게 할 수 있다. 금속 이온 도판트의 예는 은 및 구리를 포함한다.
특정 실시형태에서, 안테나 패턴은 전기변색 디바이스 스택의 층 상에 퇴적된 박형 전도성 라인에 의해 획정된다. 박형 전도성 층은 전도성 잉크를 인쇄하거나 와이어 메시 등과 같은 와이어를 내려 놓음으로써 제공될 수 있다. 인쇄 또는 제공이 메시에 의해서든 다른 것에 의해서든, 전도성 라인은 그것들이 입주자가 창을 통해 보는 것에 영향을 주지 않게 충분히 박형이어야 한다.
와이어 메시가 사용될 때, 그것은 전기변색 디바이스 스택의 일부분으로서 역할을 하거나 그와 통합되는 적합한 전도성 또는 절연 층에 후에 래미네이트 또는 부착되는 미리 제조된 메시로서 제공될 수 있다. 대안으로, 롤링 마스크 리소그래피 기술은 와이어 메시를 퇴적시키도록 사용될 수 있다. 안테나를 획정하는 패턴은 와이어 메시 구역 또는 전체 와이어의 중 부분을 선택적으로 제거함으로써 생성될 수 있다.
창 안테나 구조의 제조
여기 다른 곳에서 표시된 바와 같이, 창 상에 안테나를 제조하기 위한 다양한 기술이 채용될 수 있다. 그러한 기술은 당업자에 의해 잘 이해되는 바와 같이 안테나 구조를 인쇄하는 것, 접지 평면의 블랭킷 퇴적, 안테나 구조 또는 접지 평면을 형성하도록 전도성 층을 식각하는 것, 마스킹, 리소그래피 등을 포함한다. 안테나 구조 및 접지 평면을 형성하기 위한 다양한 재료가 채용될 수 있고, 그리고 이들 재료 중 일부는 여기 다른 곳에서 식별된다. 일부 실시형태에서, 재료는 은 잉크와 같은 전도성 잉크이다. 일부 실시형태에서, 재료는 투명 전도성 산화물(예컨대, 인듐 주석 산화물)과 같은 전도성 투명 재료이다.
특정 실시형태에서, 전기변색 창의 기판(들)의 하나 이상의 표면 상의 안테나 또는 복수의 안테나는 졸-젤 공정에 의해 퇴적된 재료를 포함한다. 특정 실시형태에서, 졸-젤 공정은 소망의 안테나(들)에 대응하는 패턴으로 박막으로서 기판에 젤 전구체 재료를 도포하는 것을 수반한다. 선택사항인 건조 공정 후에, 박막은 안테나(들)를 형성하도록 가열된다. 기판은, 국지적으로든 기판 전체에서든, 박막의 가열을 달성하도록 가열될 수 있다. 열 처리는, 예컨대, 100℃ 내지 400℃, 예컨대, 150℃ 내지 350℃, 다른 예에서는, 200℃ 내지 300℃의 범위에 있을 수 있다. 가열은 약 30분과 5 시간 사이, 예컨대, 약 1 시간과 약 3 시간 사이 동안 일어날 수 있다.
졸-젤 공정은 콜로이드 용액으로부터 고체 재료를 생산하기 위한 방법이다. 그 방법은 금속 산화물, 예컨대, 여기에서 설명된 안테나용 ITO 및 다른 산화물의 제조에 사용된다. 콜로이드 용액은 젤 전구체인 망상 중합체 또는 단립자의 통합망을 형성한다. 전형적 젤 전구체는 하나 이상의 금속 산화물 및/또는 금속 알콕시드, 예컨대, 인듐 주석 산화물을 포함하고, 그리고 규소 이산화물과 같은 규소 산화물을 포함하고 있을 수 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 금속 산화물 및/또는 금속 알콕시드는 다음의 금속 중 하나 이상에 기반한다: 알루미늄, 안티몬, 크롬, 코발트, 구리, 갈륨, 게르마늄, 금, 인듐, 이리듐, 철, 몰리브덴, 니켈, 팔라듐, 백금, 로듐, 루테늄, 탄탈룸, 주석, 티타늄, 텅스텐, 은, 아연 및 지르코늄.
박막 패턴은, 예컨대, 마스크를 사용하면서 스프레잉, 스크린 인쇄, 잉크 제트 인쇄 등에 의해 기판에 도포될 수 있다. 특정 실시형태에서, 박막 패턴은 창 기판 상의 국지화된 구역이고, 이 경우 그 구역은 어떠한 특정 패터닝도 갖지 않는다. 국지화된 구역은 하나 이상의 안테나, 예컨대, 안테나 스위트를 패터닝하기에 충분한 치수를 갖는다. 박막이 열 처리된 후에, 그것은 여기에서 설명된 바와 같은 안테나(들)를 형성하도록, 예컨대, 레이저 애블레이션에 의해 패터닝된다.
다양한 다른 퇴적 공정이 채용될 수 있다. 예는 화학적 증착 및 물리적 증착을 포함한다. 이들 기술은 라이트 상의 마스크와 같은 패터닝과 채용될 수 있다. 일례에서, 물리적 또는 화학적 증착 공정은 공정이 포토레지스트를 라이트에 도포하고 그 후 레지스트를 패터닝하여 소망의 안테나 패턴을 드러내는 전통적 리프트-오프 기술과 채용된다. 퇴적 후에, 공정은 TCO 또는 다른 도체가 퇴적되는 영역(들)을 제외하고 라이트를 남겨 두고 포토레지스트를 들어낸다. 라이트가, 예컨대, 보호용 절연 상부 코팅을 갖고 그 코팅 장치를 떠난 후에, 예컨대, 거기에 또는 전기변색 라이트 상에 그 밖에 아무것도 없이 라이트 위에 수행될 수 있는 잉크 제트 또는 스크린 인쇄와 같은 다른 공정이 채용될 수 있다.
창 네트워크에 대한 응용
창 안테나는 광학적으로 스위칭가능한 창 및/또는 연관된 시스템에 유익한 다양한 응용에 사용될 수 있다. 그러한 응용의 예는 개인화 서비스 및 무선 네트워크 통신을 포함한다.
내부 건물 통신 노드/하드웨어에 대해, 창 안테나는 와이-파이 안테나, 소형 기지국, 내부 리피터, 네트워크 인터페이스 등과 같은 관용적 안테나 중 일부 또는 전부를 대체할 수 있다. 창 안테나의 그러한 응용은 내부 셀, 컴퓨터 및 다른 디바이스 접속성을 위해 벽/천장에서 매달려 있는 관용적 내부 안테나를 치워버림으로써 실내 심미감을 개선할 수 있다. 부가적으로, 창 안테나는 셀 타워에 대한 필요성을 다소 없앨 수 있다.
