CN101845860B - 中空玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有第一和第二玻璃片的中空玻璃，所述第一和第二玻璃片借助隔条相隔一定距离相互平行排列，在第一和第二玻璃片之间形成气密密封的隔离腔，在隔离腔内设有多个相隔一定距离的发光带，这些发光带分别具有多个相隔一定距离的发光元件，每一个发光带均包括一个平行于第一和第二玻璃片的横穿隔离腔的抗扭基体。

Description

中空玻璃
技术领域
本发明涉及一种中空玻璃(Isolierglasscheibe)以及一种由多个中空玻璃组成的阵列。本发明还涉及一种利用多个中空玻璃的阵列显示静态或动态图像的方法。本发明还涉及一种具有中空玻璃阵列的建筑物幕墙(
Figure G2009102668971D00011
)。
发明背景
中空玻璃早已广为人知，通常包括两块玻璃片，利用隔条(Abstandhalter)将两块玻璃相互平面平行地固定，在两块玻璃之间形成一个隔离腔，隔离腔内通常充填惰性气体，并且以气密方式、尤其是抗渗透方式将隔离腔封闭。这些中空玻璃可应用于窗户之中，但也可用来在建筑物上(例如办公楼)制作特别大面积的玻璃幕墙。中空玻璃将相应的建筑物对外隔离，同时可以(视中空玻璃的涂层而定)透过中空玻璃观看户外景观，日光也可以透过中空玻璃射入户内。
人们很喜欢使用大型幕墙作为显示平面。在幕墙上通常可使用非常大的显示装置来显示文字、图像、视频以及类似信息。这些显示装置通常以不透明的LED(发光二极管)壁板形式安装在幕墙上。若为彩色显示，例如可使用RGB-LED(具有红、绿、蓝成分的LED)或者多个单色LED的相应组来表现一个像素，然后由大量单个像素表现一个完整图像。这些显示屏的不透明性具有如下缺点：应用仅限于那些原本从建筑物内部并不能向外透视或者因此而丧失透明性的平面。此外这种显示屏由于其相当大的厚度(可能在40cm范围内)会严重改变幕墙外形。在关闭显示屏之后，几乎无法辨别真正的建筑物外观。其它缺点是极易被鸟、昆虫等污渍弄脏。此外这些大型显示屏通常没有透明度或者透明度很小。由此光线无法入射到幕墙后面的空间(例如办公室)之中，至少会受到严重限制。
尽管一般地公知，也可将发光二极管布置在透明平面之中，但通常会出现因为发光二极管的电源线而需要保证获得良好透明度的问题。要使用尽可能细小的电源线，但这样的电源线只能传输很少功率。因此只能控制少数发光二极管，或者只能分别控制少数发光二极管。相应地，只能给较小的平面或者给二极管间距较大的大型平面供电。为了能够使用截面很小的电源线传输更多功率，且不增大电流和线路的热负荷，必须对电源电压进行升压，然后基本上针对每一个二极管重新下降到与二极管匹配的电压。这种方法比较复杂，并且会在变压或者降压时产生热负荷。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，针对上述至少一种缺点提出改进方案或者至少一种替换方案，尤其是一种可用于幕墙等的改进的或替换的显示方法。
按照本发明，提供一种中空玻璃。按照本发明的中空玻璃具有两个利用隔条平行地并且互相相隔一定距离布置的玻璃片，在这些玻璃片之间形成气密封闭的隔离腔。在隔离腔内布置多个相隔一定距离的发光带(Leuchtstreifen)，所述发光带各自包括多个相隔一定距离的发光元件。每个发光带包括平行于第一片玻璃和第二片玻璃横穿隔离腔的抗扭基体。因此可针对每个发光带布置一个结实、稳定的基体横穿隔离腔。
