TWI808968B - 窗總成、用於控制窗總成之方法及設備及相關之非暫時性電腦可讀程式指令 - Google Patents

窗總成、用於控制窗總成之方法及設備及相關之非暫時性電腦可讀程式指令 Download PDF

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TWI808968B
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transparent
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涅提 特里克
史蒂芬 克拉克 布朗
達爾雅 雪利凡斯塔瓦
羅伯特 T 羅茲畢基
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美商唯景公司
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Abstract

描述了一種可著色窗，該可著色窗具有用於調節透射穿過該窗之光的一可著色塗層，例如一電致變色裝置塗層。在一些實施例中，該窗在該窗之可視區域中具有一透明顯示器。當透明顯示器不在使用中時或當在背對該透明顯示器之一方向上觀看該窗時，透明顯示器可為實質上透明的。窗可具有用於接收使用者命令及/或用於監測環境條件之感測器。透明顯示器可顯示圖形使用者介面以例如控制窗功能。如本文中所描述，窗提供習知投影儀、TV及監測器之一替代顯示器。窗亦可經組態以接收、傳輸無線通信或阻止無線通信穿過該窗。一窗控制系統可在控制器(例如，不同窗處)之間共用計算資源。在一些情況下，該窗控制系統之該等計算資源由其他建築物系統及裝置利用。

Description

窗總成、用於控制窗總成之方法及設備及相關之非暫時性電腦可讀程式指令
電致變色為某一材料在置於不同電狀態時通常由於經歷電壓變化而在光學性質方面展現可逆之電化學介導之變化的一種現象。該光學性質通常為顏色、透射率、吸收率及反射率中之一或多者。
電致變色材料可作為窗玻璃上之薄膜塗層併入至例如窗中以用於家庭、商業及其他用途。此等窗之顏色、透射率、吸收率及/或反射率可藉由誘發電致變色材料之變化而變化，例如電致變色窗為可以電方式變暗或變亮之窗。施加至窗之電致變色裝置的少量電壓將使其變暗；逆轉電壓極性使其變亮。此能力允許控制穿過窗之光的量，且呈現將電致變色窗用作節能裝置之機會。
儘管電致變色裝置，及尤其電致變色窗在建築物設計及建造中得到認可，但其尚未開始實現其全部商業潛能。
本揭露之某些態樣係關於一種窗，其具有(1)至少兩個窗片；(2)一電致變色裝置，其安置在該等窗片中之一者上或與該等窗片中之一者耦接；(3)一透明顯示器，其安置在該等窗片中之一者上；及(4)一控制器，其經組態以控制該電致變色裝置之一光學狀態及該透明顯示器之 一光學狀態。該窗可呈絕緣玻璃單元(「IGU」)之形式。
在一些實施例中，該電致變色及該透明顯示器安置在同一窗片上。在一些實施例中，該控制器經組態以在實質上透明與實質上不透明光學狀態之間調整該透明顯示器。
在一些實施例中，該控制器經組態以將該透明顯示器調整為一半透明光學狀態。在一些實施例中，該顯示器為一像素化顯示器，且該控制器亦經組態以在該像素化顯示器上顯示一影像或一圖形使用者介面。例如，可顯示一圖形使用者介面，該圖形使用者介面顯示用於控制該窗或另一窗之光學狀態的選項。在一些實施例中，該透明顯示器為一有機發光二極體(OLED)顯示器。在一些實施例中，一OLED顯示器可用以向一內部或外部環境提供照明。
在一些實施例中，該透明顯示器為具有複數個像素之一電濕潤顯示器，其中每一像素具有可在一透明狀態與一不透明狀態之間振盪的至少一個單元。在一些情況下，該等單元經組態以在至少約30赫茲之一頻率下振盪，且在一些情況下，在至少約60赫茲之一頻率下振盪。在一些實施例中，每一像素具有在處於不透明狀態時為實質上白色(或實質上黑色)之單元。當電濕潤顯示器之像素可轉變為白色(或其他光色)時，該窗可包括將一影像投影至該電濕潤顯示器上之一投影儀。一電濕潤顯示器之該等像素中之一些可包括在處於不透明狀態時提供彼此不同之顏色的單元。
在一些實施例中，該透明顯示器為對一觀察者實質上透明但反射所投射之光以形成一影像的一被動塗層。該窗可包括將一影像投影至該透明顯示器上之一投影儀。在一些情況下，一投影儀可位於經組態以 固持該窗之一框架上或內。在一些實施例中，該窗包括將該影像自該投影儀引導至該透明顯示器之一導光件。
在一些實施例中，該窗可包括例如與該透明顯示器相關聯之一觸敏螢幕。此為一種類型之感測器，觸覺的，但實施例可包括其他感測能力。
在一些實施例中，該窗亦包括經組態以偵測至少一種化學品之一環境感測器。該環境感測器可包括對不同氣體做出不同反應之多個氣體感測器。該窗控制器可經組態以自該環境感測器接收資料且具有用於基於該至少兩個氣體感測器對一氣體之反應而判定該氣體的邏輯。
在一些實施例中，具有該安置或耦接之透明顯示器的該窗片經組態以自該窗移除。在一些實施例中，該控制器經組態以基於該透明顯示器之當前光學狀態控制該電致變色裝置之該光學狀態。
在一些實施例中，該控制器經組態以基於所接收之使用者指令控制該透明顯示器之該光學狀態。可例如自與該控制器通信之一行動裝置或自一基於網路之應用程式提供使用者指令。在一些情況下，該窗可包括與該控制器通信之一麥克風，使得該控制器可接收可聽之使用者指令。在一些情況下，該窗包括與該控制器通信之一攝影機，且接收偵測使用者運動(例如，由一使用者提供之手勢)的使用者指令。在一些情況下，該窗包括安置在一窗片上且與該控制器通信之一觸摸感測器(在一些情況下位於與一透明顯示器相同之窗片上)，其中該控制器經組態以接收由與該觸摸感測器之使用者互動提供的使用者指令。
本揭露之另一態樣係關於一種窗，其具有(1)至少兩個窗片；(2)一電致變色裝置，其安置在該至少兩個窗片中之一者上；(3)一 環境感測器，其安置在該等窗片中之一者上；及(4)一控制器，其經組態以控制該電致變色裝置之光學狀態及偵測及/或量化至少一種化學品之一存在。
該環境感測器可安置在該等窗片中之一者上或耦接至該等窗片中之一者。在一些情況下，其經組態以判定一氧化碳、鉛、地面臭氧、顆粒物、二氧化氮及/或二氧化硫之一濃度。在一些情況下，該環境感測器經進一步組態以偵測該兩個窗片中之至少一者之一表面上的一灰塵等級。
本揭露之另一態樣係關於一種建築物，該建築物具有：(A)複數個窗，其介於該建築物之內部與外部之間，其中每一窗具有一電致變色裝置及在該窗之可視區域中的一透明顯示器，且其中該顯示器在至少一個光學狀態下在至少一個方向上看時為實質上透明的；(B)一通信介面，其經組態以接收用於控制該複數個窗中之每一者的該顯示器之該光學狀態的指令；及(C)複數個控制器，其經由一網路連接，該等控制器經組態以控制該複數個窗中之每一者的該電致變色裝置及該顯示器之該光學狀態，其中該等控制器經組態以基於該等所接收到之指令控制至少一個窗之該顯示器。
在一些情況下，該通信介面亦經組態以接收用於控制該複數個窗中之至少一者的該電致變色裝置之該光學狀態的指令。
在一些情況下，該建築物中之該等顯示器中之至少一者為像素化的且經組態以顯示一影像。該等控制器可經組態以基於該等所接收到之指令在像素化顯示器上顯示影像。在一些情況下，例如在標識應用中，該等控制器可經組態以顯示一影像，使得基於所接收到之指令而跨越 多個顯示器(例如，在例如一建築物之一側上的顯示器之子集)分割該影像。取決於組態，由該至少一個像素化顯示器顯示之一影像自該建築物之該外部及/或自該建築物之該外部可見。
在一些情況下，一建築物中之窗顯示器包括有機發光二極體(OLED)顯示器或電濕潤顯示器。在一些實施例中，電濕潤顯示器可在實質上透明與實質上不透明之光學狀態之間振盪。此可允許該顯示器充當一隱私簾。在一些情況下，一透明窗顯示器可為反射所投射之光的一被動塗層。
在一些情況下，該建築物中之該通信介面經組態以經由網際網路或經由一行動裝置接收指令。在一些情況下，該通信介面包括與該複數個控制器通信之一或多個感測器，該等控制器經組態以接收可聽指令、基於觸摸之指令及/或基於手勢之指令。
下文將更詳細地描述本揭露之此等及其他特徵。
100:電致變色裝置
102:基板
104:透明導電層(TCL)
106:電致變色層(EC)
108:離子導電層或區域(IC)
110:反電極層(CE)
114:第二TCL
116:電壓源
120:電致變色堆疊
200:絕緣玻璃單元(IGU)
204:第一窗格
206:第二窗格
208:IGU之內部體積
210:ECD
212:電致變色(EC)堆疊
218:間隔件
220:密封劑
222:密封劑
224:密封劑
226:匯流條
228:匯流條
300:窗控制系統
301:控制網路
302:主控制器
304:通信控制器
306:通信控制器
308:通信控制器
309:網路
400:IGU
410:電致變色窗片
420:透明顯示器面板
430:密封間隔件
550:電致變色絕緣玻璃單元
575:具有玻璃上透明顯示器
600:學可切換窗
602:豎框
604:窗控制器
606:投影儀
608:運動感測器
610:揚聲器
612:麥克風
614:影像
700:電濕潤顯示器之單元
704:基板
706:疏水絕緣層
708:透明顯示器電極
710:親水溶液
712:疏水溶液
714:側壁
802:青色單元
804:洋紅色單元
806:黃色單元
808:入射光
810:洋紅色波長
900:電致變色窗
901:電致變色窗片
902:電致變色裝置
903:第二窗片
904:IGU間隔件
905:顯示器窗片
906:控制器
907:框架
1001:EC窗片
1002:EC裝置
1005:顯示器窗片
1007:框架
1008:可移動組件
1105:顯示器窗片
1106:控制器
1107:框架
1109:電致變色窗
1110:顯示器間隔件
1111:第一框架系統
1112:第二框架系統
1205:顯示器窗片
1209:電致變色窗
1212:顯示器框架
1305:顯示器窗片
1307:框架
1309:電致變色窗
1315:保持器
1316:緊固件
1415:保持器
1416:緊固件
1502:玻璃上控制器透明顯示器
1504:窗控制器
1506:節點控制器
1508:主控制器
1602EC:IGU
1604IGU:連接器
1608:同軸電纜/MHL連接器
16105:接腳連接器
1700:具有帶有各種能力之IGU之建築物
1702:IGU
1704:IGU
1706:IGU
1708:IGU
1710:IGU
1800:環境感測器
1802:第一感測單元
1804:第二感測單元
1806:電容式觸摸感測器
1808:基板
1810:第一感測器電極
1812:第二感測單元
1814:觸摸感測器電極
1816:通孔
1818:覆蓋物
1820:絕緣側壁
1822:絕緣層
1824:絕緣層
1830:化學顆粒
2302:友善無人機
2304:非友善無人機
2306:玻璃
2402:未破壞之窗
2404:受破壞之窗
2502:第一窗片
2504:太陽能面板網格(PV)
2506:RF天線網格
2508:光子單元之網格或層
2510:第二窗片
2800:電致變色IGU
2802:外部輻射天線
2804:內部輻射天線
2806:Wi-Fi信號處理RF晶片
2808:窗控制器
3102:玻璃
3104:超高速外部網路
3106:高速網路
3108:高速網路
C:內部體積之高度
D:間隔件之寬度
D1:尺寸
D2:尺寸
D3:尺寸
E:距離
S1:第一表面
S2:第二表面
S3:第一表面
S4:第二表面
圖1示出了可用於可著色窗中之電致變色裝置塗層的橫截面視圖
圖2示出了構造成IGU之可著色窗的橫截面側視圖。
圖3示出了由具有一或多個可著色窗之窗控制系統提供的窗控制網路。
圖4示出了具有透明顯示器之電致變色(EC)窗片或IGU或層壓件。
圖5示出了具有玻璃上透明顯示器之電致變色絕緣玻璃單元。
圖6示出了組態有投影儀之光學可切換窗，該投影儀用於將影像顯示在光學可切換窗之表面上。
圖7a及7b示出了電濕潤顯示器之單元。
圖8示出了電濕潤顯示器之多單元像素。
圖9示出了包括電致變色窗片及顯示器窗片之電致變色窗的實例。
圖10a-10c示出了具有可移除顯示器窗片之電致變色窗。
圖11a-11c示出了用於將顯示器窗片附接至窗總成之實施例。
圖12示出了安裝在顯示器框架中之電致變色窗及顯示器窗片。
圖13a及13b示出了可用以固定顯示器窗片之保持器及較快。
圖14a-14c示出了用以固定顯示器窗片之保持器及緊固件。
圖15示出了可如何實施玻璃上透明控制器之架構的一個組態。
圖16a及16b示出了具有用於EC、天線及視訊應用之IGU連接器的EC IGU。
圖17示出了具有帶有各種能力之IGU之建築物的立面。
圖18示出了可位於IGU上或與IGU相關聯之大氣氣體感測器。
圖19a-19g示出了可由窗控制系統使用之網路架構。
圖20a-20c示出了結合在光學可切換窗上之接近及個人化服務工具實施使用的實例圖形使用者介面。
圖21示出了具有經組態以用於資產追蹤之透明顯示器的窗。
圖22a-22e示出了具有用於商業、合作、視訊會議及娛樂目的之透明顯示器的窗。
圖23a-23c示出了經組態以經由窗著色及無線通信干擾來選擇性地阻止未經授權之無人機在建築物周圍飛行的窗網路。
圖24a及24b示出了經組態以偵測保全及/或安全威脅之窗。
圖25示出了經組態以用於RF通信及接收太陽能之窗的放大視圖。
圖26a及26b示出了窗可經組態以提供或阻隔RF通信之方式。
圖27提供了示出了電致變色窗可實現RF通信及/或充當信號阻隔裝置之多個組態的表。
圖28示出了充當Wi-Fi被動信號阻隔設備以及Wi-Fi中繼器之窗。
圖29示出了具有帶有面向外部之透明顯示器之窗的建築物。
圖30a及30b為在不使用及使用配備有用於蜂巢式通信之窗的建築物之情況下的蜂巢式基礎設施。
圖31示出了組態為建築物外部之一或多個網路與建築物內 之一或多個網路之間的橋接器之光學可切換窗。
導言：
以下詳細描述係關於用於描述揭露之態樣之目的的某些實施例或實施方案。然而，可以多種不同方式應用及實施本文中之教示。在以下詳細描述中，參考附圖。儘管足夠詳細地描述了揭露之實施方案以使得熟習此項技術者能夠實踐實施方案，但應理解，此等實例並非限制性的；可使用其他實施方案且可對揭露之實施方案進行改變而不脫離其精神及範疇。此外，儘管揭露之實施例集中於電致變色窗(也稱作光學可切換窗、可著色窗及智慧型窗)，但本文中揭露之概念可適用於其他類型之可切換光學裝置，包括例如液晶裝置及懸浮顆粒裝置等。例如，可將液晶裝置或懸浮顆粒裝置而非電致變色裝置併入至揭露之實施方案中的一些或全部。另外，除非另外指示，否則連詞「或」在本文中在適當時意欲為包括性意義；例如，短語「A、B或C」意欲包括「A」、「B」、「C」、「A及B」、「B及C」、「A及C」及「A、B及C」之可能性。