개인화 서비스
일반적으로, 개인화 서비스는 건물의 영역(예컨대, 방 및 로비)을 사용하는 특정 개인에 적용가능한 창 또는 안테나 조건을 제공한다. 다른 개인은 다른 연관된 창 파라미터를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 개인은 들어오고 나가는 무선 신호를 차단하는 보안 특징 및 와이-파이 서비스가 없는 비교적 어두운 방을 선호할 수 있다. 제2 개인은 와이-파이 서비스를 갖는 훨씬 더 밝은 방을 선호할 수 있다. 건물은 어느 개인의 선호에든 정합하지는 않는 모든 방에 대한 디폴트 설정을 가질 수 있다. 예컨대, 디폴트 설정은 시각 및 현재 날씨 조건에 기반한 창 색조 상태 설정 및 보안 서비스 또는 와이-파이가 없을 수 있다. 개인화 서비스를 사용하여, 입주자가 건물의 영역에 들어갈 때, 창/안테나 시스템은 입주자가 존재한다고 결정하고 그리고 입주자의 개인 설정을 결정하고 그리고 입주자의 선호에 순응하도록 창 및/또는 안테나 설정을 조절한다. 개인화의 일부는 입주자의 방향성 이동, 즉, 건물 로비를 통해 사무실로 향하여 걷기를 외삽함으로써 구역에의 입주자의 도착에 앞서 실행될 수 있다.
일례에서, 건물의 관련 있는 영역에서의 창 안테나는 입주자가 들어왔다고 또는 들어오고 있다고 결정한다. 이러한 결정은 입주자의 스마트 폰 또는 다른 무선 통신 디바이스와의 통신을 통하여 이루어질 수 있다. 블루투스는 사용자와 로컬 창 안테나 간 통신에 적합한 프로토콜의 일례이다. 다른 링크 프로토콜이 사용될 수 있다. 구현에서, 입주자의 스마트 폰(또는 다른 디바이스)은 창 안테나에 의해 수신된 사용자 ID를 통신한다. 그 후, 안테나 및 네트워크 로직은 입주자 파라미터의 데이터베이스 또는 다른 소스에서 그것들을 룩업함으로써 입주자 파라미터를 결정한다. 다른 구현에서, 입주자의 스마트 폰 또는 다른 통신 디바이스는 파라미터를 저장하고 그리고 그것들을 창 안테나에 송신한다.
입주자에 이용가능할 수 있는 개인화 서비스의 예는 다음 중 어느 하나 이상을 포함한다:
1. 입주자의 부근에 있는 광학적으로 스위칭가능한 창의 색조 레벨
2. 통신 차폐 온/오프. 예컨대, 안테나, 접지 평면 등은 안테나, 접지 평면 등을 포함하고 있는 창 또는 다른 구조를 전자기 통신이 통과하는 것을 차단하는 상태에 놓일 수 있다.
3. 소매점 애플리케이션용으로 사용자 위치에 기반한 알림. 일부 구현에서, 건물의 네트워크는 특정 고객이 건물에서 특정 위치에 있다고 결정한다. 그것은 그 위치에서의 안테나와 고객의 모바일 디바이스 간 통신을 검출함으로써 행해질 수 있다. 안테나를 통하여 통신된 사용자 ID에 기반하여, 건물/소매점 로직은 (예컨대, 모바일 디바이스 애플리케이션을 통하여) 사용자에 알림을 보낸다. 알림은 안테나 및 고객의 부근에 있는 상품에 대한 정보를 포함하고 있을 수 있다. 그러한 정보는 판촉(예컨대, 세일 가격), 상품 명세, 벤더 정보, 다른 고객에 의한 리뷰, 전문 리뷰어에 의한 리뷰 등을 포함할 수 있다. 고객은 고객이 이용가능한 정보 중 일부를 수신하거나, 전부를 수신하거나, 아무것도 수신하지 않도록 소매점 건물 파라미터를 개인화할 수 있다.
4. 입주자가 부근에서 검출되고 나면 BMS 또는 다른 건물 시스템/네트워크를 통하여 서모스탯, 조명 시스템, 도어 락 등과 같은 비-창 시스템으로 개인화된 설정을 통신한다. 입주자는 비-창 환경 중 일부 또는 전부로의 설정의 통신을 가능하게 하거나 그 중 어느 것으로도 설정의 통신을 가능하지 않게 하도록 그러한 설정을 개인화할 수 있다.
5. 사용자가 무선 충전 회로, 예컨대, 유도 결합 회로의 부근에서 검출될 때 입주자의 모바일 디바이스와 같은 소형 디바이스의 무선 충전.
개인의 개인화 파라미터(예컨대, 선호되는 색조 레벨 및 선호되는 통신 차폐) 중 어느 하나 이상이라도 건물의 창 및/또는 안테나 네트워크의 일부분인 저장 디바이스 상에 저장될 수 있다. 일부 경우에, 저장 디바이스는 건물의 창 및/또는 안테나 네트워크 상에 있지 않지만, 디바이스는 건물의 네트워크가 액세스가능하다. 예컨대, 저장 디바이스는 창/안테나 네트워크와의 통신 링크를 갖는 원격 위치에 거처할 수 있다. 저장 디바이스를 위한 원격 위치의 예는 다른 건물, 공중 이용가능한 데이터 저장 매체(예컨대, 클라우드), 다수의 건물에 대한 중앙 제어 센터(예컨대, 2014년 12월 8일자로 출원되고 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된 미국 특허출원 제62/088,943호 참조) 등을 포함한다. 일부 실시형태에서, 개인의 개인화 파라미터는, 사용자의 모바일 디바이스 상에든 로컬 창 또는 안테나 컨트롤러(즉, 개인의 개인화 파라미터에 의해 조절될 수 있는 광학적으로-스위칭가능한 창 또는 창 디바이스의 위치에 있는 컨트롤러) 상에든, 로컬 저장된다. 일부 경우에, 개인의 모바일 디바이스는 파라미터를 로컬 저장하지 않지만 건물에 대한 창 또는 안테나 네트워크와는 별개인 셀룰러 또는 다른 네트워크를 통하여 그것들에 액세스할 수 있다. 그러한 경우에, 파라미터는, 필요에 따라, 모바일 디바이스에 다운로드되거나, 또는 원격 저장 위치로부터, 모바일 디바이스를 통하여, 로컬 창 및/또는 안테나 컨트롤러에 공급될 수 있다. 개인화 파라미터에 대한 로컬 저장 또는 로컬 액세스는 건물의 창 및/또는 안테나 네트워크가 이용불가능하게 되는(예컨대, 네트워크 접속이 일시적으로 단절되는) 경우에, 그리고 건물에 네트워크가 존재하지 않는 경우에 유용하다.
창 제어 네트워크는 다른 건물을 포함하는 제3자에 날씨 서비스와 같은 서비스를 제공할 수 있다. 그러한 정보는 로컬 색조 결정을 하도록 발신 건물/네트워크에 의해 그리고 센서, 날씨 피드 등을 가지고 있지 않을 수 있는 제3자에 의해 사용될 수 있다. 발신 건물은 그러한 정보를 다른 건물에 브로드캐스팅하도록 구성된 창 안테나를 포함할 수 있다. 대안으로, 또는 부가적으로, 다른 건물은 발신 건물로부터 그러한 정보를 수신하고 그리고 그 정보를 창 안테나를 통하여 또 다른 건물에 송신하도록 구성될 수 있다.
