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苹果获车窗系统专利 可定制车窗颜色以保护隐私、提升舒适度

2020-11-30 来源:盖世汽车 

盖世汽车讯 据外媒报道,当地时间11月24日,美国专利商标局正式授予苹果公司一项专利,该专利与车辆环境有关,可以为驾驶员和乘客提供一个动态车窗系统,具备隐私保护和着色功能。

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苹果专利示意图(图片来源:patentlyapple.com)

车窗着色可以带来诸多好处,例如,可以让明亮的环境更加舒适,减少进入车辆的光量;还能够保护乘客和驾驶员的隐私,免被偷窥,这一点对于名人和其他重要人物而言至关重要;此外,还能够在停车时提供一定程度的保密,防止潜在的小偷看到汽车后座上的贵重物品,被引诱偷东西。

苹果公司获得专利的车窗着色系统可以识别和确定物体、位置以及车内的区域,从而保护物体、区域免受阳光照射,并能够通过控制车窗颜色来保护隐私。该系统能够基于设置或传感器信息来响应着色请求或激活着色功能。

一般而言,车窗的着色都是固定的,无法调节。虽说可以利用电子和机械百叶窗来阻挡光线,但需要使用移动部件,不符合用户预期。此外,虽然可以采用电致变色硬件来让车窗变色,通过改变电压来调节光传输值,但苹果公司认为此种调节方式速度太慢,还可能会产生过多的“薄雾”或其他光学缺陷。不过,苹果公司提出了一些解决方案。

液晶着色

苹果首先提出“带有主客液晶调制器的设备”(Devices with guest-host liquid crystal modulators),建议车窗可以做成多层,以阻挡不同类型的光线,即可见光和不可见光波长的光线。

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液晶层可以夹在多个静电保护层之间(图片来源:appleinsider.com)

在不可见光方面,滤光层可以阻挡紫外线、近红外光和远红外光,处理由太阳和低功率发射机产生的红外波长光线。阻隔红外线可以防止车内过热,而阻隔紫外线也可能免受其他伤害。阻隔可见光则可以保护隐私、帮助保护驾驶员视力等。

此类车窗层可由结晶氧化物种子层上的多层结晶金属层构成,每一层之间都有阻隔层。虽然很大程度上都是静态层,如紫外线保护层,但是有可能加入可调节的元素。

苹果建议,可以将“主客液晶光调制器”作为一层,一层含有液晶材料,在聚合物衬底层之间插入染料。此类聚合物基底可以使热塑性塑料,模压成适合车窗的表面和形状,而燃料可能是双色的,或者混合了氧化锌铝和烟华石染料。

实际上,苹果的系统采用了LCD屏幕后的类似技术。显示屏上的黑色文字通过有选择地向液晶矩阵施加电压来阻止背光光线进入到用户的眼睛。核心概念是相同的,只是其是用于整个车窗,而不是单个像素。

与显示屏一样,该系统能够实现不同程度的强度,可以屏蔽少量或者全部的光,或者让所有的光线都可穿过。

选择性着色

苹果申请的第二项专利名为“动态保护隐私与车窗着色的系统与方法”(System and method for dynamic privacy and window tinting),是一个可以改变车窗着色水平的系统。

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为窗户着色的液晶层(图片来源:appleinsider.com)

苹果公司认为,传统的颜色不能充分保护乘客免受阳光或其他形式光线的伤害,也不能提供“足够的隐私。”

该专利建议采用与着色硬件模块连接的计算设备,其中一个模块能够通过调节可调节着色薄膜的电压水平来调节另一个模块的着色水平。通过车上各种传感器的测量信息,计算机可以确定情况并自动改变着色水平。

此类数据点包括GPS坐标、温度计、气压计、降水传感器、环境光传感器、3D和2D摄像头、虹膜摄像头、重量传感器、麦克风、心电图、红外天线和触摸屏等。

此类传感器可以识别到驾驶员的能见度不好,因而会触发着色水平降低;或者发现光线太亮,就可以让着色水平上升。该系统还可以用于确定车辆是位于城市等多建筑物区还是在高速公路上,因为前者比后者所需的着色水平更高。

如果知道车内有乘员,也可以控制着色水平,如在停车时自动将着色水平调至最大。汽车的激光雷达系统可能可以判断是否有行人在附近,而该行人能够看到车内,于是再次触发着色反应。

与此同时,如果探测到驾驶员的移动设备在车附近,但是位于车外,则可以自动延迟停车时的着色操作,直到驾驶员离开或者当驾驶员返回车辆时将着色水平调至原先的级别。

其实,之前苹果公司也有申请过与车窗着色相关的专利,如可调节车窗系统(Systems with adjustable windows),详细描述了各种车窗层如何创建具有不同效果的彩色车窗,其中包括启动反射层,创建类似霜的效果或镜面效果。

此外,苹果也曾考虑过一种隐私型照明系统,通过在车窗上采用一层与车内照明系统同步的液晶层,以阻止光线从车内射出去,同时仍允许乘客看到完整的外部景观。

车窗可能也不仅仅局限于着色功能,苹果公司还在研究可以探测车窗裂缝的系统,以及可以在挡风玻璃上嵌入显示屏的系统。