可著色窗-可著色窗(有時稱作光學可切換窗)為在施加刺激(例如，施加之電壓)時在光學性質方面展現可控及可逆變化之窗。可著色窗可用以藉由調節太陽能之透射及因此施加在建築物內部之熱負荷來控制建築物內之照明條件及溫度。控制可為手動的或自動的且可用於維持佔據者舒適性，同時降低加熱、空調及/或照明系統之能量消耗。在一些情況下，可著色窗可對環境感測器及使用者控制做出回應。在此申請案中，參照位於建築物或結構之內部與外部之間的電致變色窗來最頻繁地描述可著色窗。然而，情況無需如此。可著色窗可使用液晶裝置、懸浮顆粒裝置、 微機電系統(MEMS)裝置(諸如微快門)或經組態以控制穿過窗之光透射的現在已知或今後開發之任何技術來操作。2015年5月15日申請且標題為「MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES」之美國專利申請案第14/443,353號中進一步描述了用於著色之具有MEMS裝置之窗，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些情況下，可著色窗可位於建築物內部內，例如會議室與過道之間。在一些情況下，可著色窗可代替被動或非著色窗用於汽車、火車、飛機及其他載具中。
電致變色(EC)裝置塗層-EC裝置塗層(有時稱作EC裝置(ECD)為包括至少一層電致變色材料之塗層，該電致變色材料在跨越EC裝置施加電位時展現自一個光學狀態至另一光學狀態之變化。電致變色層自一個光學狀態至另一光學狀態的轉變可由離子可逆地插入至電致變色材料中(例如，藉由嵌入)及電荷平衡電子之對應注入引起。在一些情況下，離子之負責光學轉變的某一部分不可逆地束縛在電致變色材料中。在許多EC裝置中，不可逆地受束縛離子中之一些或全部可用以補償材料中之「盲電荷」。在一些實施方案中，合適的離子包括鋰離子(Li+)及氫離子(H+)(即，質子)。在一些其他實施方案中，其他離子可為合適的。鋰離子嵌入至例如氧化鎢(WO3-y(0<y
Figure 107114102-A0305-02-0011-2
~0.3))中使得氧化鎢自透明狀態改變為藍色狀態。如本文中描述之EC裝置塗層位於可著色窗之可視部分內，使得EC裝置塗層之著色可用以控制可著色窗之光學狀態。
圖1示出了根據一些實施例之電致變色裝置100的示意性橫截面。EC裝置塗層附著至基板102、透明導電層(TCL)104、電致變色層(EC)106(有時亦稱作陰極染色層或陰極著色層)、離子導電層或區域 (IC)108、反電極層(CE)110(有時亦稱作陽極染色層或陽極著色層)，及第二TCL114。元件104、106、108、110及114統稱為電致變色堆疊120。可操作以跨越電致變色堆疊120施加電位之電壓源116實現電致變色塗層自例如清透狀態至著色狀態之轉變。在其他實施例中，層之順序關於基板相反。亦即，該等層為以下順序：基板、TCL、反電極層、離子導電層、電致變色材料層、TCL。
在各種實施例中，離子導體區域108可由EC層106之一部分及/或由CE層110之一部分形成。在此等實施例中，電致變色堆疊120可經沈積以包括與陽極染色反電極材料(CE層)直接實體地接觸之陰極染色電致變色材料(EC層)。離子導體區域108(有時稱作界面區域，或離子導電實質上電絕緣層或區域)接著可例如經由加熱及/或其他處理步驟形成於EC層106與CE層110相遇之處。2012年5月2日申請且標題為「ELECTROCHROMIC DEVICES」之美國專利申請案第13/462,725號中進一步論述了在不沈積特殊的離子導體材料之情況下製造的電致變色裝置，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些實施例中，EC裝置塗層亦可包括一或多個額外層，諸如一或多個被動層。例如，被動層可用以改良某些光學性質以提供防潮性或提供抗刮性。此等或其他被動層亦可用以氣密地密封EC堆疊120。另外，包括透明導電層(諸如104及114)之各種層可以抗反射或保護性氧化物或氮化物層進行處理。
在某些實施例中，電致變色裝置可逆地在清透狀態與著色狀態之間循環。在清透狀態下，將電位施加至電致變色堆疊120，以使得堆疊中之可使得電致變色材料106處於著色狀態下之可用離子主要處於反電極110中。當逆轉施加至電致變色堆疊之電位時，離子跨越離子導電層 108運輸至電致變色材料106且使得材料進入著色狀態。
應理解，對清透狀態與著色狀態之間的轉變之提及為非限制性的且僅表明可實施之電致變色轉變之許多實例中的一個實例。除非本文中另外指定，否則每當提及清透-著色轉變時，相應裝置或處理涵蓋其他光學狀態轉變，諸如非反射-反射、透明-不透明等。另外，術語「清透的」及「脫色的」指光學中性狀態，例如未著色、透明的或半透明的。又另外，除非本文中另外指定，否則電致變色轉變之「染色」或「著色」不限於任何特定波長或波長範圍。如熟習此項技術者所理解，適當電致變色及反電極材料之選擇決定相關光學轉變。
在某些實施例中，組成電致變色堆疊120之所有材料為無機的、固體的(即，呈固態)或無機且固體的。因為無機材料傾向於隨時間而變而降級，尤其如著色之建築物窗一樣當暴露於熱及UV光時，所以無機材料提供可靠電致變色堆疊可在長時間段內發揮作用之優點。呈固態之材料亦提供沒有污染及洩漏問題之優點，呈液態之材料經常具有該等問題。應理解，堆疊中之該等層中之任一或多者可含有某一量之有機材料，但在許多實施方案中，該等層中之一或多者含有極少或不含有有機物質。可以小量存在於一或多層中之液體亦如此。亦應理解，固態材料可藉由採用液體成分之過程(諸如採用溶膠-凝膠或化學氣相沈積之某些過程)而沈積或另外形成。
圖2示出了根據一些實施方案之採用絕緣玻璃單元(「IGU」)200之形式的實例可著色窗之橫截面視圖。一般而言，除非另外陳述，否則術語「IGU」、「可著色窗」及「光學可切換窗」可互換地使用。例如，通常使用此所示慣例，因為在提供IGU以用於安裝在建築物中 時使IGU充當用於固持電致變色窗格(亦稱作「窗片」)之基本構造為常見的且因為此可為合乎需要的。IGU窗片或窗格可為單基板或多基板構造，諸如兩個基板之層壓件。IGU，尤其為具有雙窗格或三窗格組態之IGU可提供勝於單窗格組態之若干優點；例如，多窗格組態與單窗格組態相比可提供增強之熱絕緣、隔音、環境保護及/或耐久性。多窗格組態亦可例如為ECD提供增加之保護，因為電致變色膜以及相關聯之層及導電互連件可形成在多窗格IGU之內表面上且由IGU之內部體積208中的惰性氣體填充保護。惰性氣體填充提供IGU之(熱)絕緣功能中的至少一些。電致變色IGU已藉助吸收(或反射)熱及光之可著色塗層而增加了隔熱能力。
圖2更具體地示出了包括第一窗格204之IGU 200的實例實施方案，第一窗格204具有第一表面S1及第二表面S2。在一些實施方案中，第一窗格204之第一表面S1面向外部環境，諸如室外或外部環境。IGU 200亦包括具有第一表面S3及第二表面S4之第二窗格206。在一些實施方案中，第二窗格206之第二表面S4面向內部環境，諸如家、建築物或載具之內部環境，或家、建築物或載具內之房間或隔間。
在一些實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者至少對可見光譜中之光為透明或半透明的。例如，窗格204及206中之每一者可由玻璃材料及尤其由建築玻璃或其他防碎玻璃材料(諸如，例如基於矽氧化物(SOx)之玻璃材料)形成。作為較具體之實例，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可為鈉鈣玻璃基板或浮法玻璃基板。此等玻璃基板可由例如大約75%之二氧化矽(SiO2)以及Na2O、CaO及若干微量添加劑構成。然而，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可由具有任何的光學性質、電性質、熱性質及機械性質之任何材料形成。例如，可 用作第一窗格及第二窗格204及206中之一者或兩者的其他合適的基板可包括其他玻璃材料以及塑膠、半塑膠及熱塑性材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二乙二醇碳酸酯、SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚醯胺)或鏡面材料。在一些實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可例如藉由回火、加熱或化學強化而強化。
一般而言，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者以及IGU 200總體上為長方體。然而，在一些其他實施方案中，其他形狀為可能的且可為期望的(例如，圓形、橢圓形、三角形、曲線、凸出或凹入形狀)。在一些特定實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的長度「L」可在大約20英吋(in.)至大約10英尺(ft.)之範圍內，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的寬度「W」可在大約20英吋至大約10英尺之範圍內，且第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的厚度「T」可在大約0.3毫米(mm)至大約10mm之範圍內(但更小及更大之其他長度、寬度或厚度為可能的且基於特定使用者、管理者、管理員、建築者、建築師或擁有者之需要而為合乎需要的)。在基板204之厚度T小於3mm之實例中，通常將基板層壓至較厚之額外基板且因此保護薄基板204。另外，儘管IGU 200包括兩個窗格(204及206)，但在一些其他實施方案中，IGU可包括三個或更多個窗格。此外，在一些實施方案中，窗格中之一或多者本身可為兩個、三個或更多個層或子窗格之層壓結構。
第一窗格及第二窗格204及206彼此由間隔件218間隔開以形成內部體積208，間隔件218通常為框架結構。在一些實施方案中，內部體積填充有氬(Ar)，但在一些其他實施方案中，內部體積108可填充有 另一氣體，諸如另一稀有氣體(例如，氪(Kr)或氙(Xn))、另一(非稀有)氣體，或氣體混合物(例如，空氣)。以諸如Ar、Kr或Xn之氣體填充內部體積208可因為此等氣體之低導熱性而減少經由IGU 200進行之傳導性熱傳遞，以及歸因於其增加之原子量而改良隔音。在一些其他實施方案中，可將內部體積208之空氣或其他氣體抽空。間隔件218通常判定內部體積208之高度「C」；亦即，第一窗格204與第二窗格206之間的間距。在圖2中，ECD、密封劑220/222及匯流條226/228之厚度未按比例繪製；此等組件通常非常薄但在此處僅為了易於說明而誇大。在一些實施方案中，第一窗格204與第二窗格206之間的間距「C」在大約6mm至大約30mm之範圍內。間隔件218之寬度「D」可在大約5mm至大約25mm之範圍內(但其他寬度為可能的且可為合乎需要的)。
儘管橫截面視圖中未示出，但間隔件218通常為形成在IGU 200之所有側面(例如，IGU 200之頂部、底部、左側及右側)周圍的框架結構。例如，間隔件218可由泡沫或塑膠材料形成。然而，在一些其他實施方案中，間隔件可由金屬或其他導電材料(例如金屬管或具有至少3個側面之通道結構，兩個側面用於密封至基板中之每一者且一個側面用以支撐並分隔窗片且作為施加密封劑224之表面)形成。第一主密封件220黏合且氣密地密封間隔件218及第一窗格204之第二表面S2。第二主密封件222黏合且氣密地密封間隔件218及第二窗格206之第一表面S3。在一些實施方案中，主密封件220及222中之每一者可由黏合密封劑，諸如，例如聚異丁烯(PIB)形成。在一些實施方案中，IGU 200進一步包括在間隔件218外部氣密地密封整個IGU 200周圍之邊界的輔助密封件224。為此，間隔件218可自第一窗格及第二窗格204及206之邊緣插入距離「E」。距離 「E」可在大約4mm至大約8mm之範圍內(但其他距離為可能的且可為合乎需要的)。在一些實施方案中，輔助密封件224可由黏合密封劑(諸如例如防水且向總成增加結構支撐之聚合材料，諸如矽氧烷、聚氨酯及形成水密密封之類似的結構密封劑)形成。
在圖2所示之實施方案中，ECD 210形成在第一窗格204之第二表面S2上。在一些其他實施方案中，ECD 210可形成在另一合適的表面上，例如第一窗格204之第一表面S1、第二窗格206之第一表面S3或第二窗格206之第二表面S4。ECD 210包括電致變色(「EC」)堆疊212，EC堆疊212本身可包括參照圖1描述之一或多個層。
窗控制器-窗控制器與一或多個可著色窗相關聯且經組態以藉由向窗施加刺激(例如，藉由向EC裝置塗層施加電壓或電流)而控制窗之光學狀態。如本文中描述之窗控制器可具有許多大小、格式及相對於其所控制之光學可切換窗的位置。通常，控制器將附接至IGU或層壓件之窗片，但其亦可在容納IGU或層壓件之框架中或甚至在單獨位置。如先前所提及，可著色窗可包括一個、兩個、三個或更多個單獨的電致變色窗格(透明基板上之電致變色裝置)。而且，電致變色窗之單獨窗格可具有電致變色塗層，電致變色塗層具有獨立可著色區域。如本文中描述之控制器可控制與此等窗相關聯之所有電致變色塗層，無論電致變色塗層為單片的抑或分割的。