창/안테나 네트워크는 침입자가 셀 폰 또는 다른 유형의 라디오를 휴대하고 있으면 건물의 둘레, 부근 또는 내부에 있는 침입자를 검출하는 것과 같은 보안 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다. 네트워크는 또한, 예컨대, 전기변색 창으로부터 판독된 전류 및/또는 전압에서의 변화를 검출함으로써 어느 창이라도 파손되었을 때를 검출하도록 구성될 수 있다.
건물-특정 개인화 서비스는 사무실 공유, 호텔 숙박, 및/또는 계절적 또는 순환적 주거용 및 사업용 임대 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 일례에서, 다수-방 곳곳의 안테나는 방문자가 어느 시간에 어디에 있는지 결정하고 그리고 사용자의 모바일 디바이스 상에 건물 맵을 디스플레이하는 모바일 애플리케이션에 이러한 위치 정보를 공급한다. 이러한 맵은 안테나에 의해 결정되는 바와 같은 방문자의 현재 위치에 따라 업데이트된다. 일례에서, 블루투스 또는 블루투스 로우 에너지(BTLE)는 방문자의 모바일 디바이스와 통신하고 사용자 ID를 결정하고 사용자 ID에 대한 현재 위치를 제공하도록 창 안테나에 의해 사용된 프로토콜이다. 그러한 애플리케이션은, 특히 다수의 방문자 또는 학생이 존재하는 건물에서, 비상의 맥락에서 활성화되는 특징을 포함할 수 있다. 화재 또는 지진과 같은 재난 및 인질 또는 테러 상황과 같은 보안 사건은 모바일 애플리케이션 및 안테나를 트리거링하여 맵을 활성화하고 대피 또는 내부 안전 위치 도달을 명령할 수 있다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 창 안테나는 창 안테나가 설치되는 건물 중 일부 또는 전부의 입주자 및/또는 세입자에 와이-파이 또는 다른 서비스를 제공하도록 이용가능하다. 입주자/세입자가 서비스에 대해 지불하면, 안테나 및 연관된 컨트롤러는 서비스를 이용가능하게 하도록 활성화된다. 입주자/세입자가 서비스를 사양하면, 안테나/컨트롤러는 서비스에 대해 활성화되지 않는다. 물론, 안테나/컨트롤러는, 입주자/세입자가 그 서비스를 사양할 때라도, 다른 서비스에 이용가능하고 사용될 수 있다.
무선 통신
창 네트워크는 유선 또는 무선일 수 있다. 무선 창 네트워크에 대해, 안테나는 창 색조 상태, 결함, 사용 패턴 등에 관한 통신을 송신 및 수신한다. 여기에서 설명된 것들과 같은 창 안테나는 필요한 통신을 송신 및 수신하도록 사용될 수 있다. 무선 창 네트워크 설계의 예는 2014년 11월 24일자로 출원된 View, Inc.의 미국 가특허출원 제62/085,179호에 제시되어 있으며, 그 전체는 참조에 의해 여기에 편입된다. 특정 실시형태에서, 무선 창 네트워크는 창을 제어하기 위한 전력이, 중앙 건물 전원으로부터보다는, 로컬 제공되는 맥락에서 제공된다. 예컨대, 창 전력이 천창 또는 다른 로컬 위치를 통해 광을 수신하는 광기전 소스로부터, 또는 심지어 창 상에 배치된 광기전 소스로부터 오는 경우에, 통신 네트워크는 전력 분배 네트워크의 기반구조로부터 결합해제될 수 있다. 그러한 경우에는, 무선 통신 네트워크를 사용하는 것이 비용-효과적으로 된다.
커미셔닝 및 사이트 모니터링
창 또는 IGU(IGU가 이러한 맥락에서 둘 다 지칭하도록 사용될 것임)에 대한 커미셔닝 프로세스(자동화되었든 아니든)는 IGU 및/또는 그 연관된 창 컨트롤러에 대한 ID를 판독 및 송신하는 것을 수반할 수 있다. 전기변색 창의 네트워크를 커미셔닝/구성하는 것에 관한 추가적 정보는 2014년 10월 7일자로 출원된 미국 특허출원 제14/391,122호(발명의 명칭 "APPLICATIONS FOR CONTROLLING OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES")에 제시되어 있으며, 그 전체는 참조에 의해 여기에 편입된다.
일부 경우에, 구성될 IGU와 연관된 안테나와의 통신은 IGU를 식별하도록 사용된다. 이러한 정보는 네트워크를 통하여, 예컨대, 네트워크 컨트롤러에 그리고/또는 다른 창 컨트롤러에 공유된다. 이러한 식별 프로세스는, 아래에서 논의되는 바와 같이, 네트워크 상의 모든 전기변색 창의 맵 또는 다른 디렉터리를 발생시키는 것에서의 하나의 단계일 수 있다. 다양한 실시형태에서, IGU 식별/구성 프로세스는 IGU의 연관된 컨트롤러가 네트워크에 신호를 보내게 야기하도록 각각의 IGU 컨트롤러를 개별적으로 트리거링 또는 검출하는 것을 수반할 수 있다. 신호는 IGU의 식별 번호 및/또는 IGU와 연관된 컨트롤러의 식별 번호를 포함할 수 있다. 예컨대, 설치자(들)는 IGU를 건물에서의 그들 물리적 위치에 설치할 것이다. IGU는 IGU의 ID 및 IGU의 특정 물리적 특성/파라미터 등을 포함하고 있는 칩 또는 메모리를 가질 것이다.
트리거링은 다양한 메커니즘을 통해 일어날 수 있다. 일례에서, 커미셔닝될 IGU 중 일부 또는 전부는 안테나가 IGU의 부근에 있는 사용자의 모바일 디바이스 또는 다른 사용자 통신 디바이스로부터 통신을 수신할 때 IGU를 트리거링하여 그 ID를 보내도록 구성된 안테나 연관 안테나 로직을 포함한다. 사용자는 통신 디바이스를 커미셔닝 모드로 돌릴 수 있고 그에 의해 그것은 트리거링 신호를 수신 범위에 있는 창 안테나(사용자가 방문한 방에 있는 모든 IGU)에 송신한다. 사용자 또는 사용자의 모바일 디바이스와 연관된 커미셔닝 애플리케이션은 모바일 디바이스가 위치하고 있는 곳을 알고 있기 때문에, 수신 범위 내에 있는 IGU는 그들 물리적 위치와 연관될 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용자는 IGU의 창 안테나와의 통신이 일어날 때 모바일 디바이스의 위치를 입력할 수 있다. 이것은 또한 수신 범위 내의 IGU가 그들 물리적 위치와 연관될 수 있게 한다.