按照本发明的中空玻璃也可以具有三个或更多相互平行地布置的玻璃片，从而可以形成两个或更多的互相平行的隔离腔。发光带可以布置在其中一个或者多个隔离腔之中。
本发明基于这样的认识：即使发光带稳定且清晰可见，总的来说也能实现中空玻璃的高度透明性。此外发光带的可见性也取决于其它一些边界条件。若为镀膜(verspiegelten)中空玻璃，即使关闭发光带之后，也绝不会从镀膜侧看见发光带及其构造。此外这种中空玻璃还可用于大型幕墙，站在外面的观察者通常肯定可以从远处看见幕墙并由此看见中空玻璃，但几乎或者根本觉察不到发光带及其构造。从建筑物内部朝向中空玻璃观察，可能看见每条发光带，但是尽管如此，由于发光带相隔一定的距离，仍然可以达到很高的透明性，因此按照本发明的中空玻璃向外的视野明显好于不是按照本发明的中空玻璃、挂在窗前的不透明的显示屏。
因此按照本发明的中空玻璃提供了一种整合在中空玻璃之中的、充分利用幕墙玻璃的显示屏。除此之外，如果幕墙只有少量或者没有安装玻璃的区域，还可以利用悬挂在前面的幕墙将这些表面用作大型显示屏，在此视所使用的玻璃片而定，在关闭状态下始终可以很好地辨别建筑物表面的结构，因为使用本发明的中空玻璃原则上可以实现高度的透明性。
此外，发光带以及相应的结构元件(例如发光元件和必要时的控制电子装置或者其一部分)均密封地安装在中空玻璃之中。由于通常在至少一个隔条中含有的干燥剂，因此电子装置处在几乎没有空气湿度的空间之中，与外界空气湿度和脏污完全隔绝。外界因素(例如鸟和昆虫)引起的脏污不会进入中空玻璃内的这些元件之中。可以通过常规的幕墙清洁方式进行清洁，通常这种清洁工作反正是要定期执行的。由一块或多块中空玻璃组成的显示屏基本上可以重又铮亮如新。
有利的是，基体能够传输电源电流，从而可以给发光元件供电。这样可以利用基体实现双重功能，既可以实现机械稳定性，又能够传输电源电流。就此而言，优选电源电流包括传输使发光带的所有发光元件发光所需电能的电流。
优选基体包括导电元件，尤其是能够将电源电流传输给发光元件、并且能使基体保持机械稳定性的金属棒或者金属膜之类的金属元件。金属棒或金属膜之类的金属元件具有良好的导电性，并且至少与纤细的铜绞线等相比具有机械稳定性。之所以很容易实现双重功能，是因为具有机械稳定性的金属元件通常也具有导电性。金属膜优选作为印刷电路板的一部分，尤其作为多层印刷电路板的两层之间尽可能厚的镀膜。
优选基体包括印刷电路板，或者基体是印刷电路板，从而基体基本上由印刷电路板构成。在此印刷电路板不仅承载功能、印制导线(Leiterbahnen)和/或者电气元件，而且还非常有助于基体和发光带的机械稳定性。尤其是通过多层印刷电路板可实现高度的机械稳定性。优选设置用于正电源电流的金属层，以及用于负电源电流的金属层。在另一个层面中设置用来传输数据以及/或者控制发光元件的导线。
优选基体包括至少一个第一金属棒和一个第二金属棒，这些金属棒相互平行延伸，并且以机械方式相互固定连接，且相互电绝缘。由此基体以及因此每个发光带都具有机械稳定性，并且至少在发光元件关闭的状态下，基本上可通过透明玻璃良好可见。
金属棒理解为在横向也能承受很大负荷的长形金属元件，其横断面为圆形或者矩形，尤其也可呈正方形，例如横断面边长是2mm的正方形。但该尺寸仅为示例，也可考虑其它更小的或者更大的横断面，例如横断面积为3x3或者4x4mm，或者具有类似或相等横断面积的矩形横断面。
第一和第二金属棒以机械方式相互固定连接。由此这两个金属棒共同构成刚性单元。基本上可以沿着金属棒的全长进行连接，优选将金属棒相互粘接在一起。为此尤其是可以使用绝缘胶。按照一种实施方式，金属棒分别具有矩形横断面，因此分别具有四条长边。然后将金属棒分别在每个长边利用绝缘胶平面地粘接形成刚性连接。但也可以考虑使用任何其它机械连接技术，举例来说，例如可采用螺纹连接、卡接以及层压胶合(laminieren)方式。