若窗控制器不直接附接至可著色窗、IGU或框架，則其通常位於接近可著色窗之處。例如，窗控制器可鄰近窗，在窗之窗片中之一者的表面上，在靠近窗之牆壁內，或在獨立窗總成之框架內。在一些實施例中，窗控制器為「原位」控制器；亦即，控制器為窗總成、IGU或層壓 件之一部分，且可能不必與電致變色窗匹配，且在現場安裝，例如控制器作為總成之一部分與窗一起離開工廠。控制器可安裝在窗總成之窗框架中，或可為例如安裝在IGU之窗格上或窗格之間或層壓件之窗格上的IGU或層壓件總成之一部分。在控制器位於IGU之可見部分上的情況下，控制器之至少一部分可為實質上透明的。2015年11月14日申請且標題為「SELF CONTAINED EC IGU」之美國專利申請案第14/951,410號中提供了玻璃上控制器的進一步實例，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些實施例中，局部控制器可作為一個以上部件提供，其中至少一個部件(例如，包括儲存關於相關聯之電致變色窗之資訊的記憶體組件)作為窗總成之一部分而提供且至少另一部件為單獨的且經組態以與作為窗總成、IGU或層壓件之一部分的至少一個部件配合。在某些實施例中，控制器可為不在單一外殼中而是例如在IGU之輔助密封件中間隔開之互連部件的總成。在其他實施例中，控制器為例如單一外殼中或組合之兩個或更多個組件(例如，對接件及外殼總成)中之緊密單元，該緊密單元接近玻璃，不在可視區域中，或安裝在可視區域中之玻璃上。
在一個實施例中，在安裝可著色窗之前將窗控制器併入至IGU及/或窗框架中或上或至少在與窗相同的建築物中。在一個實施例中，在離開製造設施之前將控制器併入至IGU及/或窗框架中或上。在一個實施例中，將控制器併入至IGU中，實質上為輔助密封件內。在另一實施例中，將控制器併入至IGU中或上，部分地、實質上或總體上在由密封分隔件與基板之間的主密封件界定的周邊內。
使控制器作為IGU及/或窗總成之一部分，IGU可擁有例如與IGU或窗單元一起行進之控制器的邏輯及特徵。例如，當控制器為IGU 總成之一部分時，在電致變色裝置之特性隨時間而改變(例如，經由降級)的情況下，可使用特性化功能例如以更新用以驅動著色狀態轉變之控制參數。在另一實例中，若已安裝在電致變色窗單元中，則控制器之邏輯及特徵可用以校準控制參數以與預期安裝匹配，且例如若已安裝，則可重新校準控制參數以與電致變色窗格之效能特性匹配。
在其他實施例中，控制器未提前與窗相關聯，而是例如具有對於電致變色窗通用之部件的對接組件在工廠與每一窗相關聯。在窗安裝之後，或另外在現場，將控制器之第二組件與對接組件組合以完成電致變色窗控制器總成。對接組件可包括在工廠藉由對接件所附接至之特定窗(例如，在安裝後將面向建築物之內部的表面上，有時稱作表面4或「S4」)之物理特性及參數而程式化的晶片。第二組件(有時稱作「載體」、「罩殼」、「外殼」或「控制器」)與對接件配合，且當供電時，第二組件可讀取晶片且對自身組態以根據儲存於晶片上之特定特性及參數對窗供電。以此方式，運輸之窗無需使其相關聯之參數儲存在與窗成一體之晶片上，而較複雜之電路及組件可稍後組合(例如，單獨運輸且在玻璃工已安裝窗之後由窗製造商安裝，隨後由窗製造商進行調試)。將在下文中更詳細地描述各種實施例。在一些實施例中，晶片包括在附接至窗控制器之線或線連接器中。此等帶有連接器之線有時稱作豬尾式接線。
如所論述，「IGU」包括兩個(或更多個)實質上透明之基板，例如玻璃之兩個窗格，其中至少一個基板包括安置在其上面的電致變色裝置，且窗格具有安置在其之間的分隔件。IGU通常為氣密密封的，具有與周圍環境隔離之內部區域。「窗總成」可包括IGU或例如單獨的層壓件，且包括用於將IGU或層壓件一或多個電致變色裝置連接至電壓源、開 關及其類似者之電引線，且可包括支撐IGU或層壓件之框架。窗總成可包括如本文中描述之窗控制器，及/或窗控制器之組件(例如，對接件)。
如本文中所使用，術語外側意指較靠近外部環境，而術語內側意指較靠近建築物內部。例如，在IGU具有兩個窗格之情況下，定位成較靠近外部環境之窗格稱作外側窗格或外部窗格，而定位成較靠近建築物內部之窗格稱作內側窗格或內部窗格。如圖2中所標記，IGU之不同表面可稱作S1、S2、S3及S4(假設為兩窗格IGU)。S1指外側窗片之面向外部的表面(即，可由站在外部之人實體上觸摸的表面)。S2指外側窗片之面向內部的表面。S3指內側窗片之面向外部的表面。S4指內側窗片之面向內部的表面(即，可由站在建築物內部之人實體上觸摸的表面)。換言之，自IGU之最外部表面開始且向內計，將表面標記為S1-S4。在IGU包括三個窗格之情況下，保持此相同趨勢(其中S6為可由站在建築物內部之人實體上觸摸的表面)。在採用兩個窗格之某些實施例中，電致變色裝置(或其他光學可切換裝置)安置在S3上。
2012年4月17日申請且標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」之美國專利申請案第13/449,248號；2012年4月17日申請且標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」之美國專利申請案第13/449,251號；2016年10月26日申請且標題為「CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES」之美國專利申請案第15/334,835號；及2017年3月3日申請且標題為「METHOD OF COMMISSIONING ELECTROCHROMIC WINDOWS」之國際專利申請案第PCT/US17/20805號中呈現了窗控制器及其特徵之進一步實例，該等 專利申請案中之每一者全文以引用之方式併入本文中。
窗控制系統-當建築物裝備有可著色窗時，窗控制器可經由通信網路(有時稱作窗控制網路或窗網路)連接至彼此及/或其他實體。網路及經由網路(例如，有線或無線電力傳送及/或通信)連接之各種裝置(例如，控制器及感測器)在本文中稱作窗控制系統。窗控制網路可向窗控制器提供著色指令，向主控制器或其他網路實體及其類似者提供窗資訊。窗資訊之實例包括由窗控制器收集之當前著色狀態或其他資訊。在一些情況下，窗控制器具有一或多個相關聯之感測器，包括例如經由網路提供感測之資訊的光感測器、溫度感測器、佔據感測器及/或氣體感測器。在一些情況下，經由窗通信網路傳輸之資訊無需影響窗控制。例如，在經組態以接收WiFi或LiFi信號之第一窗處接收的資訊可經由通信網路傳輸至經組態以無線地廣播資訊，例如WiFi或LiFi信號之第二窗。窗控制網路無需限於提供用於控制可著色窗之資訊，而是亦可能夠傳達用於與通信網路介接之諸如暖通空調(heating,ventilation and air conditioning，HVAC)系統、照明系統、保全系統、個人計算裝置及其類似者之其他裝置的資訊。
圖3提供了窗控制系統300之控制網路301的實例。網路可分配控制指令及反饋兩者，以及充當電力分配網路。主控制器302結合多個網路控制器304通信及發揮作用，網路控制器中之每一者能夠處理多個窗控制器306(有時在本文中稱作葉控制器)，窗控制器306施加電壓或電流以控制一或多個光學可切換窗308之著色狀態。通信控制器(304、306及308)可經由有線連接(例如，乙太網路)或經由無線連接(例如，WiFi或LiFi)發生。在一些實施方案中，主控制器向網路控制器發出高階指令(諸如電致變色窗之最終著色狀態)，且網路控制器接著將指令傳達至對應的 窗控制器。主控制器通常經組態以與一或多個面向外部之網路309通信。窗控制網路301可包括具有各種能力或功能之任何合適數目的分佈式控制器，且無需按圖3所示之階層式結構配置。如本文中其他地方所論述，網路301亦可用作分佈式控制器(例如，302、304、306)之間的通信網路，分佈式控制器充當至其他裝置或系統(例如，309)之通信節點。
在一些實施例中，面向外部之網路309為建築物管理系統(BMS)之一部分或連接至BMS。BMS為可安裝在建築物中以監測及控制建築物之機械設備及電設備的基於電腦之控制系統。BMS可經組態以控制HVAC系統、照明系統、供電系統、電梯、消防系統、保全系統及其他安全系統之操作。BMS通常用於大型建築物中，其中BMS發揮作用以控制建築物內之環境。例如，BMS可監測及控制建築物內之照明、溫度、二氧化碳濃度及濕度。在如此做時，BMS可控制爐子、空調機、送風機、通風口、氣管路、水管路及其類似者之操作。為了控制建築物之環境，BMS可根據由例如建築物管理員建立之規則而開啟及關閉此等各種裝置。BMS之一個功能為為建築物之佔據者維持舒適的環境。在一些實施方案中，BMS可經組態以不僅監測及控制建築物條件，而且最佳化各種系統之間的協作-例如，節省能量並降低建築物運作成本。在一些實施方案中，BMS可組態有災害應變。例如，BMS可起始備用發電機之使用並切斷水管路及氣管路。在一些情況下，BMS具有較集中之應用-例如，簡單地控制HVAC系統-而諸如照明、可著色窗及/或保全系統之平行系統保持獨立或與BMS互動。
在一些實施例中，網路309為遠程網路。例如，網路309可在雲端或遠離具有光學可切換窗之建築物的裝置上操作。在一些實施例 中，網路309為經由遠程無線裝置提供資訊或允許控制光學可切換窗之網路。在一些情況下，網路309包括地震事件偵測邏輯。2016年10月26日申請且標題為「CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES」之美國專利申請案第15/334,832號及2016年11月23日申請且標題為「AUTOMATED COMMISSIONING OF CONTROLLERS IN A WINDOW NETWORK」之國際專利申請案第PCT/US17/62634號中呈現了窗控制系統及其特徵之進一步實例，兩個專利申請案全文以引用之方式併入本文中。
具有透明顯示器技術之電致變色窗：
申請者之前已開發了具有整合之光伏電池、板上儲存器、整合天線、整合感測器、應用程式介面(application programming interface，API)之IGU以提供有價值之資料等。已發現電致變色窗可以驚人之方式，例如藉由與透明顯示器技術組合以及加強感測器、板上天線及軟體應用而進一步改良。
圖4所示之一個實施例包括與透明顯示器組合之電致變色(EC)窗片或IGU或層壓件。透明顯示器區域可與EC窗可視區域共同延伸。電致變色窗片410以疊接方式與透明顯示器面板420組合，電致變色窗片410包括上面具有電致變色裝置塗層之透明窗格及用於施加驅動電壓以進行著色及脫色之匯流條。在此實例中，410及420使用密封間隔件430組合以形成IGU 400。透明顯示器可為IGU之獨立窗片，或為例如層壓或以其他方式附接至玻璃窗片之可撓性面板，且該組合為IGU之另一窗片。在典型實施例中，透明顯示器為IGU之內側窗片或在IGU之內側窗片上以供建築物佔據者使用。在其他實施例中，電致變色裝置塗層及透明顯示器機構組合在單一基板上。在其他實施例中，層壓件而非IGU由410及420形 成而無密封間隔件。
透明顯示器可用於許多目的。例如，顯示器可用於習知顯示或投影螢幕目的，諸如向佔據者及/或建築物外部之人(例如，緊急應變人員)及其類似者顯示視訊、簡報、數位媒體、電傳會議、包括視訊之基於網路之會議、安全警告。透明顯示器亦可用於顯示對顯示器、電致變色窗、電致變色窗控制系統、庫存管理系統、保全系統、建築物管理系統及其類似者之控制。在某些實施例中，透明顯示器可用作實體警報元件。亦即，IGU之電致變色窗片可用作破壞偵測器以指示建築物之周邊的安全缺口。透明顯示器亦可獨立地或結合電致變色窗片用於此功能。在一個實例中，電致變色窗片用作破壞偵測感測器，即破壞EC窗格觸發警報。透明顯示器亦可用於此功能，及/或用作視覺警報指示器，例如，向佔據者及/或外部應急人員顯示資訊。例如，在某些實施方案中，透明顯示器與電致變色窗片相比可具有較快之電回應，且因此可用以例如在外部向消防員等或在內部向佔據者指示警報狀態，例如以指示威脅之本質及/或逃生路線。在一個實施例中，外側電致變色窗片之破壞經由窗控制器向透明顯示器發送信號，使得透明顯示器傳達安全缺口。在一個實施例中，透明顯示器閃現警告訊息及/或閃現紅色，例如整個透明顯示器窗格可以紅色明亮地閃現以指示故障且易於看見，例如以此方式閃現之大窗將易於使佔據者及/或外部人員注意到。在另一實例中，一或多個相鄰窗可指示對窗之損壞。例如，在第一窗具有四個鄰近窗之幕牆中，對第一窗之破壞觸發四個鄰近窗中之一或多者閃現紅色或顯示指向第一窗之大箭頭，以使得佔據者或外部人員更易於知道故障在哪裡。在具有許多窗之大型摩天大樓中，第一回應者將非常容易看見鄰近中心窗之四個窗在閃爍，即，形成閃爍十字 形以指示故障位於哪裡。若一個以上窗受破壞，則此方法將允許立即視覺確認故障在哪裡。在某些實施例中，一或多個透明顯示器可用以向第一回應者顯示訊息，從而指示緊急情況之位置及本質。其可為一或多個窗之破壞或為消防員指示例如建築物內之熱點。
電致變色窗可用作對比元件以例如藉由對透明顯示器將具有較高對比度之EC窗格著色來輔助透明顯示器之顯像。反過來，透明顯示器可用以加強電致變色裝置之顏色、色調、%T、切換速度等。存在許多可由EC窗與透明顯示器技術之組合利用的新穎共生關係。當EC窗格及透明顯示器兩者皆處於其清透狀態時，IGU 400出現且充當習知窗。透明顯示器420可具有一些視覺上可辨別之導電網格圖案但另外為透明的，且在顯示功能中可為單向或雙向的。一般熟習此項技術者將瞭解，隨著透明顯示器技術進步，此等裝置之清晰度及透明度將改良。微結構及奈米結構之可定址網格以及透明導體技術之改良實現不存在視覺上可辨別之導電網格的透明顯示器。
圖5示出了具有玻璃上透明顯示器575之電致變色絕緣玻璃單元550，透明顯示器575用作IGU 550之控制介面。顯示器575可佈線至例如容納在IGU之輔助密封體積中的板上控制器。透明顯示器575之佈線可穿過玻璃，在玻璃邊緣周圍，或可無線地連接至板上(或板外)控制器(未示出)。當透明顯示器575不在使用中時，其基本上為透明且無色的，以便不減損IGU之可視區域的美觀性。透明顯示器575可黏合地附接至IGU之玻璃。至窗之控制單元的佈線可在顯示器附接至之玻璃周圍經過或穿過該玻璃。顯示器可經由一或多個天線(其亦可為透明的)與窗控制器或控制系統無線地通信。
透明顯示器可位於光學可切換窗之可視區域內。透明顯示器可經組態以經由例如圖形使用者介面提供關於窗或建築物之各種類型的資訊。顯示器亦可用以向使用者傳達資訊，例如本文中描述之電傳會議、天氣資料、財務報告、直播串流資料、資產追蹤及其類似者。在某些實施例中，透明顯示器(及相關聯之控制器)經組態以示出關於使用之窗(顯示資訊之窗)的特定資訊、關於窗所處之區域的資訊，及/或關於建築物中之其他特定窗的資訊。取決於使用者許可，此資訊可包括建築物或甚至多個建築物之所有窗中的資訊。透明顯示器(及相關聯之控制器)可經組態以允許監測及/或控制窗網路上之光學可切換窗。