일례에서, 전기변색 창의 네트워크는, 5개의 방의 각각에 2개의 창이 제공되어, 10개의 창을 포함한다. IGU가 물리적으로 설치된 후에, 사용자/설치자는 창을 커미셔닝하여 각각의 IGU를 식별하고 그리고 그것을 네트워크에서의 그 물리적 위치와 연관시킬 수 있다. 설치자는 창을 커미셔닝하는 것을 돕도록 폰, 태블릿, 컴퓨터 등과 같은 전자 디바이스를 사용할 수 있다. 전자 디바이스 상의(또는 디바이스에 의해 액세스가능한) 프로그램은 네트워크 상의 모든 전기변색 창의 리스트, 디렉터리, 및/또는 맵을 포함할 수 있다. 설치자가 제1 방에 들어갈 때, 그녀는 그것에 가까이 걸어감으로써 제1 전기변색 창을 트리거링하고, 그로써 연관된 창/안테나 컨트롤러가 창의(그리고/또는 컨트롤러의) 식별자를 갖는 신호를 네트워크를 통하여 보내게 야기할 수 있다. 이러한 신호의 결과로서, 트리거링된 창에 대한 식별자는 전자 디바이스 상에 나타날 수 있다. 그 후, 사용자는 식별자를 그것이 트리거링한 창의 물리적 위치와 연관시킬 수 있다. 전자 디바이스 상의 프로그램이 창의 맵을 발생(또는 이용)하는 일례에서, 이러한 연관은, 예컨대, 트리거링된 식별자가 나타나는 것에 응답하여 맵을 적합한 위치에서 클릭함으로써, 또는 트리거링된 식별 번호를 맵 상으로 적합한 위치에 드래그함으로써, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에서 이루어질 수 있다. 제1 창이 그 물리적 위치와 연관된 후에, 설치자는 제1 방에 있는 제2 창을 그것에 가까이 걸어감으로써(또는 송신을 그 안테나로 지향시킴으로써) 트리거링하고 그로써 제2 IGU/컨트롤러의 식별자를 그 물리적 위치와 연관시킬 수 있다. 그 후, 이러한 프로세스는 전기변색 창이 설치되는 다른 방의 각각에 대해 반복될 수 있다. 일부 경우에는, 다수의 IGU의 방 또는 일반적 부근을 식별하는 것만으로 충분하다. 그러한 경우에, 사용자 디바이스로부터의 전자기 신호의 송신은 부근에 있는 다수의 IGU에 의해 동시에 수신될 수 있다. 그것들의 각각은 그 각각의 ID를 커미셔닝 프로그램에 송신하여 그로써 IGU의 일반적 위치를 결정할 수 있다. 일부 경우에, 사용자는 하나의 방으로부터 다음으로 또는 하나의 영역으로부터 다른 하나로 이동하며, 사용자의 위치는 알려져 있거나 이동 동안 결정된다. 개개의 IGU는 사용자의 송신 범위에 있는 동안 여러 번 응답할 수 있다. 이러한 식으로, 개개의 IGU는 그것들 중 다수가 사용자의 디바이스로부터의 송신 신호에 동시다발적으로 응답할 수 있더라도 명확화될 수 있다.
다른 예에서, 각각의 전기변색 IGU는 IGU와 관련된 정보, 예컨대, IGU 및/또는 연관된 컨트롤러의 식별자를 송신하는 비컨을 포함할 수 있다. 일부 경우에는 블루투스 로우 에너지(BLE) 비컨이 사용될 수 있다. 설치자는 그들이 비컨을 판독하는 것을 가능하게 하기 위한 수신기를 갖고 있을 수 있다. 폰 및 다른 전자 디바이스는 이러한 목적으로 사용될 수 있는 블루투스 수신기를 공통적으로 갖고 있다. 어느 적합한 수신기라도 사용될 수 있다. 설치자는 각각의 IGU/컨트롤러에 대한 식별자를 IGU의 물리적 위치와 연관시키도록 커미셔닝 동안 비컨 상의 정보를 판독할 수 있다. 맵 또는 디렉터리는 이러한 연관을 성취하도록 사용될 수 있다.
유사한 실시형태에서, 각각의 IGU는 IGU 상의 컴포넌트가 그것이 트리거링되었음을 설치자/사용자에게 알리게 야기할 수 있는 네트워크를 통하여 트리거링될 수 있다. 일례에서, 각각의 IGU는 그 창 안테나로부터 특정 커미셔닝 신호(예컨대, 특정 주파수, 펄스 트레인 등)를 송신하도록 구성된다. 신호는 그 커미셔닝 신호를 송신하도록 IGU를 트리거링하는 관련 있는 IGU 또는 창 컨트롤러를 트리거링하도록 네트워크를 통하여 보내질 수 있다. 그 후, 사용자의 디바이스는 IGU-특정 신호를 수신함으로써 관련 있는 IGU를 식별할 수 있다. 이러한 프로세스 및 정보에 기반하여, 설치자/사용자는 각각의 IGU/컨트롤러를 그 물리적 위치 및 식별자와 연관시킬 수 있다.
도 14a는 특정 실시형태에 따라 전기변색 창의 네트워크를 커미셔닝하는 방법(1400)을 묘사하는 순서도이다. 예컨대, 모든 IGU가 연관된 컨트롤러를 가진 후에, 동작(1402)에서는, 모든 창 컨트롤러 ID의 리스트가 생성된다. 이러한 단계는 도 14c 내지 도 14e를 참조하여 아래에서 더 설명된다. 창 컨트롤러 ID는 각각의 창에 대한 소정 수의 개개의 식별 인자를 포함할 수 있다. 이러한 정보는, 예컨대, 도크(또는 배선 하니스)에서, 예컨대, 각각의 창 조립체에서 칩에 저장된다. 일례에서, 창 ID는 CAN ID 및 LITE ID를 포함한다. CAN ID는 CAN 버스 시스템 상의 창/창 컨트롤러의 고유 주소와 관련될 수 있는 한편, LITE ID는 전기변색 IGU 및/또는 그 연관된 창 컨트롤러의 고유 일련 번호와 관련될 수 있다. LITE ID(또는 사용된 다른 ID)는 또한 그 크기, 전기변색 디바이스의 속성, 전기변색 디바이스를 전이시킬 때 사용될 파라미터 등과 같은 창에 대한 정보를 포함할 수 있다. 창 컨트롤러의 리스트가 발생된 후에, 동작(1404)에서는 개개의 창 컨트롤러가 트리거링된다. 트리거링은 여기에서 설명된 방법 중 어느 하나를 통해 일어날 수 있다. 이러한 트리거링은 관련 있는 창 컨트롤러가 창 컨트롤러의 ID를 갖는 신호를 보내게 야기한다. 응답하여, 동작(1406)에서는 네트워크를 통하여 데이터를 송신한 IGU에 액세스하는 프로그램 또는 사용자가 트리거링된 창 컨트롤러의 ID를 창의 물리적 위치와 연관시킬 수 있다. 동작(1404, 1406)은 도 14f 및 도 14g의 맥락에서 더 설명된다. 동작(1420)에서는, 커미셔닝할 추가적 창이 있는지 결정된다. 커미셔닝할 추가적 창이 있으면, 방법은 동작(1404)부터 반복된다. 창 전부가 커미셔닝될 때 방법은 완료된다.
도 14b는 건물의 동쪽 벽 상에 설치된 5개의 전기변색 창의 물리적 위치의 표현을 제시한다. "LOC ID"는 관련 있는 창의 위치를 지칭하며, 이 경우에는, 임의로, East1-East5라는 라벨이 붙어 있다. 건물에서 다른 곳에 부가적 전기변색 창이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 14c 내지 도 14g와 관련하여 설명되는 바와 같은, 도 14a의 방법은 도 14b에서 도시된 창 세트 상에 수행될 수 있다.