在某些實施例中，圖形使用者介面可使用智慧型物件表示窗及/或其他可控系統及裝置。如本文中描述之「智慧型物件」為一或多個材料項目之表示，該一或多個材料項目可由使用者操縱(例如，藉由與觸敏顯示器接觸)以搜集及/或呈現關於智慧型物件表示之一或多個實體裝置的資訊。在一些情況下，圖形使用者介面可顯示上面具有一或多個智慧型物件的三維建築物模型。藉由根據智慧型物件之實體位置而在建築物模型上顯示智慧型物件，使用者可易於識別表示感興趣窗之智慧型物件。智慧型物件允許使用者自窗網路及/或與窗網路通信之系統或電子裝置接收資訊或控制窗網路及/或與窗網路通信之系統或電子裝置的態樣。例如，若使用者已選擇表示窗之智慧型物件，則可顯示資訊，諸如窗ID、窗類型、窗大小、製造日期、當前著色狀態、洩漏電流、使用歷史、內部溫度、外部溫度及其類似者。另外，智慧型物件可向使用者呈現用於控制窗著色狀態、組態著色時間表或著色規則之選項。在一些情況下，窗可具有內側窗片，內側窗片具有允許使用者與圖形使用者介面中之智慧型物件互 動的觸摸及手勢感測器。在一些情況下，使用者可使用經組態以接收使用者輸入之遠程裝置(例如，行動電話、控制器、鍵盤及其類似者)與圖形使用者介面上顯示之智慧型物件互動。
在一個實例中，在複數個電致變色窗之初始安裝期間，至少一個窗安裝有透明顯示器技術。此窗亦可組態有電源、網際網路連接及至少一個處理器(例如，用於窗安裝之窗控制器、網路控制器及/或主控制器)。該至少一個窗藉由其透明顯示器功能可用作GUI以用於進一步安裝系統中之待安裝的複數個窗。當安裝系統之窗時，此用途可轉化至系統之其他窗，且另外用以調試系統之窗。此避免了安裝者具有用於調試窗之攜帶型或其他單獨的計算裝置之需要；窗本身及其對應的處理能力可在安裝期間使用以輔助窗系統之進一步安裝及調試。使用例如具有顯示器技術之此至少一個窗，具有安裝電佈線、管路系統、HVAC及其他基礎設施之任務的工匠、工程師及/或施工隊可能夠在大型顯示器上拉起建築物圖樣，而非攜帶大的紙圖樣。此外，基於網路之視訊會議例如允許在建築物之不同區域的工人彼此通信並討論其螢幕上顯示的建築物平面圖，經由本文中描述之透明顯示器之觸控螢幕功能互動地操縱平面圖。
在某些實施例中，互動投影儀用以將資訊顯示至EC窗上且允許使用者使用總成之互動顯示器技術部分存取及輸入資訊，而非透明顯示器與例如呈IGU形式因子(form factor)之EC裝置重合(registered with)。圖6示出了組態有投影儀606之光學可切換窗600的實例，投影儀606將影像614顯示在光學可切換窗之表面上。為了改良投影之影像614的可見性，窗可組態有像素化或單片被動塗層，該被動塗層對觀看者實質上為透明的，但有助於反射由投影儀提供之影像。在一些情況下，可調整著色等級以改良投影之影像的可見性。 就此而言，為了確保窗著色狀態適合於投影，窗控制器604及投影儀/顯示器控制器606可耦接或進行通信。投影儀可位於豎框602中(如所示)、橫樑中或遠程位置，諸如附近的天花板或牆壁。投影儀606可自窗控制器604接收資訊以進行顯示，窗控制器604亦可位於豎框或橫樑中。在一些情況下，豎框、橫樑或類似位置之投影儀用以將影像投影穿過自由空間且將影像投影至IGU之玻璃表面或被動塗層上。在一些情況下，投影儀位於豎框內且經由導光體將光投射至顯示器上，導光體嵌入在顯示器窗片之玻璃基板中、由顯示器窗片之玻璃基板形成或附接至顯示器窗片之玻璃基板。在一些實施例中，投影儀可經組態以使得終端使用者看不見投影儀機構，即，其經隱藏而無法看見。可例如藉由使用鏡子或藉由定向投影儀而將光自玻璃邊緣投射至導光件中。在此組態中，投影儀可經隱蔽而無法看見以免產生視覺分心。在一些情況下，使用與窗片平行地架設之導光板，窗片具有單片被動塗層以用於顯示影像。標題為「Display device」且在2017年10月17日申請之美國專利US9791701B2中發現了用於可適於用於光學可切換窗上之透明顯示器的使用者穿戴式顯示裝置之導光板的實例，該美國專利全文併入。
為了接收對應於使用者運動之使用者輸入，圖6所示之窗可配備有位於豎框及/或橫樑上或內之運動感測器608。運動感測器可包括一或多個攝影機以偵測使用者運動(例如，使用者之手的運動)且影像分析邏輯可基於偵測之運動來判定使用者與顯示之智慧型物件的互動。例如，影像分析邏輯可判定使用者之運動是否對應於用以提供特定輸入之手勢。在一些情況下，一或多個攝影機可為推斷攝影機。在一些情況下，運動感測器可包括超音波換能器及超音波感測器以判定使用者運動。在一些情況 下，窗可配備有電容式觸摸感測器(例如，在S1或S4上)，該電容式觸摸感測器至少部分覆蓋窗之可見部分且在使用者觸摸窗之表面時接收使用者輸入。例如，電容式觸摸感測器可類似於觸控螢幕(諸如Apple iPad)中發現之感測器。除了運動感測器之外，光學可切換窗亦可配備有麥克風612，麥克風612位於豎框或橫樑中以用於接收可聽之使用者輸入。在一些情況下，麥克風612可位於遠程裝置上且語音辨識邏輯可用以自接收之音訊判定使用者輸入。在一些情況下，將音訊記錄在遠程裝置上且無線地傳輸至窗控制器。2017年4月25日申請之PCT專利申請案PCT/US17/29476中提供了提供用於控制光學可切換窗之聲控介面之系統的實例，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。當窗可經組態以接收可聽之使用者輸入時，窗亦可組態有用於向使用者提供資訊之一或多個揚聲器610。例如，揚聲器610可因應使用者詢問而使用或用以提供可由使用者控制之各種特徵。在一些情況下，投影儀(諸如由Sony Corporation製造之Xperia TouchTM)附接至IGU或IGU附近，例如在豎框中或附近牆壁或天花板上，以便投影至IGU上以向使用者顯示資訊且提供玻璃上控制功能。
在一個實施例中，窗總成包括運動感測器、攝影機、透明電容式觸控螢幕，及/或用於語音啟動之麥克風。當使用者與窗互動時，投影儀(或透明顯示器)啟動以顯示用於控制窗、建築物中之其他窗及/或其他建築物系統的控制GUI。使用者互動可為例如在窗附近偵測之移動、使用者之視訊或影像識別、適當的觸摸命令，及/或適當的語音命令。使用者可執行期望工作、程式化、資料擷取及其類似者。在一時段後，或藉由使用者提供之適當的命令輸入，玻璃上之控制GUI(投影的或透明顯示器)消失或終止，從而留下窗之(整個)不受阻擋的視野。
在某些實施例中，窗可使用電濕潤顯示器技術。圖7a示出了處於不透明狀態之電濕潤顯示器之單元700，且圖7b示出了處於透明或實質上透明狀態之單元。此等顯示器可具有可個別定址之幾千個或更多此等單元，且因此可為高解析度透明顯示器。
電濕潤顯示器利用液體之表面張力及靜電力。電濕潤顯示器由一或多個像素製成，其中每一像素表示顯示器之可經控制以在兩個或更多個實質上均一之光學狀態之間移動的區域。如圖7a及7b所示，單元以上基板704(例如，玻璃表面)及具有疏水性質之疏水絕緣層706為邊界。疏水層706將單元內部與透明顯示器電極708分隔且形成電濕潤表面區域。在單元內，存在疏水溶液712及親水溶液710。疏水溶液712(有時稱作電濕潤油)不導電且可為例如十六烷、己烷、環己烷、苯、二甲苯或(矽)油。疏水溶液712具有與親水溶液710不同之特定顏色或光學性質。在一些情況下，具有一或多種色素之複數個顆粒懸浮在疏水溶液中；在一些情況下，顆粒之顏色可為白色。用於染色之顆粒可包括諸如二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅或碳酸鈣之顆粒。親水溶液710為包括電解質之透明或實質上透明溶液。親水溶液710導電且經常為電極的其可為例如水或鹽溶液，諸如水及乙醇之混合物中的氯化鉀溶液。電濕潤油之疏水特性使其在無電壓施加至單元時優先附著至疏水絕緣體706(其使絕緣體「濕潤」)，從而導致如圖7a所示之不透明狀態。當經由透明顯示器電極708將電場施加至單元時，改變親水液體之表面張力以使疏水液體712移動，從而使單元為透明或實質上透明的，如圖7b所示。在一些實施例中，鄰近單元之透明顯示器電極可電連接，使得統一地控制多個單元。在一些實施例中，鄰近單元之顯示器電極與其他電隔離，因此可個別地控制單元。側壁714可 用以隔離單元內之疏水溶液及/或親水溶液。
電濕潤顯示器由可個別地控制之鄰近電濕潤單元之網格形成。電濕潤顯示器之單元可非常小；例如，在一些實施例中，電濕潤單元可小於約1mm x約1mm，且在一些情況下，單元可為約100μm x約100μm。儘管較小單元在關注影像解析度之情形中可為較佳的，但在一些實施例中，單元可大得多，例如大於約1cm x約1cm或大於約10cm x約10cm。儘管單元形狀通常為正方形，但情況不必如此。在一些實施例中，單元可具有圓形形狀或多邊形形狀。在一些實施例中，單元在一個維度上可比另一維度上長得多；例如，單元在第一維度上與第二維度上相比可長100或1000倍。在一些實施例中，電濕潤顯示器可橫跨IGU窗片之尺寸，且在一些實施例中，電濕潤顯示器可僅填充窗片之一部分。當電濕潤顯示器橫跨IGU之尺寸時，顯示器可用以提供遮蔽或隱私。例如，若在會議室中想要隱私，則一或多個窗上之電濕潤顯示器可立即自透明狀態切換為不透明狀態-阻隔或實質上阻隔視線進出會議室。在一些實施例中，單元可在至少約30Hz之頻率下在透明與不透明狀態之間調變。在一些實施例中，單元可在至少約60Hz之頻率下在透明與不透明狀態之間調變。如本文中所論述，電濕潤顯示器可與具有電致變色裝置之IGU相關聯。例如，電濕潤顯示器可位於IGU之內部窗片上。在一些情況下，透明電濕潤顯示器位於單獨窗片上，單獨窗片置於電致變色窗片前面且由IGU框架結構固持在適當位置。
在一些實施例中，電濕潤顯示器可經組態以使透明窗轉變為可在上面投影影像之部分或實質上反射螢幕。例如，單元在處於不透明狀態時可為白色及反射的。在電濕潤顯示器之像素經組態以同時在光學狀 態之間轉變(例如，以便提供投影螢幕或隱私螢幕)的實施例中，單片電極可橫跨IGU之尺寸且可將電壓施加至電極，使得單元同時轉變光學狀態。在一些情況下，位於豎框或房間內某一其他地方之投影儀可用以將影像投影至顯示器上。在一些實施例中，電濕潤顯示器可經組態以顯示黑色像素。在一些實施例中，可藉由將黑色或染色像素與外部環境之較淺的背景幕對比而在IGU上看見影像以形成與抬頭顯示器類似的觀看體驗。若使用者不想要IGU提供之視野為模糊的，則此可為有用的。在一些情況下，可手動地或自動地調整電致變色窗之著色(例如，考慮眩光)以形成看起來亦舒適之高對比度影像。在一些實施例中，電濕潤顯示器可經組態以藉由如圖8所示將多個電濕潤單元用於每一像素而在IGU上顯示有色影像。
圖8示出了電濕潤顯示器之多單元像素使用各種色素之顆粒。像素由在處於不透明狀態時反射青色、洋紅色及黃色光之三個單元(802、804及806)形成。如所示，洋紅色單元804處於不透明狀態，而青色單元802及黃色單元806處於透明狀態。因此，反射具有洋紅色波長810之入射光808。藉由使多單元像素之狀態按指定比率非常迅速地振盪，可將顏色進行組合以產生可感知顏色之寬色域。儘管示出了3單元像素，但電濕潤顯示器包括具有任何數目之單元的像素。在一些情況下，單元可具有反射具有與青色、洋紅色或黃色不同之顏色之光的油。在一些情況下，像素可包括在處於不透明狀態時吸收可見光以產生黑色的單元。在一些情況下，像素可包括在處於不透明狀態時反射白光之單元。使用多單元像素，在此項技術中(例如，印刷產業中)經充分理解之各種減色技術可用於多種顏色。
電致變色窗總成：
某些實施例係關於用於安裝透明顯示器及電致變色窗之系統。可將此等系統看作對接站或框架系統以耦接顯示器及電致變色窗。此等系統通常但未必經組態以在顯示器與電致變色窗組件之間路由電力及通信。此路由功能及設備可包括組合式顯示器及電致變色窗控制器。
顯示器可永久地或可逆地附接至電致變色窗。電致變色窗可包括電致變色窗片、電致變色IGU，及/或例如包括電致變色窗片之層壓件。在一些情況下，在顯示器與窗之間包括可逆及/或可接近之連接使得顯示器可按需要升級或更換可為有利的。例如，典型電致變色窗可具有幾十年之有用壽命，而顯示器可具有幾年之短得多的壽命。在此等情況下，可逆地及/或可接近地安裝顯示器以便易於更換為有益的。類似地，當顯示器技術進步及改良時，此等可逆及/或可接近之連接可為有益的，從而允許顯示器按需要升級。如本文中所使用，可在不損壞電致變色窗之情況下移除及更換「可逆地」安裝之顯示器。另外，可在不損壞電致變色窗且不將電致變色窗自其安裝位置移除之情況下移除及更換「可逆地」安裝之顯示器。
本文中之圖式中的許多示出了在電致變色窗內側或外側之顯示器窗片。應注意，可修改本文中之實施例中之任一者以切換顯示器窗片與電致變色窗(例如，EC窗片、EC IGU、層壓EC窗片等)之相對位置。類似地，可修改本文中之實施例中之任一者以在窗之任一窗片上提供電致變色裝置。因此，儘管特定圖可能示出在顯示器窗片之外側的EC IGU，其中EC IGU之EC窗片在EC IGU之第二窗片外側，但應理解，類似實施例可具有在顯示器窗片內側之EC IGU，及/或可具有在EC IGU之第二窗片內側的EC IGU之EC窗片。此外，儘管某些圖示出了包括特定數目之窗 片的電致變色窗，但可修改此等實施例中之任一者，使得電致變色窗包括任何數目之窗片(例如，EC IGU可以EC窗片或EC層壓件取代，且反之亦然)。
圖9示出了電致變色窗900之實例，電致變色窗900包括電致變色IGU(包括上面有電致變色裝置902之電致變色窗片901、第二窗片903及將電致變色窗片901與第二窗片903分隔之IGU間隔件904)及顯示器窗片905。控制器906容納在環繞及/或支撐電致變色窗900之框架907中。控制器906包括電致變色窗控制功能以及顯示器控制功能。取決於需要，此等功能可為獨立的或協同的。例如，若所顯示資訊需要較高對比度，所顯示資訊需要隱私模式，所顯示資訊需要由建築物外部之人看見等，則啟動顯示器可重寫電致變色窗之著色設定。
在某些實施例中，透明顯示器單獨或結合電致變色裝置可用於隱私應用。例如，可將電致變色裝置調整至暗著色狀態以減少光透射，且可將透明顯示器(例如，電濕潤顯示器)轉變為不透明著色狀態以使得外部的人無法看到建築物或房間內及觀察佔據者之活動。在一些情況下，發射光之透明顯示器(諸如OLED顯示器)可用以分散外部之人的注意力或另外使得外部之人較難以看到建築物或房間內。在一些情況下，透明顯示器(用於隱私、標識及其他應用)可位於與IGU之界定內部及外部窗片間隔開的單獨薄膜或單獨窗片上。在一些情況下，IGU框架結構可經組態以接受可在稍後之時間點作為可選特徵安裝之透明顯示器。例如，若例如建築物擁有者希望收到額外廣告收入而不阻礙佔據者之視野，則IGU框架結構可經組態以接受面向外部之透明顯示器用於標識應用。此等顯示器接著可在僅臨時需要的情況下移動至不同位置或建築物。
在此實例中，顯示器窗片905經由框架907可逆地安裝至電致變色IGU。若將移除及更換顯示器窗片905，則可不安裝框架907，從而允許顯示器窗片905及電致變色IGU與彼此及與框架907分隔。此可涉及拔掉顯示器窗片905與控制器906之間(或在其他情況下，顯示器窗片905與窗之另一部分諸如EC窗片901或EC裝置902之間)的連接。接著可將新顯示器窗片與框架907內之電致變色IGU一起提供，且可將單元重新安裝在建築物中。在一些情況下，可在第二窗片903與顯示器窗片905之間提供第二間隔件(有時稱作顯示器間隔件，未示出)。第二間隔件可用以確保第二窗片903與顯示器窗片905之間的均一距離，且在一些實施例中，在顯示器窗片905電致變色IGU之第二窗片903之間形成氣密密封之體積，例如如IGU將具有的。在其他實施例中，框架907支撐及提供EC窗與顯示器之間的適當間隔。框架907中可存在密封元件(未示出)以防止灰塵進入顯示器905與EC IGU之間的體積。
圖10a-10c示出了EC窗之一側的近視圖，該EC窗類似於圖9所示之EC窗，但包括顯示器窗片1005與電致變色IGU之間的可逆且可接近之連接。在此實例中，框架1007包括允許插入及移除顯示器窗片1005而不移除框架1007之一或多個可移動組件1008。換言之，此實施例示出了可移除地且可接近地安裝至電致變色IGU之顯示器窗片1005。若將移除顯示器窗片1005，則可移動組件1008可自第一位置旋轉、滑動、收回、卡扣或以其他方式移動至第二位置。在圖10a所示之第一位置時，可移動組件將顯示器窗片1005固定在框架1007中。在圖10b所示之第二位置時，可移動組件讓開，使得顯示器窗片1005不再固定在框架1007中。可移動組件1008可例如旋轉遠離顯示器窗片，使得可移除顯示器窗片。在圖10c 中，可移動組件1008收回至框架1007之主要部分中。如上文所指出，當移除顯示器窗片1005時，顯示器窗片1005可自與例如窗控制器、EC窗片1001或EC裝置1002之電連接斷開。可移動組件1008本身可為附接在框架1007之內部周邊內以固定顯示器之框架。
圖11a示出了用於將顯示器窗片1105附接至電致變色窗1109之另一組態。電致變色窗1109可包括電致變色窗片、電致變色IGU，及/或包括電致變色窗片之層壓結構。在此實例中，框架1107固定電致變色窗1109。顯示器間隔件1110位於電致變色窗1109與顯示器窗片1105之間。顯示器間隔件1110可黏合地附接至電致變色窗1109及顯示器窗片1105兩者。顯示器間隔件1110可沿著窗之兩側或更多側，在許多情況下沿著窗之所有側在周邊定向。另外，在一些情況下，可在顯示器窗片1105之邊緣與框架1107之間沿著顯示器窗片1105之一或多個邊緣提供一或多個支撐結構。在特定實例中，可在顯示器窗片1105之底部邊緣下方提供支撐結構(例如，方塊)，使得將顯示器窗片1105之重量中的至少一些支撐在支撐結構上。可提供閃光(未示出)以隱藏顯示器之邊緣而不讓房間之佔據者看到。此等實施例允許顯示器對現有EC IGU之改裝或「填充」式應用，諸如2017年5月18日申請且標題為「INFILL ELECTROCHROMIC WINDOWS」之美國專利申請案第15/528,071號中所描述，該美國專利申請案全文以引用之方式併入本文中。此允許靈活性，例如因為在安裝EC IGU之後特定EC IGU可配有顯示器技術。現有EC窗控制器可由控制顯示器及EC窗兩者之控制器換出，或例如EC窗控制器可具有在顯示器與EC窗耦接時經使用之顯示器控制功能。
圖11b示出了用於將顯示器窗片1105附接至電致變色窗 1109之另一組態。在此實例中，第一框架系統1111支撐/固定電致變色窗1109，且第二框架系統1112(有時稱作顯示器框架)支撐/固定靠近第一框架系統1111內之電致變色窗1109的顯示器窗片1105。在此特定實例中，控制器1106位於第二框架系統1112內，但其可提供在窗上或窗外之任何位置處。控制器1106可由佔據者接近，例如在第二框架系統1112之內側表面上具有暴露表面。在其他實施例中，用於控制器之GUI顯示在顯示器面板1105上。第二框架系統1112經組態以配合在第一框架系統1111之尺寸內。第二框架系統1112可藉由摩擦及/或藉由螺釘、釘子、支架、夾子或任何其他固定硬體固持在適當位置。第二框架系統1112可移除及可接近地附接至第一框架系統1111，使得可移除第二框架系統1112而不損壞或移除第一框架系統1111及電致變色窗1109。在第二框架系統1112與第一框架系統1111之間可存在密封件(未示出)。
圖11c示出了與圖11b之實施例類似，但包括靠近兩個電致變色窗1109並排安裝之兩個顯示器窗片1105的實施例。例如，當幕牆或建築物立面用以顯示大格式之資訊時，例如在建築物之外部上登廣告或加強內部資訊顯示格式時，可藉由包括額外顯示器而有效地增大顯示器之面積。當然，可使用多個EC/顯示器總成(諸如下文所描述)例如以在同一或單獨的顯示器上顯示不同資訊，例如以用於同時或不同時進行視覺特效、電信會議、資產追蹤、EC窗控制及其類似者。例如，對於具有電致變色窗之特定幕牆，任何數目之窗可取決於佔據者、建築物擁有者等之需要而具有顯示器組件。所描述之系統允許顯示器/EC窗組態之靈活性，一組窗中之任何數目之窗可配有顯示器功能。
圖12示出了電致變色窗1209，由顯示器框架1212環繞之顯 示器窗片1205，及包括電致變色窗1209及安裝在顯示器框架1212中之顯示器窗片1205兩者的單元。顯示器框架1212可可逆地及/或可接近地將電致變色窗1209安裝在其中/其上。顯示器框架1212可沿著顯示器窗片1205之一側、兩側、三側、四側及/或所有側延伸。在一些情況下，顯示器間隔件(未示出)可提供在電致變色窗1209與顯示器窗片1205之間，或電致變色窗1209與顯示器框架1212之間。在一些情況下，顯示器框架1212本身可充當顯示器間隔件以維持電致變色窗1209與顯示器窗片1205之間的均一距離。顯示器框架1212可為單一的或部件之總成，例如附接以形成框架之四側。框架1212可由對於窗框架技術而言常見之材料(例如，鋁、擠出乙烯、木材、乙烯-木材複合物、玻璃纖維或其他常見之窗框架材料)構成。
在另一實例中，電致變色IGU包括兩個或更多個窗片，其中窗片中之一或多者上面具有電致變色裝置，且窗片中之一或多者為顯示器窗片。在特定實例中，電致變色IGU包括兩個窗片，其中一個窗片為電致變色窗片且另一窗片為顯示器窗片。
在某些實施例中，窗片及上面之電致變色裝置(例如，圖9中示出之電致變色窗片901及電致變色裝置902)可由部分或完全固態及無機的材料製成。與當因為太陽暴露而暴露於紫外線輻射及/或熱時可易於降級之有機材料相比，此等材料因為其可靠性及一致特性而為期望的。固態及無機材料對於長期太陽暴露有彈性。Kozlowski等人之標題為「Fabrication of Low Defectivity Electrochromic Devices」的美國專利申請案第12/645,111號及Wang等人之標題為「Electrochromic Devices」的美國專利申請案第12/645,159號中描述了實例固態電致變色裝置、用於製 造固態電致變色裝置之方法及設備及製造具有此等裝置之電致變色窗的方法，兩個美國專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在各種實施例中，固態電致變色裝置結合透明顯示器使用，透明顯示器可為像素化的且可包括一或多個有機或非固體組件。此等顯示器之實例包括OLED、電泳顯示器、LCD及電濕潤顯示器。如所描述，顯示器可完全或部分與窗片上之電致變色裝置共同延伸。另外，顯示器可提供為與電致變色裝置直接接觸，提供在與電致變色裝置相同之窗片上但在不同表面上，或提供在IGU之不同窗片上。
在一些實施例中，電致變色裝置為完全固態的且在允許在受控環境溫度下沈積堆疊之一或多個層的設備中製造。該設備為沈積層而不離開設備且不會例如破壞沈積步驟之間的真空，進而減少污染物且最終改良裝置效能之設備。在某些實施例中，組成電致變色堆疊之所有材料為無機的及固體的。在一些情況下，由全固態及無機材料製成之電致變色裝置可過濾紫外光且保護建築物之內部以防損壞性太陽射線。在一些情況下，具有由全固態及無機之材料製成之電致變色裝置的IGU可置於顯示器窗片與外部環境之間。在此配置中，固態及無機電致變色裝置可減少或阻止高能量太陽輻射撞擊及可能損壞顯示器窗片。例如，在一些實施例中，全固態及無機電致變色裝置可阻隔紫外光及保護在EC裝置內側上之OLED或電致變色顯示器。
圖13a示出了可用以將顯示器窗片1305固定至框架1307的保持器1315及緊固件1316的不同視圖，框架1307固定電致變色窗1309。保持器1315包括開口，緊固件1316配合穿過該開口以將顯示器窗片1305固定至框架1307。
圖13b示出了上文示出之安裝在框架1307中的保持器1315及緊固件1316。框架1307直接固定電致變色窗1309，且經由保持器1315及緊固件1316固定顯示器窗片1305。當安裝顯示器窗片1305時保持器1315可在緊固件1316上方滑動至適當位置，且當更換顯示器窗片1305時保持器1315可滑動離開適當位置。此類型之附接系統具有不將緊固件1316暴露於佔據者之視野及提供閃光功能以隱藏顯示器面板1305之邊緣的優點。
圖14a-14c示出了保持器1415及緊固件1416之其他實例。在圖14c中，保持器如所示具有尺寸D1、D2及D3。此等尺寸應足夠大以充分固定顯示器窗片1415，且應足夠小以阻隔可接受之少量可視區域。
在一些實施例中，顯示器窗片可可逆地及可接近地附接至保護顯示器窗片之對接件。對接件可經組態以安全地收納顯示器窗片並在一或多個邊緣處支撐顯示器窗片。對接件亦可包括用於對顯示器窗片供電及/或向顯示器窗片提供通信之電連接。在一些情況下，對接件可包括用於對EC裝置供電及/或向EC裝置提供通信之電連接。如上文所指出，亦可無線地實現通信。在特定實例中，對接件包括單獨或一起控制EC裝置及顯示器窗片之一或多個控制器。此控制器或此等控制器亦可提供在對接件外部、另一類型之框架中、窗片上、輔助密封區域中、EC窗外等。對接件可實施為顯示器窗片之框架。本文中所示之框架實例中之任一者可經修改以包括此對接件。標題為「SELF-CONTAINED EC IGU」且在2015年11月24日申請之美國專利申請案序列第14/951,410號中描述了對接件及其他框架之額外實例，該專利申請案全文併入本文中。
在各種實例中，保護顯示器窗片之框架系統包括用於保護 接近EC窗之顯示器窗片的結構，及用於向顯示器窗片提供電力之佈線。框架系統可進一步包括用於向顯示器窗片提供通信之佈線，用於向EC窗及/或窗控制器提供電力之佈線，及用於向EC窗及/或窗控制器提供通信之佈線。在此等或其他實施例中，框架系統可包括用於傳輸及/或接收無線控制資訊之無線傳輸器及/或接收器，無線控制資訊可傳達至顯示器窗片及/或電致變色窗/窗控制器。框架系統亦可包括用於電致變色窗之若干其他組件，諸如各種感測器、攝影機等。
在一些實施例中，支撐顯示器窗片之框架系統經組態以安裝成接近現有框架，現有框架已保護電致變色窗。在此實例中，電致變色窗基本上經改進以包括顯示器窗片。在一些此等情況下，框架可包括與現有EC窗介接之控制硬體。在一些情況下，此控制硬體可使用無線通信以控制EC窗。
一般而言，框架系統/對接件/類似硬體可稱作用於將電子裝置安裝至光學可切換窗之設備。電子裝置在許多情況下為顯示器(例如，顯示器窗片或其他顯示器)，且可為或可並非透明的。電子裝置亦可為任何數目之其他裝置，包括但不限於窗控制器、使用者輸入裝置等。在一些情況下，設備可將一個以上電子裝置安裝至光學可切換窗上。
在一些情況下，可協作地控制顯示器及EC窗以增強使用者體驗。例如，可以考慮EC窗之光學狀態的方式控制顯示器。類似地，可以考慮顯示器之狀態的方式控制EC窗之光學狀態。在一個實例中，可一起控制EC窗及顯示器以便最佳化顯示器之外觀(例如，使得顯示器易於看見、為明亮的、可讀取的等)。在一些情況下，顯示器最易於看見EC窗何時處於變暗之著色狀態。因此，在一些情況下，可一起控制EC窗及顯示 器，使得當使用顯示器時或當使用顯示器且符合某些條件(例如，關於時序、天氣、照明條件等)時EC窗進入相對暗之著色狀態。
在一些實施例中，第一控制器可用以控制EC窗之光學狀態，且第二控制器可用以控制顯示器。在另一實施例中，單一控制器可用以控制EC窗及顯示器兩者之光學狀態。用於此控制之邏輯/硬體可提供於單一控制器或多個控制器中，如特定應用所期望的。
圖15示出了可如何實施玻璃上透明控制器之架構的一個組態。玻璃上控制器透明顯示器1502用以按圖形使用者介面(GUI)格式顯示控制應用程式。透明顯示器與如下文描述之板上或板外窗控制器1504進行通信。節點控制器1506用於顯示監測及功能。節點控制器與用於控制EC功能等之主控制器1508通信，主控制器1508又經由雲端與API通信。窗控制器可包括RF無線電、溫度感測器及控制及藍芽能力。透明的玻璃上控制器顯示器可為例如可從芬蘭之Beneq Oy購得的Lumineq®透明顯示器，如其商業網站(http：//beneq.com/en/displays/products/custom)上所描述。當窗控制器連接至區域網路(例如，經由窗提供之區域網路)或連接至網際網路時，在一些情況下可經由基於網路之應用程式或經組態以與窗控制網路通信之另一應用程式控制透明顯示器及其他玻璃功能。此等應用程式可在例如電話、平板或桌上型電腦上運行。
在一些情況下，申請者先前描述之窗控制技術架構可包括子卡，子卡含有用於驅動透明顯示器之I/O(無論是否為玻璃上控制器及/或是否為全窗大小顯示器/控制器)。實施例亦可包括板上天線。天線可為玻璃上天線，例如劃線至IGU之窗片上之透明導電氧化物層中的碎片及/或天線套裝。天線用於各種功能，包括RF傳輸/接收。各種EMI阻隔塗層 亦可包括在實施例中。
圖16a及16b示出了具有用於EC、天線及視訊應用之IGU連接器1604的EC IGU 1602。IGU連接器可包括支援此等應用中之每一者的單一電纜，或在一些情況下(諸如圖16a及16b所示)，IGU連接器可包括一個以上連接器，每一連接器用以支援EC IGU之不同應用。例如，5接腳連接器1610可用以支援EC功能，而同軸電纜1608可支援無線通信(例如，經由窗天線)且MHL連接器1608(或I2C)可提供用於透明顯示器之視訊信號。一些實施例包括無線供電及控制，其在一些情況下可避免對一或多個有線連接器之需要。