도 14c는 도 14a의 동작(1404) 동안 취해질 수 있는 특정 단계를 예시한다. 이러한 예에서, 전기변색 창의 네트워크는 마스터 컨트롤러(MC), 2개 이상의 네트워크 컨트롤러(NC1-NCn), 및 수 개의 창 컨트롤러(WC1-WCm)를 포함한다. 명확화를 위해, 제1 네트워크 컨트롤러(NC1) 하에서 동작하는 창 컨트롤러와 관련 있는 정보만이 도시된다. 점선은 많은 다른 네트워크 컨트롤러 및 창 컨트롤러가 제시될 수 있음을 표시한다. 우선, 사용자는 창 컨트롤러가 발견되게 야기하도록, 사용자 애플리케이션/프로그램/등을 통하여, 커맨드를 개시할 수 있다. 사용자 애플리케이션/프로그램은 이러한 커맨드를 마스터 컨트롤러에 포워딩한다. 마스터 컨트롤러는 네트워크 컨트롤러에 창 컨트롤러를 발견하도록 지시하고, 그리고 네트워크 컨트롤러는 창 컨트롤러에 자신들을 식별시키도록 지시한다. 응답하여, 창 컨트롤러는 그들의 ID를 네트워크 컨트롤러에 보고하고, 그것은 그 후 창 컨트롤러 ID를 마스터 컨트롤러에 보고하고, 그것은 창 컨트롤러 ID를 사용자 애플리케이션/프로그램에 보고한다. 마스터 컨트롤러 및/또는 사용자 애플리케이션/프로그램은 모든 창 컨트롤러의 리스트를 생성하도록 이러한 정보를 취합할 수 있다. 이러한 리스트는 각각의 네트워크 컨트롤러에 의해 어느 창 컨트롤러가 제어되는지 상술하는 정보를 포함한다. 리스트는 또한, 도 14d에서 도시된 바와 같이, 네트워크 상의 모든 관련 있는 컨트롤러의 구성을 도시하는 차트로서 제공될 수 있다. 도 14d에서 도시된 네트워크 표현은 일부 경우에는 그래픽 사용자 인터페이스 상에 나타날 수 있다.
도 14e는 동작(1404)이 완료되고 창 컨트롤러 ID의 리스트가 생성된 후에 사용자에게 제시될 수 있는 사용자 인터페이스 특징부의 일례를 묘사한다. 도 14e의 상위 부분 상에는, 관련 있는 창의 맵이 도시된다. 이러한 맵은 이용가능한 어느 수단에 의해서라도 생성될 수 있고, 그리고 일부 경우에는 각각의 설치에 대해 구체적으로 프로그래밍될 수 있다. 동작(1404) 후에, 각각의 창이 위치결정되어 있는 곳은 여전히 알려져 있지 않다. 그리하여, 맵은 창 중 어느 것에 대해서도 CAN ID 또는 LITE ID를 아직 제시하지 않고, 오히려 커미셔닝 프로세스 동안 이러한 정보로 파퓰레이팅될 공백 필드를 갖는다. 도 14e의 저부 부분 상에는, 창 컨트롤러 ID의 리스트가 제공된다. 동작(1404) 후에, 창 ID(CAN ID 및 LITE ID) 전부는 일반적으로 알려지지만, 그것들은 아직 그들의 물리적 위치(LOC ID)와 연관되지 않았다. 이러한 이유로, 도 14e의 저부 부분은 CAN ID 및 LITE ID가 파퓰레이팅된 것으로 도시하는 한편, LOC ID는 여전히 비어 있다. 유사한 리스트가 여러 다른 네트워크 컨트롤러의 각각에 대해 제공될 수 있다.
도 14f는, 일 실시형태에 따라, 도 14a로부터의 동작(1404, 1406)을 수행하기 위한 방법을 더 상세히 제시하는 순서도이다. 도 14f에서, 방법은 사용자가 (예컨대, IGU의 창 안테나로 향하여 EM 송신을 지향시킴으로써) 창 컨트롤러를 트리거링하고, 그로써 그것이 그 연관된 네트워크 컨트롤러에 창 컨트롤러 ID를 보내게 야기하는 동작(1404)에서 시작한다. 동작(1410)에서, 네트워크 컨트롤러는 창 컨트롤러 ID를 갖는 신호를 수신하고, 그리고 창 컨트롤러 ID를 마스터 컨트롤러에 보낸다. 다음으로, 동작(1412)에서, 마스터 컨트롤러는 창 컨트롤러 ID를 갖는 신호를 수신하고, 그리고 창 컨트롤러 ID를 사용자 애플리케이션/프로그램/등에 보낸다. 동작(1414)에서, 사용자 애플리케이션/프로그램은 트리거링된 창에 대한 창 컨트롤러 ID를 디스플레이한다. 다음으로, 동작(1418)에서, 사용자는 트리거링된 창의 창 ID를 트리거링된 창의 물리적 위치와 연관시킬 수 있다. 일례에서, 사용자는 동작(1414)에서 디스플레이된 창 ID를 창의 맵 상에 표현된 바와 같은 트리거링된 창의 물리적 위치 상으로 드래그한다. 도 14e를 참조하여, 예를 들면, 특정 창 ID(예컨대, CAN ID 및 LITE ID)는 창 컨트롤러가 트리거링되는 것에 응답하여 사용자 애플리케이션/프로그램에서 굵게 또는 두드러지게 될 수 있다. 사용자는 굵게 된 창 ID를 보고, 그 후 그것을 맵 상으로 적합한 위치에 드래그할 수 있다. 반대로, 사용자는 맵으로부터의 관련 있는 창을 트리거링된 창 ID 상으로 드래그할 수 있다. 유사하게, 사용자는 트리거링된 창 ID를 클릭하고 그리고 맵으로부터의 관련 있는 창을 클릭하여 그 2개를 연관시킬 수 있다. 다양한 방법이 사용될 수 있다.
도 14g는, East5에 위치결정된 창이 식별되고 그 관련 있는 창 ID/위치와 연관된 후에, 도 14e에서 도시된 것과 유사한 일례의 그래픽 사용자 인터페이스를 묘사한다. 도 14b에서 도시된 바와 같이, East5에 있는 창은 거기에 설치된 WC1를 갖는다. 그래서, WC1에 대한 CAN ID(XXXX1) 및 WC1에 대한 LITE ID(YYYY1)는 East5 위치에 있는 창의 아래에 디스플레이된다. 유사하게, 도 14g의 저부 부분에서 도시된 바와 같이, 이제 창 컨트롤러 ID의 리스트는 WC1에 대한 LOC ID를 포함한다. 트리거링 및 위치/ID 연관 단계는 창 전부가 식별되고 건물 내 그들 위치와 연관될 때까지 반복될 수 있다. WC1이 첫 번째로 트리거링되었다는 사실은 도면에서의 명확화를 위해 선택된 것에 불과하다. 창 컨트롤러는 어느 순서로라도 트리거링될 수 있다.
도 14f로 되돌아가서, 동작(1420)에서는, 커미셔닝할 어느 추가적 창이라도 있는지 결정된다. 없으면, 방법은 완료된다. 커미셔닝할 추가적 창이 있으면, 방법은 동작(1404)에서 시작하여 다른 창에 대해 반복된다.