本文中描述之某些實施例將現有建築物運營系統(BOS)基礎設施之強度與天線及顯示器技術組合以用於額外功能。此功能之一個實例為對窗系統組件，諸如窗控制器、無線電及顯示器驅動器提供電力。在一些情況下，每一IGU按約2-3W提供可用功率。在一些實施方案中，可經由例如具有CANbus及電力之標準5線電纜遞送EC控制通信。例如，CANBus可在100kbps下或更高(例如，需要時高達約1Mbps)操作。在一些實施例中，採用ARCnet網路，其以高達約例如2.5Mbps操作。其在各種網路拓撲中(包括線性控制網路)可如此做。遞送用於無線及視訊之內容需要相對高之頻寬通信介面，其可對採用無線傳輸、超寬頻(ultra-wideband，UWB)或其類似者之窗系統可用，無線傳輸、UWB中之每一者可提供500Mbps或更高之資料速率。窗系統安裝經常具有許多窗，因此與當前Wi-Fi技術一樣允許高資料速率，尤其與具有臨時收發器之稀疏系統相比。
將顯示器裝置添加至EC窗之態樣驅動對較大通信頻寬的需要，至少在顯示器內容頻繁地改變時如此。頻寬要求可分支為兩個不同產 品，一個用於具有較高頻寬之即時顯示(例如，投影儀螢幕更換)，且一個用於較低頻寬應用(例如，標識應用)。
類似於h.264視訊會議之頻繁改變之內容需要10Mbps(乙太網路)資料速率以獲得一秒30訊框之HD品質。較靜態之資料(類似於靜態廣告)可使用現有資料路徑(CANbus)及可用頻寬(大約為玻璃控制所需要之頻寬)以載入內容。可對內容快取，使得資料可在一小時內緩慢進入，且接著當訊框完成時顯示器更新。其他較緩慢地改變之資料(類似於天氣預報或銷售指標)亦不需要高速度資料。表1示出了資料通信頻寬及相關聯之應用。
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對於標識應用，整合有EC IGU之透明顯示器提供多個益處。在一些情況下，窗可顯示「跟隨我」導引系統以按最高效之方式使你到達你的中轉航班。此導引系統可與高準確度位置感知系統組合，位置感知系統基於旅行者之行動電話的位置及旅行者之下一航班的登記證而在顯示器上提供個人化服務。例如，透明顯示器可在你沿著航空站中之走廊移動時在玻璃窗格上指示：「Chuck，這邊通往您的下一航班」。在另一實例中，在雜貨店之玻璃門上的個人化顯示器可顯示在買家偏好類別內的什麼東西在特價出售。在緊急情況下，顯示器窗可指示滅火設備所在之安全出 口路線，提供應急照明，及其類似者。
對於利用較高頻寬資料通信之即時顯示器，提供以下實例。在一些情況下，視訊投影儀可以OLED顯示器及EC IGU取代。EC IGU接著可使房間變暗及/或提供為了顯示器上之良好對比度而必要的暗背景。在另一實例中，具有透明顯示器之窗可在商業及住宅應用中取代TV。在另一實例中，具有即時顯示器之窗可在人看穿外部窗時提供患者之即時衛生統計。在此實例中，當醫生審查患者之圖表時，患者保留自然照明之健康益處。在又一實例中，即時顯示器可用於會議室牆壁外部以例如作為隱私增強機構向經過之人顯示佈景。只要EC玻璃可在一時段內變暗，由顯示器提供之隱私便可加強隱私。在又一實例中，透明顯示器可在汽車或其他形式之運輸工具中提供加強抬頭顯示器。
OLED顯示器或EC IGU之類似(TFT等)組件可具有除了提供動態圖形內容之外的其他應用。例如，OLED顯示器可提供一般照明。冬季晚上之暗的窗僅僅看起來為黑的或反射內部光，但藉由使用OLED顯示器，表面可與你的牆壁顏色匹配。在一些情況下，透明顯示器可顯示令建築物佔據者愉悅之場景且提供隱私。例如，窗可顯示恰好那個窗之夏日的截圖，該截圖來自整合至玻璃上或板上窗控制器中之攝影機。在另一情形中，透明顯示器可用以修改經由IGU之EC窗片部分透射的感知光色。例如，透明顯示器可將少許藍色添加至清透的EC IGU，或將少量顏色添加至著色之IGU以使其更灰或中性地著色。在另一情形中，透明顯示器亦可用以改變佔據者之內部空間之牆壁上的反射光色。例如，替代於看白色牆壁上之各種藍色色調，可使用來自板上窗控制器之面向內部之攝影機的反饋調節顯示器以使該顏色更均勻。
在某些實施例中，IGU之透明顯示器組件用以加強或取代內部空間(或外部空間，若顯示器為雙向的話)中之習知照明。例如，OLED顯示器可相當明亮，且因此可用以在佔據者在夜晚走進空間時(藉由佔據感測)照亮房間(至少至某一程度)。在另一實施例中，透明顯示器組件用以為博物館之畫廊提供顏色受控制之光，例如在牆壁之一側上的EC玻璃之長度用以照亮對面牆上之藝術品。
IGU之幕牆均可具有透明顯示器技術或可為IGU之混合物，一些具有且一些沒有透明顯示器技術。圖17示出了具有帶有各種能力之IGU之建築物1700的立面。標記為1702、1704及1706之IGU用於EMI阻隔。標記為1704及1710之IGU經組態以向外部世界提供蜂巢式通信，且標記為1706及1710之IGU經組態以向建築物內之佔據者提供WiFi及/或蜂巢式服務。僅標記為1708之IGU經組態以用於EC著色且不阻隔無線通信。
在圖17所示之實例中，頂層租戶想要與外部世界隔離或將提供其自己的通信(例如，電纜數據機)。建築物擁有者可例如將面向外部之天線(1704)出租給本地蜂巢公司以作為中繼塔。第四層租戶可想要建築物中有蜂巢式服務且控制其何時可用。面向內部之天線(1706)按需要將信號發出至建築物中，且阻隔外部信號。信號源可為兩個面向外部之蜂巢式天線(1704)。第三層租戶想要阻隔所有外部信號，但向佔據者提供WiFi及蜂巢式服務(1706)。第二層租戶想要完全隔離，其可能具有其自己的低損耗電纜(例如，電纜數據機)連接，但另外經隔離。地面層為大廳，EC玻璃(1708)允許外部信號穿過玻璃，以及提供蜂巢式中繼器(1710)以增強建築物之公共區域中的可用信號。
環境感測器：
在一些實施例中，IGU可配備有環境感測器以用於空氣品質監測。例如，IGU可具有一或多個電化學氣體感測器，其經由感測器與感測氣體之間的氧化還原反應而將氣體濃度轉換為電流。在一些實施例中，可使用金屬氧化物氣體感測器。金屬氧化物感測器監測隨感測器處之電子導電率而變的感測氣體濃度。在一些情況下，IGU可能夠感測由美國國家空氣品質標準(NAAQS)監測的六種基準污染物(一氧化碳、鉛、地面臭氧、顆粒物、二氧化氮，及二氧化硫)中之一或多者。在一些情況下，若在安裝部位存在特定安全擔憂，則IGU可配備有用於偵測較不常見之污染物的感測器。例如，在用於半導體處理之設施中，感測器可用以監測碳化氟或偵測氯氣。在一些情況下，感測器可作為佔據感測器之形式偵測二氧化碳濃度，例如以輔助窗控制邏輯判定內部環境之加熱及冷卻需要。
圖18示出了可位於IGU上之實例大氣氣體感測器的橫截面視圖。環境感測器1800包括安置於基板1808上的一或多個第一感測單元1802及一或多個第二感測1804單元。覆蓋物1818可安置在第一及第二感測單元上方以保護感測單元免於大顆粒。覆蓋物中之通孔1816允許化學顆粒1830通過且由感測單元偵測。第一感測單元1802在化學顆粒穿過通孔1816且黏著至第一感測器電極1810從而改變電極之電阻時感測顆粒。第二感測單元1812在第二感測器電極1812與覆蓋物1818之間具有絕緣層1822，且在化學顆粒穿過通孔且黏著至絕緣層1822時感測電容變化。在一些實施例中，環境感測器亦與電容式觸摸感測器1806整合，其中觸摸感測器電極1814之間的絕緣層1824與用於第二電極之絕緣材料1822可為相同材料。在一些情況下，用於電容式觸摸感測器及第二感測器單元之絕 緣層1822及1824在同一操作期間沈積。在觸摸感測器與環境感測器整合之實施例中，絕緣側壁1820用以防止化學顆粒擴散至觸摸感測器電極1814附近之區域中。用於第一及第二感測單元之電極可由諸如石墨、奈米碳管(CNT)、奈米銀線(AgNW)、氧化銦錫(ITO)等之材料製成。在一些情況下，用於電致變色裝置中之透明導電層的相同材料可用作感測單元或觸摸感測器之電極。
在一些實施例中，環境感測器可位於IGU之內表面或外表面上。感測器單元可非常小，使得即使其由不透明材料製成，其仍可為不顯眼的。例如，第一感測器電極及/或第二感測器電極之區域可在約1μm與約10μm之間，或在一些情況下在約10μm與約100μm之間。在一些情況下，環境感測器之基板可位於IGU之窗片上或嵌入於IGU之窗片中。在一些實施例中，感測器直接製造在電致變色裝置頂部，且在一些情況下，環境感測器可整合至如本文中描述之透明顯示器(例如，OLED顯示器)中，其中電容式觸摸感測器提供接受由透明顯示器提供之GUI之使用者輸入的構件。在一些實施例中，環境感測器可與IGU分開製造且接著可結合或附接至IGU之內表面、外表面或框架。感測器可為窗控制器架構之一部分；例如，窗控制器可為窗總成之一部分。在一些情況下，感測器位於玻璃控制器上或與玻璃控制器相關聯，標題為「SELF-CONTAINED EC IGU」且在2015年11月24日申請之美國專利申請案序列第14/951,410號中描述了玻璃控制器，該專利申請案先前全文併入。在一些情況下，感測器位於框架、豎框或鄰近牆壁表面上。在某些實施例中，行動智慧型裝置中之感測器可用以輔助窗控制，例如當感測器可用於亦安裝有窗控制軟件之智慧型裝置中時作為窗控制演算法之輸入。
當安裝時，環境感測器電連接至窗控制器或另一控制器，該窗控制器或另一控制器具有用於收集及處理來自第一感測單元、第二感測單元及/或電容式感測器之資料的邏輯。當位於IGU上時，環境感測器可經由窗片之表面上之導電線電耦接至控制器，該等導電線連接至豬尾式連接器。如其他地方描述，豬尾式連接器提供用於將窗控制器電連接至電致變色裝置、窗天線及/或IGU之其他感測器及電組件的插頭介面。
環境感測器可具有高感測效能且能夠區分各種氣體污染物。例如，第一感測單元可對第一及第二顆粒起反應，而第二感測單元可對第二及第三顆粒但不對第一顆粒起反應。在此實例中，可藉由評估來自第一感測單元結合第二感測單元之感測回應來判定空氣中之第一、第二及第三類型之化學顆粒的存在。在另一實例中，若氣體感測器對複數種氣體具有交叉敏感度，則可能難以判定自單一類型之感測單元偵測到什麼氣體。例如，若第一感測單元對化學品A具有強敏感度但對化學品B較不敏感，則感測邏輯可能無法判定化學品A以低濃度存在抑或化學品B以高濃度存在。當第二感測單元亦經使用且對化學品A及B具有不同敏感度時(例如，對化學品B比對化學品A更敏感)，則氣體感測邏輯可能夠區分氣體。若第二感測單元位於第一感測單元附近，則可假設感測氣體之濃度在兩個單元處類似，且接著兩個單元之敏感度差異可用以區分兩種或更多種化學品。在一些情況下，在IGU上可能存在三種或更多種類型之感測單元，該等感測單元可由感測邏輯使用以區分氣體污染物。在一些情況下，IGU可具有多個氣體感測器以補償感測器偏移或不穩定性。
高級網路架構：
圖19a示出了當前及商業上可獲得之窗控制系統的網路架 構。每一EC窗具有窗控制器(WC)，窗控制器又與網路控制器(NC)通信，網路控制器又與主控制器(MC)通信。通信及控制可經由手機應用程式及/或經由雲端無線地進行。經由幹線電纜系統向窗提供電力，幹線電纜系統為模組化的且具有隨插即用介面。在一些情況下，基於感測器讀數，例如，基於量測之光強度或基於量測之溫度來控制EC窗。在一些情況下，經由使用控制應用程式提供之使用者輸入來控制窗。在其他情況下，可基於考慮環境、強度及入射光角度之邏輯來控制窗。一旦判定期望之著色等級，驅動命令便相應地對EC玻璃著色。除了基於局部感測器進行之自動控制及經由控制應用程式提供之手動控制之外，申請者之操作系統在判定窗之適當著色等級時可考慮天氣服務提供之資訊、佔據者之實體位置，及/或佔據者之時間表。可結合室內LED光度及顏色調整及溫度控制來執行著色等級調整。
圖19b示出了具有支援窗控制網路之專屬的基於雲端之軟體的實施例。基於雲端之軟體可儲存、管理及/或處理基本功能，諸如感測光、感測空氣、感測水、應用接近背景、執行任務、控制周邊設備及為其他應用提供開放介面。電致變色窗上之透明顯示器藉由允許使用者直接與玻璃互動而非使用行動裝置或牆壁單元來增強使用者體驗。藉由包括大氣感測器(未示出)，控制器可分析空氣、水、光連同佔據者之背景及/或個人資料以創建個人化使用者體驗。玻璃控制器可與建築物中之其他數位系統(包括LED燈、HVAC及空氣過濾器)創建網狀網路。玻璃控制器可結合此等系統工作以保持建築物內之最佳周圍環境且充當室內環境與室外環境之間的「資料牆」。由使用者輸入感測或提供之接近偵測及使用者辨識可觸發玻璃個人化。玻璃網路特定之網際網路託管的軟體經由雲端與例如商 業上可獲得之IoT數位系統(諸如Nest、FB、Predix,IBM Watson++等)互動，以加強及創建整合之玻璃功能，包括端對端資料安全及IoT LTE網路。進一步實施例包括其應用內之具有合作夥伴生態系統能力之玻璃功能，像建築物自動化應用程式(例如，Honeywell，J&J controls)、工作空間應用程式(例如，iOffice)、服務及售票應用程式(例如，Service Now、個人化應用程式(例如，IFTTT)、IoT生態系統-資產追蹤(例如，Oracle IoT雲端)、智慧型照明(例如，Bosch、Philips、GE)、數位天花板(例如，Cisco)及其類似者。
圖19c示出了電致變色玻璃具有5G能力之網路架構。如圖19b中，EC玻璃包括玻璃上控制，例如如所示之表面4(窗之佔據者側)上的透明顯示器控制器。圖19d示出了與圖19c相同之架構，但在此情況下，透明顯示器為大的，從而實質上覆蓋表面S4上之窗的可視部分。如先前實施例中，此架構可包括使用例如接近及運動感測器進行的在佔據者之接近偵測後的玻璃之自動個人化、玻璃附近之資產位置追蹤等。自玻璃至雲端具有5G網路速度實現高頻寬應用，像全HD顯示器技術。
內玻璃表面上(或作為內玻璃表面)之全HD顯示器允許顯示各種數位內容。顯示之數位內容可包括例如標識、通信、連接至個人電腦之工作合作空間，或用於控制窗、感測器或HVAC系統之圖形使用者介面(GUI)。在某些實施例中，例如在標識應用中，在表面S1(未示出)上存在透明LED網，其向建築物外部之人顯示標識，同時仍允許佔據者同時自建築物朝外看。調整系統之EC玻璃組件允許對向內及/或向外投影之透明顯示器技術的比對度控制。在一個實施例中，S4上或作為S4之雙向透明顯示器用於內部佔據者顯示以及用於建築物外部之人的標識。在一個實例 中，辦公建築物窗在營業時間內用於佔據者需要(例如，提供顯示、提供控制功能及通信)，但在非營業時間用於外部標識。