관용적 안테나는 때로는 나뭇잎에서의 계절적 변동, 도시 또는 주거 환경에서의 새로운 건물, 날씨 패턴 등을 포함하는 변화하는 환경 조건에 기반하여 조절 또는 튜닝을 필요로 한다. 그러한 조절은 변화하는 조건을 고려하도록 안테나 방사 패턴을 수정한다. 부가적으로, 다수의 안테나가 동일한 영역으로 방사할 때, 널 영역이 발생할 수 있다. 널을 없애기 위해 안테나의 신중한 튜닝이 요구된다.
관용적 안테나로는, 설치된 안테나의 위치 및/또는 정향을 물리적으로 변화시킴으로써 조절이 이루어진다. 여기에서 설명된 바와 같은 창 안테나는 현재 요건 및 환경 조건을 다루도록 창을 선택하고 전력을 공급하기 위한 적합한 명령어를 제공하는 창 컨트롤러 또는 제어 시스템으로부터의 커맨드를 통해 방출되는 방사 패턴을 조절 또는 튜닝하는 것을 가능하게 한다. 때로는, 컨트롤러는 어느 안테나에 전력을 공급할지 선택하고 그로써 능동 안테나의 특정 패턴 또는 어레이를 획정한다. 다른 접근법에서, 컨트롤러는 송신 안테나에 전력을 공급하는 전기 신호의 주파수, 전력, 편파, 또는 다른 속성을 달라지게 한다.
그러한 튜닝은 전기변색 창 커미셔닝 절차에 구속될 수 있다. 일부 접근법에서, 설치자가 그 전기변색 창을 셋업할 때, 그것은 광학적 스위칭 파라미터를 설정하도록 그것들을 커미셔닝한다. 전기변색 창이 개시된 바와 같은 안테나를 포함할 때, 커미셔닝은 커미셔닝되는 건물의 창에서의 개개의 안테나에 대한 선택 및/또는 전력 공급 특성을 고려할 수 있다. 창의 일부분인 안테나를 교정 및/또는 튜닝하는 것은 커미셔닝의 일부분으로서 역할을 한다. 부가적으로, 모니터링 또는 주기적 커미셔닝은 구조물에서 안테나의 송신 특성에 강한 영향을 미칠 수 있는 변화하는 환경 조건을 고려하도록 수행될 수 있다. 전기변색 창을 포함하고 있는 건물의 커미셔닝 및 모니터링은 2013년 4월 12일자로 출원된 국제특허출원 제PCT/US13/36456호, 및 2014년 4월 3일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/974,677호에 더 설명되어 있으며, 그 각각은 그 전체가 참조에 의해 여기에 편입된다. 이들 출원은 설치시 및/또는 추후 평가 동안 결정된 로컬 조건에 기반하여 광학적 스위칭을 야기하도록 구동 전압과 같은 스위칭가능한 광학적 창 컨트롤러 설정을 설정 및/또는 조절하는 것을 설명하고 있다.
일부 경우에, 안테나를 갖는 건물 또는 다수의 건물은 서로와 그리고/또는 관용적 송신 안테나와 상호작용하며, 이 경우 안테나는 동일하거나 중첩하는 주파수 대역에서 신호를 송신한다. 이러한 예에서, 이들 다수의 건물 중 적어도 하나는 건물의 창 상의 안테나로부터 방사를 송신한다. 다른 건물 또는 건물들은 창 또는 더 관용적인 셀 타워 구조물을 통해 송신할 수 있다.
비-창 네트워크 응용
상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 안테나는 특정 안테나의 응용에 종속하여 다양한 용도를 갖도록 설계, 조립 또는 구성될 수 있다. 일부 응용에서, 위에서 설명된 안테나 중 하나 이상은 리피터 또는 "신호 부스터" 시스템에서의 사용을 위해 구성될 수 있다. 일례의 리피터 구현에서, IGU(202)는 하나 이상의 제1 안테나 및 하나 이상의 제2 안테나를 포함한다. 제1 안테나는 건물(또는 건물 내 방) 외부의 실외 환경으로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 수신된 신호는 기지국, 셀룰러 또는 다른 브로드캐스트 타워, 위성 또는 무선 액세스 포인트 또는 "핫스폿"으로부터 송신된 셀룰러, 무선 광역 통신망(WWAN), 무선 근거리 통신망(WLAN), 또는 무선 개인 영역 통신망(WPAN) 신호일 수 있다. 제2 안테나는 건물(또는 건물 내 방) 내부의 실내 환경 내로 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 송신된 신호는 셀룰러 WLAN, 또는 WPAN 신호일 수 있다. 그러한 일부 구현에서, (창 색조-상태 컨트롤러 내에 있든 또는 별개의 안테나 컨트롤러에 있든) 안테나용 컨트롤러는 증폭기 회로 또는 스테이지는 물론 아날로그 필터 또는 디지털 필터와 같은 하나 이상의 수동 또는 능동 하드웨어 또는 소프트웨어 필터링 컴포넌트 또는 회로도 포함할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 송신된 신호는 수신된 신호의 증폭된 버전이다. 부가적으로, 수신된 신호는 송신된 신호에서 어느 잡음 또는 다른 불요 신호 성분도 증폭되지 않게(또는 적어도 송신된 신호에서 소망의 주파수 성분이 증폭되는 정도 만큼은 아니게) 되도록 증폭 이전에 필터링되고 다양한 신호 프로세싱 기술 및 프로세스를 받게 될 수 있다. 실내 환경으로부터 수신된 신호 또한 실외 환경으로의 송신을 위해 프로세싱 및 증폭될 수 있음을 인식할 것이다.
일부 응용에서, 위에서 설명된 안테나 중 하나 이상은 프로토콜 컨버터 시스템에서의 사용을 위해 구성될 수 있다. 일례의 컨버터 구현에서, IGU(202)는 하나 이상의 제1 안테나 및 하나 이상의 제2 안테나를 포함한다. 제1 안테나는 기지국, 셀룰러 또는 다른 브로드캐스트 타워, 위성 또는 무선 액세스 포인트 또는 핫스폿으로부터 송신된 셀룰러, WWAN, 무선 근거리 통신망(WLAN), 또는 무선 개인 영역 통신망(WPAN) 신호와 같은, 제1 무선 프로토콜에 따른 실외 환경으로부터의 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제2 안테나는 제2 무선 프로토콜에 따라 건물 내부의 실내 환경 내로 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 송신된 신호는 셀룰러 WLAN, 또는 WPAN 신호일 수 있다. 그러한 일부 구현에서, (창 색조-상태 컨트롤러 내에 있든 또는 별개의 안테나 컨트롤러에 있든) 안테나용 컨트롤러는 제2 안테나를 통한 송신 전에 제1 무선 프로토콜로부터 제2 무선 프로토콜로 수신된 신호를 변환하기 위한 컨버터 회로 또는 스테이지를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 또한 송신 전에 변환된 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함할 수 있다. 예컨대, 셀룰러 신호는 외부 환경으로부터 수신되고, 와이-파이 신호로 변환되고, 그 후 실내 환경 내로 송신될 수 있다. 실내 환경으로부터 수신된 신호 또한 실외 환경으로의 송신을 위해 변환될 수 있음을 인식할 것이다.
일부 응용에서, 하나 이상의 안테나는, 예컨대, 브로드캐스트 타워로부터든 또는 위성으로부터든 브로드캐스트 텔레비전 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 그러한 일부 응용에서, 수신된 텔레비전 신호는 그 후 셋-톱 박스 또는 텔레비전 자체에 의한 수신을 위해 동일하거나 다른 프로토콜로 방 내로 리브로드캐스팅될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 안테나는, 예컨대, 브로드캐스트 타워로부터든 또는 위성으로부터든 라디오 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 그러한 일부 응용에서, 수신된 라디오 신호는 그 후 라디오, 스테레오 시스템, 컴퓨터, 텔레비전 또는 위성 라디오에 의한 수신을 위해 동일하거나 다른 프로토콜로 방 내로 리브로드캐스팅될 수 있다.
일부 응용에서는, 다수의 안테나가 셀룰러, 텔레비전 또는 다른 브로드캐스트 신호의 브로드캐스터로서 역할을 할 수 있다. 그러한 일례에서, 대형 건물의 창 중 일부 또는 전부는 기지국용 GSM 또는 DCS 셀룰러 브로드캐스트 타워로서 역할을 하도록 구성될 수 있다. 그러한 구현은 전통적 브로드캐스트 타워의 사용을 없앨 수 있다.
일부 응용에서, 하나 이상의 안테나의 그룹 또는 구획은 WLAN 또는 WPAN 기지국, 액세스 포인트 또는 핫스폿으로서 역할을 할 수 있다. 예컨대, 위에서 설명된 바와 같은 안테나의 그룹은 (4G 및 5G 셀룰러에 대해서와 같은) 펨토셀 또는 피코셀로서 기능할 수 있다. 그러한 일부 구현에서, 안테나 그룹에 대한 컨트롤러 또는 컨트롤러들은 (DSL 또는 케이블과 같은) 광대역을 통하여 서비스 제공자의 네트워크에 접속될 수 있다. 펨토셀은 서비스 제공자가 (소망 신호를 차단하는 다른 건물에 의해서 또는 건물의 재료에 의해서와 같은) 기반구조 제한 또는 감쇠에 기인하여 액세스가 제한되거나 이용불가능하게 될 수 있는 "셀 에지"에서 또는 옥내에서 서비스 커버리지를 확장할 수 있게 한다.
일부 응용에서, 위에서 설명된 안테나 중 하나 이상은 클로킹에 이용될 수 있다. 예컨대, 건물의 창 내 또는 다수의 창 내 하나 이상의 안테나는 동일한 건물의 다른 구조물, 다른 건물 또는 건물 외부의 다른 구조물과 같은 물체로부터의 반사를 상쇄하기 위한 필드를 다시 방사하도록 구성될 수 있다.
일부 응용에서, 위에서 설명된 안테나 중 하나 이상은 마이크로폰 시스템에서 사용될 수 있다. 예컨대, IGU는 라이트의 표면 상에 하나 이상의 음향-대-전기 트랜스듀서 또는 그러한 트랜스듀서의 어레이를 포함할 수 있다. 예컨대, 트랜스듀서는 음향 신호를 창 컨트롤러 또는 별개의 컨트롤러에 의해 후에 수신 및 프로세싱될 수 있는 전기 신호로 변환하는 (MEMS 마이크로폰 트랜스듀서와 같은) 전자기 트랜스듀서일 수 있다. 예컨대, 스피커-폰 구현에서, 트랜스듀서는 붙어 있는 방의 하나 이상의 입주자로부터의 음향 신호를 픽업하고 그리고 음향 신호를 컨트롤러에 의한 신호 프로세싱을 위해 전기 신호로 변환할 수 있다. 일부 구현에서, 프로세싱되지 않은 또는 프로세싱된 전기 신호는, 예컨대, 전화 회의 상의 제3자로의 송신을 위해 폰 시스템과 인터페이싱하는 디바이스에 무선으로 보내질 수 있다. 부가적으로, 일부 구현에서, 전자기 트랜스듀서는 (옥외에서든 또는 옥내, 예컨대, 복도 또는 인접하는 방에서든) 방의 바깥에 있는 실외 환경으로부터의 잡음과 같은 배경 잡음으로부터 음향 신호를 검출할 수 있다. 그 후, 잡음으로부터의 전기 신호는 잡음과 연관된 주파수 성분을 방 내 입주자로부터의 음성과 연관된 주파수 성분으로부터 제거하도록 컨트롤러 또는 별개의 디바이스에 의해 프로세싱될 수 있다. 다른 일부 구현에서, 건물 내 사용자는 오디오 신호를 후에 브로드캐스팅되고 후속하여 인근 창 내 안테나에 의해 감지되는 전기 신호로 변환하는, 무선 헤드셋과 같은, 마이크로폰을 착용할 수 있다. 그러한 구현은 사용자가 건물의 하나 이상의 방 또는 복도 곳곳으로 이동할 때에도 사용자가 폰의 사용 없이 전화 회의에 참가하는 것을 가능하게 할 것이다. 예컨대, 사용자는 또한 다양한 인근 창에서의 안테나로부터 송신된 전기 신호를 수신하고 그리고 이들 수신된 전기 신호를 전화 회의 상의 다른 사용자의 음성을 표현하는 오디오 신호로 변환할 헤드폰 또는 다른 오디오 이어폰을 착용할 수 있다. 그러한 수신된 전기 신호는 폰 시스템을 통해 수신되고 그리고 후속하여 다양한 인근 창에서의 안테나 및 컨트롤러에 의해 유선 또는 무선 접속을 통하여 수신될 수 있다.
일부 구현에서, 하나 이상의 창 내 하나 이상의 안테나는 또한 방 내 다양한 스피커에 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 창 내 하나 이상의 안테나는 또한 방 내 다양한 스피커에 무선으로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 창 내 하나 이상의 안테나는 또한 방 내 다양한 조명 장비에 무선으로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 그러한 구현은 "무전극 램프", 예컨대, 안테나로부터 송신된 라디오 주파수 방출에 의해 여기될 때 광을 산출하는 IGU 또는 다른 창 구조에 있거나 그에 근접해 있는 하나 이상의 형광 튜브를 제공할 수 있다.
일부 응용에서, 하나 이상의 창에서의 하나 이상의 안테나는 방 또는 건물 내부 및/또는 외부의 물체의 범위, 각도, 또는 속도를 결정하기 위해 라디오파를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 더 구체적으로, 안테나는 그들 경로에 있는 어느 물체로부터 반사되는 라디오파 또는 마이크로파를 송신할 수 있다. 창 내 동일한 또는 다른 안테나는 물체(들)의 속성을 결정하기 위해 이들 반사된 파를 수신 및 프로세싱한다. 예컨대, 그러한 레이더 구현은 실외 또는 실내 환경을 매핑하는데 사용될 수 있다. 이러한 매핑 정보는 관심 있는 신호를 더 양호하게 수신하거나 송신된 신호를 표적에(전형적 기지국과 같은 것에, 그러나 또한 자체가 이러한 안테나 기술을 사용하여 기지국으로서 구성될 수 있는 다른 건물에) 더 양호하게 집속시키도록 안테나를 더 양호하게 지향시키는데 사용될 수 있다. 그러한 레이더 구현은 또한 보안 응용에 유익할 수 있다. 예컨대, 그러한 레이더 구현은 침입자/무단출입자의 존재, 근접, 및 심지어 이동을 검출할 수 있다. 실로, 건물 주위에 배열된 다수의 창에서의 다수의 안테나는 건물 주위에서 무단출입자의 이동을 추적하도록 협력하여 작동할 수 있다.