具有此等能力大大地擴展設施及建築物窗/立面之價值。在另一實例中，窗中之一些或個別窗之一些區域用於標識，且同時其他窗或個別窗之其他區域用於佔據者顯示、通信及控制功能。
在一些實施例中，控制器(諸如網路中之主控制器)可包括用於標識內容之CDN代理伺服器以供本地重現。窗控制系統中之任一控制器(例如，主控制器、網路控制器及/或葉控制器)可含有5G LTE網路控制器。
在一些實施例中，IGU組態有用於Wi-Fi、GSM阻隔/允許之RF調製器模組。如圖19e所示，此實現無人機安全之建築物。如先前實施例中，此架構可包括在IGU之上、之中或周圍的嵌入式感測器(BLE、RF、接近、光、溫度、濕氣、5G)，如圖19f所示。可對IGU之窗控制器(例如，板上控制器)無線地供電(如圖中之閃電所示)。此實現經由5G網路供電之隨插即用智慧玻璃。
在一些實施例中，透明顯示器及/或另一透明層包括光子單元(一種光子記憶體單元)，該等光子單元不僅能夠儲存電力(光伏功能)而且亦儲存資訊。光子單元之網路可實現板上控制，其中窗控制器邏輯電路經組態為透明網格，因此實現「感測器玻璃」。透明網格窗控制器可為自供電的且與網路中之其他窗成網狀以作為真正的隨插即用系統。透明窗控制器可為或可並非整合的或透明顯示器組件之一部分。一個實施例為具有透明窗格上窗控制器之電致變色IGU，該窗控制器經由光伏電池接收電力。
在一些實施例中，IGU組態有光照上網(Li-Fi)無線通信技術，如圖19g所示。光照上網為類似於Wi-Fi的雙向、高速及完全網路連接之無線通信技術。其為可見光通信之一種形式且為光學無線通信(OWC)之子集。在某些實施例中，Li-Fi用作RF通信(Wi-Fi或蜂巢式網路)之互補，而在一些實施例中，Li-Fi用作向IGU及自IGU進行資料廣播之唯一方式。由於Li-Fi攜載的資訊比Wi-Fi多得多，因此其允許虛擬地不受限制之頻寬用於IGU與控制系統之間的通信。
使用Li-Fi使得無無線電之建築物例如能夠避免佔據者暴露於RF輻射。具有Li-Fi能力之玻璃網路向建築物內之裝置(包括本文中描述之IGU之透明顯示器組件)提供超HD，其與高速外部無線電網路配對。
使用情況：
以下描述說明了與本文中描述之實施例相關聯的使用情況。下文之描述亦可包括進一步實施例。本文中描述之架構、組態、硬體、軟體等實現建築物玻璃之大大地擴展之能力，其因此使得建築物立面更有用且更有價值，例如不僅節省能量，而且增大產量，推動商業市場，且增強佔據者舒適性及健康。在以下描述中，術語「玻璃」可用以可互換地意指控制網路、系統架構、窗控制器以簡化描述。一般熟習此項技術者將認識到，「玻璃」連同本文中描述之硬體、軟體、網路及相關聯之實施例意指執行特定使用情況中描述之無論什麼功能所需的適當系統。
接近及個人化：
本文中描述之IGU及玻璃控制架構偵測玻璃附近之佔據者的接近(例如，經由窗控制器上之接近感測器)且按照佔據者之偏好控制周圍環境(例如，使用者當前所處之區域的窗著色、照明、HVAC)。例如， 由佔據者提供或自先前與佔據者之相遇瞭解的佔據者偏好可由窗控制系統儲存。玻璃網路可與BMS以及佔據者感測器網路(例如，Nest、Hue、SmartThings，以及活動網路，例如IFTTT)整合且具有基於雲端之智慧規則引擎(例如，玻璃IFTTT規則引擎)以用於基於佔據者之活動判定正確的環境參數以及動作及時序。
玻璃跨越自然語言語音命令及訊息傳遞機器人(例如，文字訊息、即時訊息傳遞、圖表、電子郵件及其類似者)提供個人化通信通道以獲得關於周圍環境之資訊以及按照佔據者之偏好設定來設定周圍環境。整合至IGU中之全HD顯示器使得此等個人化通道能夠驅動玻璃面板上之特定內容以用於實現合作以及通信。將玻璃映射至建築物網路、個人區域網路及IT應用背景網路雲端以驅動與使用者之無縫接近及個人化。圖20a-20b示出了基於接近之通信通道的一些實例。
在另一情況下，在醫院場景中，可藉由患者之護理計劃資料來程式化玻璃。此在圖21中示出。其與陽光資訊一起允許玻璃在具有或沒有透明顯示器組件及/或內部照明及HVAC進行之加強的情況下設定玻璃之適當著色等級，以創建最適合於患者康復之周圍環境。此外，玻璃可基於主治醫生之偏好，或醫生偏好的東西與患者需要之間的平衡來改變周圍環境。可排定醫生之出診，且因此玻璃可預計醫生之出診或護士之出診而做出改變。透明顯示器可由醫療執業人員使用以提出患者之醫療記錄，訂購處方用藥，經由視訊會議與同事商討，顯示x射線，播放患者之預先記錄的簡報或教導等。醫生亦可使用玻璃以尋找及/或追蹤資產，諸如救護車或患者所需之其他醫療器材。醫生亦可使用玻璃以尋找同事，與同事建立會議或將同事呼叫至患者房間以進行會診。在另一實例中，醫生可在患 者之前到達患者之預定房間且使用玻璃以識別患者在哪裡。例如，情況可能為患者尚未離開手術，已經帶到x射線設施處或進行物理治療，與家人在大廳，或在育嬰室探視其新生嬰兒。醫生可使用玻璃呼叫患者回房間，或僅祝福他們。
在另一實例中，在辦公室背景中，會議安排可允許玻璃控制會議室中之環境，包括適當的光及熱等級，其考慮了佔據者之個人偏好以及考慮了若存在簡報將有多少佔據者參加會議等。玻璃可基於參加者之偏好(例如，基於玻璃在雲端內互動之其他應用程式)，諸如最喜歡之食物、當地餐館、已知食物過敏等自動訂購參加者之午餐。此外，若會議為關於高度敏感事件，則玻璃亦可自動阻隔電信進出會議室。玻璃可避免會議室中對投影儀及螢幕之需要。玻璃本身可用作顯示幻燈片簡報、視訊會議、具有讀取/寫入能力之白板功能及其類似者的演示媒體。在此後一功能中，使用HD顯示器及高速通信協定，可將寫在玻璃上之註記同時傳送至參加者之個人計算裝置，無論參加者在會議室中抑或位於遠處。透明顯示器可例如在寬色譜內經啟用以用於此做註記。如自此等實例所見，玻璃變成建築物之「數位皮層」，從而充當環境屏蔽、電信中心、產量增強等。圖22a-22e示出了用於商業、合作、視訊會議及娛樂之透明顯示器的一些實例
在另一實例中，玻璃可與其他系統(諸如IBM Watson)互動。在一些情況下，窗控制系統可使用感測器以用於監測即時建築物溫度或濕氣資料以創建可推送至雲端之局部天氣模式資料。在一些情況下，此資料亦可有助於天氣預測，例如與配備有玻璃之其他建築物合作。如例如圖22a及22b所示，玻璃可包括自然語言翻譯系統。而且，玻璃具有雲端 至雲端整合。此允許透明顯示器與佔據者之其他應用程式互動，從而使用可程式化規則引擎實現合作及通信。在此實例中，藉由建築物之BMS協調環境光及溫度控制，且建築物可與彼此互動。例如，若在城鎮西側之建築物遇到暴雨或冷鋒，則可將此資訊傳達至在城鎮東側之建築物，在城鎮東側之建築物接著可預計到暴風雨或冷鋒而調整HVAC及/或玻璃。
服務最佳化：
具有透明顯示器之玻璃作為數位資產列在服務管理系統中，服務管理系統在部署及操作階段期間提供全服務壽命管理以用於玻璃之操作管理的無縫整合。此藉由將玻璃之位置及識別階層整合至像ServiceNow之現有服務壽命管理雲端中而實現。
工業自動化：
配備有透明顯示器之玻璃可作為環境控制數位資產整合至工業工作流程自動化雲端中。玻璃提供用於控制及反饋至企業運營工作流程系統中的介面，該等企業運營工作流程系統提供該工作流程之最佳環境條件。例如，眼科專家之窗的著色等級可不同於患者房間之著色等級及未佔據之患者房間的著色設定。在另一實例中，工業過程在特定化學處理階段期間因為反應物對光或熱敏感而需要低光照。調整玻璃之著色等級及/或UV阻隔以考慮該過程流程期間或例如在流程發生之建築物之該部分的敏感性。在流程未發生之時段期間，玻璃改變環境條件以改良光照或其他期望條件。在另一實例中，玻璃在電腦伺服器設施中通常處於黑暗著色以減少伺服器上之熱負荷。若伺服器故障，則可藉由玻璃上之透明顯示器通知佔據者。玻璃可向維修技術人員顯示故障伺服器之位置，且系統可使故障伺服器附近之玻璃為清透的以在伺服器之修理或更換期間為技術人員提 供光照。一旦伺服器回到線上，玻璃便可將最近之窗調整回到其著色狀態以再次保護伺服器以防熱負荷。
有效工作空間：
建築物中之玻璃(例如，會議室、咖啡廳、公共區域、行政套房等)提供整合至像電子郵件、日曆、訊息傳遞(IM、電子郵件、文本之工作流程應用程式中的分佈式網路數位節點，從而為勞動力提供政策驅動之環境控制以作為其工作日之一部分。當佔據者自第一房間移動至第二房間，可在認證使用者之後接著經由第二房間中之玻璃向使用者顯示經由透明顯示器向第一房間中之使用者顯示的項目。此允許使用者在建築物周圍移動時易於訪問其自己的數位內容。
玻璃網狀網路：
玻璃表面將服務多個功能。在一個實施例中，玻璃充當發電膜，例如透明太陽能電池及/或光伏電池將陽光轉換為電力以對玻璃供電。在另一實例中，玻璃充當能夠基於組態政策接收及傳輸全向RF信號之RF網格。若使用光子單元，則光子單元可儲存資訊及/或電力，從而實現許多實施例(例如，自供電窗及無線通信及電力分配網路)。在一些情況下，可經由建築物皮層周圍之高頻RF波的傳輸而啟用數位安全以防止不想要的RF信號離開建築物(及因此資料洩漏)至建築物外部之任何接收者以及奪取RF通信以用於由無人機及其他無人航空載具(unmanned aerial vehicle，UAV)驅動之外部RF通信。玻璃亦可經由整合至玻璃中或例如在建築物之屋頂感測器中的自動化無人機槍觸發阻隔動作。圖23a-23c示出了玻璃與友善無人機2302及非友善無人機2304之間的互動。在圖23a中，無人機2302及2304接近玻璃且無人機2304經識別為敵機。此可例如因為該無人機試圖將信號傳輸至建築物中及/或拍攝 建築物內部之圖像。如圖23b所示，玻璃2306可變暗以阻隔視覺穿透至建築物中及/或其可傳輸RF信號以干擾無人機之操作且在空中將它擊倒。可選擇性地進行此無人機打敗機制，因為每一窗可具有此能力。玻璃因此可移除冒犯之無人機同時留下友善之無人機著手其工作，如圖23c所示。
在一些實施例中，玻璃亦可偵測建築物外部之潛在入侵者。例如，在淩晨3點感測器可在第一層玻璃立面外部偵測到一或多個人，且警示保全人員其存在，從而可能避免入侵至建築物中。在另一實例中，玻璃自動感測破壞且警示維修技術人員需要修理。此在圖24a及24b中示出。在圖24a中，未破壞之窗2402監測保全或安全威脅。在圖24b中，偵測到現在受破壞之窗2404，且採取適當行動-在此情況下，可將通知發送至修理技術人員。可藉由電致變色窗片及/或透明顯示器窗片之電流或電壓曲線的改變來偵測破壞。
如所描述，玻璃表面可服務多個功能。在一些實施例中，玻璃充當可自供電之網狀網路。在某些實施例中，IGU(窗)網路由習知有線電源供電。在其他實施例中，例如使用RF供電而無線地對IGU網路供電。在又其他實施例中，IGU網路使用PV及/或光子單元而自供電。圖25示出了IGU之放大圖，IGU具有第一窗片2502(例如，具有EC裝置塗層)、太陽能面板網格(PV)2504、RF天線網格2506、光子單元之網格或層2508，及第二窗片2510(例如，上面具有透明顯示器)。一些實施例可能不包括透明顯示器技術。層2504、2506及2508可位於IGU內之單獨基板上，或可沈積在窗片2502或窗片2510之內表面或外表面上。光子單元陣列或網格用作記憶體裝置。光子單元之網路可實現板上控制，其中窗控制器邏輯電路經組態為透明網格，因此實現「感測器玻璃」。因此藉由光子 單元，實現透明網格窗控制器。在此實施例中，透明網格窗控制器為自供電的且與IGU網路中之其他窗成網狀。透明窗控制器可為或可並非整合的或透明顯示器組件之一部分。在一些實施例中，光子單元網格供應足夠電力以用於電致變色玻璃之控制功能，但在其他實施例中，如所示，PV陣列加強光子單元網格。能夠基於組態政策接收及傳輸全向RF信號之RF天線網格允許在IGU之間進行通信及實現網狀化功能。
無線電傳輸及接收器：
政策及事件驅動之防火牆允許及阻隔外部與內部建築物環境之間的RF信號。例如，玻璃可為建築物佔據者提供全GSM、Wi-Fi頻譜覆蓋。在建築物外部阻隔內部Wi-Fi網路覆蓋。此在圖26a及26b中示出。在圖26a中，建築物之窗用以阻隔位於建築物外部之裝置以使其無法連接至建築物Wi-Fi網路。在圖26b中，建築物之玻璃用以在建築物內提供無線網路。
圖27中提供之表示出了多種組態，其中具有或沒有透明顯示器技術之電致變色窗可用作信號阻隔裝置及/或傳輸器，例如亦可視情況阻隔信號進入如此組態有IGU之建築物內部的無線通信中繼器。表中之星號指示接地平面之替代位置。
圖28示出了可充當Wi-Fi被動信號阻隔設備之電致變色IGU 2800(或層壓件)以及IGU 2800之中繼器表面2在上面具有EC裝置塗層(未示出)。選擇性外部及內部輻射天線(2802及2804)圖案化在S1及S4上，其中Wi-Fi信號處理RF晶片2806作為窗控制器2808之一部分。表面3具有透明RF屏蔽(例如，可由窗控制器選擇性地接地之接地平面)。因此，此組態可傳輸及接收Wi-Fi通信且在需要時阻隔進入之通信。
在某些實施例中，EC窗控制器亦充當RF頻譜主組態器，即，控制進入及出去之RF通信以及與其他IGU控制器及/或網路及主控制器網狀化功能。天線可蝕刻在IGU之玻璃表面中之一或多者的透明導電塗層上。例如，蝕刻在S1上之全向天線用於外部網路覆蓋以向內部傳輸至建築物中，蝕刻在S4上用於內部網路覆蓋之全向天線傳輸至外部環境，及/或豎框(窗框架)中及/或上之天線在‘組態’頻譜及RF網路之玻璃周圍提供全360度覆蓋。單極或其他RF天線亦可用於上述組態中之一或多者中。此等組態提供阻隔及中繼器功能且視情況用於選定頻譜通道。2017年5月4日申請且標題為「WINDOWANTENNAS」之PCT專利申請案PCT/US17/31106中進一步描述了窗天線，該PCT專利申請案全文併入本文中。
至裝置之電力傳輸：
玻璃之RF傳輸器將高功率信標訊框傳輸至經授權之接收者，從而經由RF無線電頻譜提供連續電力。
資產追蹤：
玻璃之感測器偵測在建築物之皮層附近內的無線電供電之裝置的移動，從而提供即時位置追蹤，該位置追蹤經映射至訪問控制或位置政策，從而確保未經授權之偵測觸發對整治之警示。如圖21所示，資產追蹤可用於諸如有助於醫生定位患者或醫療設備之情形。在一些情況下，按需資產位置映射雲端(諸如Oracle IoT資產追蹤雲端)現將增強建築物周邊內之資產移動的可見性，因為建築物之皮層現藉由玻璃而數位化。2017年5月4日申請且標題為「WINDOW ANTENNAS」之PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述了資產追蹤之額外方法及實例，該PCT專利申 請案先前已以引用之方式併入。