레이더 구현은 또한 날씨를 검출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도플러 효과는 날씨를 검출, 분류 및 예측하도록 기상대에 의해 이미 사용되고 있다. 그러한 날씨 정보는 색조 상태를 결정하는 것은 물론 또한 조명, HVAC 및 심지어 경보 시스템을 포함하는 다른 시스템에서 변화를 트리거링하도록 마스터 컨트롤러 또는 네트워크 컨트롤러로의 다른 입력으로서 유용할 수 있다.
창 상의 또는 내의 안테나는 또한 다른 식별, 개인화, 수권, 보안 응용에서 사용될 수 있다. 예컨대, 방 내 안테나는 입주자의 신원을 결정하는 것은 물론 또한 그들 신원과 연관된 수권, 허가, 또는 보안 허가를 결정하도록 방의 입주자가 착용 또는 휴대한 RFID 태그, 블루투스 송신기, 또는 다른 송신기로부터의 신호를 검출하도록 사용될 수 있다.
결론
하나 이상의 태양에서, 설명된 기능 중 하나 이상은, 본 명세서에서 개시된 구조 및 그들 구조적 균등물을 포함하는, 하드웨어, 디지털 전자 회로, 아날로그 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그 어느 조합으로라도 구현될 수 있다. 본 문서에서 설명된 주제 사항의 특정 구현은 또한 하나 이상의 컨트롤러, 컴퓨터 프로그램, 또는 물리적 구조, 예컨대, 창 컨트롤러, 네트워크 컨트롤러, 및/또는 안테나 컨트롤러의 동작을 제어하기 위해, 또는 그에 의한 실행을 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 전기변색 창으로서 또는 그에 대해 제시된 어느 개시된 구현이라도 (창, 거울 등을 포함하는) 스위칭가능한 광학 디바이스로서 또는 그에 대해 더 일반적으로 구현될 수 있다.
본 개시에서 설명된 실시형태에 대한 다양한 수정이 당업자에게는 쉽게 분명할 것이고, 그리고 여기에서 정의된 포괄적 원리는 본 발명의 취지 또는 범위로부터 벗어남이 없이 다른 구현에 적용될 수 있다. 그리하여, 청구범위는 여기에서 제시된 구현으로 한정되려는 의도가 아니라, 여기에서 개시된 본 발명, 원리 및 신규 특징과 일관되는 가장 넓은 범위에 부합되는 것이다. 부가적으로, 용어 "상위" 및 "하위"는 때로는 도면 설명의 용이함을 위해 사용되고, 그리고 적당하게 정향된 페이지 상의 도면의 정향에 대응하는 상대적 위치를 표시하고, 그리고 구현된 바와 같은 디바이스의 고유의 정향을 반영하지는 않을 수 있음을 당업자는 쉽게 인식할 것이다.
별개의 구현의 맥락에서 본 명세서에 설명되어 있는 특정 특징은 또한 단일 구현에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되어 있는 다양한 특징은 또한 다수의 구현에서 별개로 또는 어느 적합한 부-조합으로라도 구현될 수 있다. 더욱, 특징이 특정 조합으로 작용하는 것으로 위에서 설명되고 그리고 심지어 최초에는 그와 같이 청구될 수 있기는 하지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징은 일부 경우에서는 그 조합으로부터 삭제될 수 있고, 그리고 청구된 조합은 부-조합 또는 부-조합의 변형으로 지향될 수 있다.
유사하게, 동작은 도면에서는 특정 순서로 묘사되어 있기는 하지만, 이것은, 바람직한 결과를 달성하기 위해, 그 동작이 도시된 특정 순서로 또는 순차적 순서로 수행되도록 요구됨, 또는 모든 예시된 동작이 수행되어야 함을 반드시 의미하지는 않는다. 더욱, 도면은 순서도의 형태로 하나 이상의 예시적 프로세스를 개략적으로 묘사할 수 있다. 그렇지만, 묘사되지 않은 다른 동작이 개략적으로 예시되어 있는 예시적 프로세스에 편입될 수 있다. 예컨대, 예시된 동작 중 어느 것 전에, 후에, 동시에, 또는 사이에 하나 이상의 부가적 동작이 수행될 수 있다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유익할 수 있다. 더욱, 위에서 설명된 구현에서의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 모든 구현에서 그러한 분리를 필요로 하는 것으로 이해되지는 않아야 하고, 그리고 설명된 프로그램 컴포넌트 및 시스템은 일반적으로는 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키징될 수 있음을 이해하여야 한다. 부가적으로, 다른 구현이 이하의 청구항의 범위 내에 있다. 일부 경우에, 청구범위에서 나열된 동작은 다른 순서로 수행될 수 있고 역시 바람직한 결과를 달성할 수 있다.

Claims (87)

  1. 창 안테나로서,
    (a) 창을 통해 보도록 구성된 영역을 갖는 적어도 2개의 표면을 각각 포함하는 2개 이상의 라이트를 갖는 상기 창 - 상기 2개 이상의 라이트 가운데 제1 라이트와 제2 라이트가 서로 거리를 두고 떨어져서 내부 볼륨(volume)을 형성하도록 함 -;
    (b) 상기 제1 라이트와 제2 라이트의 제1 표면 상에 배치된 전기변색 디바이스;
    (c) 상기 내부 볼륨 내에 배치된 안테나 구조; 및
    (d) 상기 창의 제1 표면, 상기 창의 제2 표면, 상기 창의 제3 표면, 또는 상기 창에 연결된 구조 상에 배치된 접지 평면을 포함하는, 창 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 구조는 스트립 라인 또는 패치를 포함하는, 창 안테나.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안테나 구조는 모노폴 안테나로서 구성되는, 창 안테나.
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  8. 제2항에 있어서, 상기 안테나 구조는 제2 스트립 라인 또는 패치를 더 포함하고, 그리고 상기 스트립 라인 또는 상기 패치는 다이폴 안테나로서 구성되는, 창 안테나.
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  10. 제1항에 있어서, 상기 안테나 구조는 프랙탈 구조를 포함하는, 창 안테나.
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  14. 제10항에 있어서, 상기 프랙탈 구조는 평면 상에 배치되고 그리고 상기 접지 평면은 상기 프랙탈 구조의 상기 평면에 평행하거나 수직인, 창 안테나.
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  16. 제1항에 있어서, 안테나 구조는 야기 안테나 또는 대수 주기 안테나로서 구성되는, 창 안테나.
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  18. 제1항에 있어서, 안테나 구조를 위해 송신기 및 수신기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 안테나 컨트롤러 및 전기변색 디바이스의 광 전이를 제어하도록 구성된 창 컨트롤러를 더 포함하는, 창 안테나.
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