玻璃上透明顯示器：
透明發光二極體螢幕可蝕刻在由遠程顯示器匯流排照明二極體供電之玻璃的外表面及/或內表面上，以使自雲端提供之內容本地地儲存在CDN控制器處以用於平滑顯現且亦提供對玻璃網狀網路之本地網格控制。此實現本文中描述之窗的許多能力。在一些情況下，透明顯示器可提供對窗以及附近區域面板之玻璃上著色控制，以及周圍環境感測器讀數及玻璃面板著色之狀態或其他功能。
在一些實施例中，面向外部之透明顯示器使得建築物之外部能夠轉換為建築物大小之數位畫布。外部數位畫布可用於顯示廣告及其他數位內容，如圖29所示。在某些實施例中，甚至當玻璃外部用作顯示器時亦維持佔據者對外部之視野。佔據者亦可使用玻璃之內表面作為顯示器。在一些實施例中，內側窗片上或作為內側窗片之HD透明顯示器配備有觸摸及手勢感測器或麥克風以用於接收使用者輸入-將玻璃之表面轉換為數位白板以用於即興構思對話、會議及其他合作成果。在一些情況下，透明顯示器可使用視訊會議窗格，可顯示來自連接之應用程式的資訊，或可提供娛樂(例如，藉由與使用者之個人裝置配對及自使用者之個人裝置提供資訊以使得能夠空中投放至玻璃表面)。
玻璃數位雙胞胎：
供應用程式利用玻璃作為可程式化表面之玻璃之程式表示允許各種自動化工作流程。在一些情況下，內容可基於窗之著色等級自動縮放以用於最佳地顯現在玻璃上。例如，動態內容管理系統可基於玻璃面板之周圍事物判定內容之最佳像素透明度、深度及顏色對比。若例如汽車 停在面板外部且將陽光反射在面板上，則面板將需要較暗著色以對透明顯示器提供足夠對比。在一些情況下，標準程式結構可用於將玻璃建模至數位系統中。此可例如基於應用傳輸協定標頭內之標準模型的可用性。例如，HTTP/S允許自動偵測玻璃作為數位網路之邊緣，從而將邊緣映射至玻璃上允許之標準模板化操作。下文列出了實例。
<觀看玻璃>
<類型：標準面板>
<功能：著色>
<等級：1-4>
<預設狀態：1>
<類型：顯示器面板>
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<每一感測器資料值>
</觀看玻璃>
蜂巢式通信：
如所討論，天線與窗允許玻璃用作蜂巢式中繼器，從而使建築物進入蜂巢塔中(以及建築物內部之蜂巢式訊務的加強器)。此連同如所描述之5G能力避免了對突出之蜂巢塔的需要，尤其在市區。圖30a示出了當前蜂巢式基礎設施。圖30b示出了利用具有帶有天線之窗之建築物的改良蜂巢式基礎設施，該等窗可取代現有蜂巢塔或與現有蜂巢塔協力工作。配備有此等窗之建築物可能大大地擴展蜂巢式網路在密集市區的覆蓋。
玻璃清潔及維護：
在一些情況下，玻璃中或上之感測器可偵測玻璃上之灰塵等級及/或塗鴉。在一些情況下，窗控制系統可在灰塵等級到達臨限值或偵測到塗鴉時告知清潔排程系統以安排清潔。本文中描述之窗可在外側窗片上具有自清潔類型之塗層以有助於維持清晰視野，諸如催化有機污染物之分解且允許雨水移除碎屑之二氧化鈦塗層。
用於資料儲存(記憶體)及網路之玻璃立面：
由於光子單元(有時稱作光子感測器)可儲存能量及資料，且板上窗控制器或相關聯之網路或主控制器可具有顯著儲存及計算馬力，因此建築物皮層，在先前實例中為玻璃本身可用作資料儲存單元。由於大型建築物在立面上可具有幾萬或幾十萬平方英尺之玻璃，因此此可導致顯著儲存及/或計算能力，該能力可用於除了對窗著色及顯示資訊之外的目的。例如，除了用於建築物佔據者之資料儲存之外，玻璃可用作提供與網 際網路之連接性或形成建築物內之內聯網(例如，在建築物側面、建築物地面、建築物中之房間等)的外部網路。此在圖31中示出。玻璃3102可充當超高速外部網路3104與許多建築物內之高速網路3106及3108之間的橋接器以用於語音、視訊及資料通信。此外，藉助於壓電元件及/或PV電池，玻璃可自風及/或太陽能產生能量且將電力供應至記憶體及/或網路傳輸基礎設施。在一些情況下，窗控制器可具有電池以用於儲存產生之能量。
結論
應理解，本文中描述之某些實施例可使用電腦軟體以模組化方式或整合方式以控制邏輯之形式實施。基於本揭露及本文中所提供之教導，一般熟習此項技術者將知曉並瞭解使用硬體及硬體與軟體之組合來實施本發明的其他方式及/或方法。
本申請案中所描述之軟體組件或功能中的任一者可實施為將由處理器使用任何合適之電腦語言(諸如例如Java、C++或Python)，使用例如習知的或面向對象之技術來執行的軟體程式碼。軟體程式碼可作為一系列指令或命令儲存在電腦可讀媒體上，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁性媒體(諸如硬驅動機或軟碟)或光學媒體(諸如CD-ROM)。任何此電腦可讀媒體可常駐於單一計算設備上或內，且可存在於系統或網路內之不同計算設備上或內。
儘管已詳細地描述前文揭露之實施例以便於理解，但所描述實施例將視為說明性而非限制性的。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可將來自任何實施例之一或多個特徵與任何其他實施例之一或多個特徵組合。另外，在不脫離本揭露之範疇的情況下，可對任何實施例進行修改、 添加或省略。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可根據特定需要來整合或分開任何實施例之組件。
儘管已出於理解清楚之目的而相當詳細地描述了上述實施例，但將顯而易見，可在所附申請專利範圍之範疇內實踐某些改變及修改。應注意，存在實施本實施例之過程、系統及設備的許多替代方式。因此，本實施例將視為說明性的而非限制性的，且實施例將不限於本文中給出之細節。
600:學可切換窗
602:豎框
604:窗控制器
606:投影儀
608:運動感測器
610:揚聲器
612:麥克風
614:影像

Claims (39)

  1. 一種電致變色窗，其包括：一第一窗片及一第二窗片；安置在該第一窗片上之一電致變色裝置；一透明顯示器，其安置在該第一窗片或該第二窗片上及/或與該第一窗片或該第二窗片重合(registered with)；及一控制器，其經組態以控制該電致變色裝置之一光學狀態及該透明顯示器之一光學狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之電致變色窗，其中該電致變色裝置安置在該第一窗片上，且該透明顯示器安置在該第二窗片上及/或與該第二窗片重合(registered with)。
  3. 如申請專利範圍第1項之電致變色窗，其中該控制器經組態以調整該透明顯示器於實質透明及實質不透明光學狀態之間。
  4. 如申請專利範圍第1或3項之電致變色窗，其中該透明顯示器係包括一像素之一電濕潤顯示器，其中該像素在一透明狀態與一不透明狀態之間振盪。
  5. 如申請專利範圍第1或3項之電致變色窗，其中該透明顯示器包括一被動塗層，該被動塗層係(i)對於一觀察者是透明的或實質上透明的，且 (ii)反射由該透明顯示器所投射之光之至少一部份。
  6. 如申請專利範圍第1項之電致變色窗，其中該透明顯示器包括一有機發光二極體(OLED)顯示器。
  7. 如申請專利範圍第6項之電致變色窗，其中該控制器經組態以至少部分基於一環境之光來控制該OLED顯示器之一光學狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項之電致變色窗，其中該窗總成經組態以可操作地耦合至一投影儀，該投影儀經組態用於將影像投射至該透明顯示器上。
  9. 如申請專利範圍第8項之電致變色窗，其中該投影儀位於支撐該窗之一框架之上或之內。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之電致變色窗，其中該投影儀包括一導光件，該導光件經組態以將一影像自該投影儀引導至該透明顯示器以顯示該影像。
  11. 一種控制一窗總成之方法，該方法包括：控制該窗總成之一可著色窗之一第一光學狀態；及控制一透明顯示器之一第二光學狀態，該透明顯示器安置在該可著色窗上及/或耦合至該可著色窗。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該可著色窗包含於複數個可著色窗中，該複數個可著色窗之各者具有複數個透明顯示器之一對應透明顯示器，其中該複數個透明顯示器之各透明顯示器安置在一對應可著色窗上及/或耦合至該對應可著色窗。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其進一步包括藉由該透明顯示器來顯示一影像，該影像(i)自包含該窗總成之一建築物之一外部係可見的及/或(ii)自該建築物之一內部係可見的。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該可著色窗包括一電致變色裝置。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該透明顯示器包括一有機發光二極體(OLED)顯示器。
  16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該透明顯示器包括一電濕潤顯示器。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中電濕潤顯示器可在透明、實質上透明、不透明及實質上不透明之光學狀態之間進行調整。
  18. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二光學狀態包括顯示媒體。
  19. 如申請專利範圍第12項之方法，其中以跨越該複數個透明顯示器之一分割方式顯示一影像。
  20. 一種非暫時性電腦可讀程式指令，用於控制一窗總成，當由可操作地耦合至一可著色窗及耦合至一透明顯示器之一或多個處理器讀取時，該程式指令使得該一或多個處理器執行以下操作：(a)控制或引導控制該窗總成之一可著色窗之一第一光學狀態；及(b)控制或引導控制一透明顯示器之一第二光學狀態，該透明顯示器安置在該可著色窗上及/或耦合至該可著色窗，該第二光學狀態可選擇地包括顯示媒體。
  21. 如申請專利範圍第20項之電腦可讀程式指令，其中該第二光學狀態包括顯示媒體。
  22. 如申請專利範圍第20項之電腦可讀程式指令，其中該第二光學狀態包含或相關聯於向佔據者及/或包含該窗總成之一建築物外部之人顯示：(i)視訊、(ii)簡報材料、(iii)數位媒體、(iv)電傳會議、(v)基於網路之會議、及/或(vi)安全警告。
  23. 如申請專利範圍第20項之電腦可讀程式指令，其中該第二光學狀態包含或相關聯於對該顯示器、一電致變色窗、一電致變色窗控制系統、一庫存管理系統、一保全系統、及一建築物管理系統之控制。
  24. 如申請專利範圍第23項之電腦可讀程式指令，其中該第二光學狀態包含或相關聯於該保全系統及/或該建築物管理系統，且該等操作包括：指示或引導指示(i)包含該窗總成之一建築物之一周邊的一安全缺口及/或(ii)觸發一警報。
  25. 如申請專利範圍第24項之電腦可讀程式指令，其中該警報包括一視覺警報指示器，該視覺警報指示器向(i)佔據者及/或(ii)外部應急人員顯示資訊。
  26. 如申請專利範圍第25項之電腦可讀程式指令，其中該視覺警報指示器向佔據者及/或外部應急人員顯示資訊。
  27. 一種用於控制一窗總成之設備，該設備包括至少一控制器，該至少一控制器經組態以：(a)可操作地耦合至該窗總成之一可著色窗及耦合至一透明顯示器；(b)控制或引導控制該可著色窗之一第一光學狀態；及(c)控制或引導控制安置在該可著色窗上及/或耦合至該可著色窗之一透明顯示器之一第二光學狀態。
  28. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該第二光學狀態包括顯示媒體。
  29. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以可操作地耦合至一環境感測器。
  30. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該環境感測器經組態以偵測至少一種化學品。
  31. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該環境感測器經組態以感測至少一氣體。
  32. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以接收或引導接收以語音方式(audibly)、以觸摸方式(by touch)及/或以手勢辨識(gesture recognition)方式所產生之指令。
  33. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器：(a)經組態以至少部分基於該透明顯示器之該第二光學狀態來控制或引導控制該可著色窗之該第一光學狀態；及/或(b)經組態以至少部分基於一使用者指令來控制或引導控制該透明顯示器之該第二光學狀態。
  34. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以經由一基於網路之應用程式自一行動裝置接收或引導接收使用者指令，該至少一控制器經組態以通信地耦合至該行動裝置。
  35. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以經由一麥克風接收或引導接收使用者指令，該至少一控制器經組態以通信地與該麥克風耦合。
  36. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以接收或引導接收至少部分由該使用者之運動所產生之使用者指令。
  37. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以至少部分基於來自一光學感測器之信號來偵測一使用者手勢，該至少一控制器經組態以通信地耦合至該光學感測器。
  38. 如申請專利範圍第37項之設備，其中該光學感測器包含於一攝影機中。
  39. 如申請專利範圍第27項之設備，其中該至少一控制器經組態以經由一觸摸感測器接收或引導接收使用者指令，該至少一控制器經組態以通信地耦合至該觸摸感測器。
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