优选使用铝作为金属棒的材料。铝很轻，具有很高的热导性，并且也具有相当好的导电性。原则上也可以使用其它金属或者合金，例如铜或黄铜。
优选使用LED、尤其是SMD-LED和/或者多色LED特别是RGB-LED作为发光元件。发光二极管(其缩写是LED)能够发出亮度比较大、颜色不同的光，具体情况视所用的LED而定。与传统发光器件如白炽灯泡相比，发光二极管的电流消耗量很少。为了在中空玻璃的第一和第二玻璃片之间实现很小的安装深度，所使用的LED优选采用SMD技术(SMD：Surface Mounted Device，表面安装器件)。同样优选使用多色LED，其中可以通过相应的控制装置实现所需的发光颜色。优选使用基本上能够任意组合红、绿、蓝成分(简称为RGB)的所谓RGB-LED，以便在光学上产生任意的色点。原则上也可以对不同颜色的一组LED进行控制来达到类似效果，但这通常需要比较大的空间。
按照一种实施方式，在每一个基体上固定至少一个印刷电路板。每一个印刷电路板具有至少一个发光元件，并且具有至少一个用来控制发光元件的末端控制单元(Endsteuereinheiten)。为了产生静态或动态图像，为每个像素并由此为每个位置配备一个发光元件或者一组发光元件以及一个相应的末端控制单元。由此末端控制单元可控制该单个发光元件或一组发光元件。
如果发光元件是相应复杂的元件，例如多色LED，尤其是RGB-LED，则优选末端控制单元仅控制一个发光元件。如果一个像素对应于多个发光元件尤其是多个LED，则可以通过末端控制单元控制这些构成一个组的LED。
优选印刷电路板平行于第一玻璃片和第二玻璃片设置。这样可以使得结构比横向布置印刷电路板更加平坦。按照本发明可知，这种印刷电路板透过玻璃片的可能的良好可视性所受妨碍很小。此外优选能够将这种印刷电路板限制在基体的宽度。优选印刷电路板也可以基本上在基体的全长范围内延伸，在此该印刷电路板相应地就可以容纳多个末端控制单元和多个发光元件或者用于多个像素的发光元件组。这种长形的印刷电路板同样也可以用机械方式断开，然后通过电线将其分别与相邻的印刷电路板在功能上相连。
同样为了提高机械稳定性，或者出于其它原因，例如也可以将印刷电路板垂直于玻璃平面设置。
优选利用部分导电的粘接剂将每个印刷电路板粘贴在基体上，尤其是粘贴在两个金属棒上。这样既可以起到固定作用，也能够以简单方式在印刷电路板和两个金属棒之间形成电连接。这种部分导电的粘接剂原则上并不导电，因此在粘接层之内、也就是平行于相应的粘接面没有电流流过。但是当粘接层很薄时，由于粘接剂中的导电颗粒，粘接剂在横向上具有导电能力。这样就能够以简单方式，利用粘接层将印刷电路板相同地粘贴在两个金属棒上，同时可以与每一个金属棒形成接触，不必将金属棒本身相互电连接。
优选使用金属棒作为给发光元件供应电能的供电导线。为了达到一定的机械稳定性、尤其是抗扭刚度，金属棒具有较大的横断面积，因此可以同时输送较大的电流，从而能够将较大的电功率输送给发光元件。采用这种技术，此时也可以向发光带上较多的发光元件提供电能。由此，即使发光元件的间距很小，也可以制成非常长的发光带，并且可以制造具有间距很小的发光元件的非常大的中空玻璃。
优选使用长度至少为1m、优选至少为2m、且更加具有优势的是至少为2.5m的发光带。可以将发光元件例如相隔5cm布置在发光带上，从而能够在长度为2m的发光带上给40个发光元件供应电流。
优选发光带还具有数据线，尤其是3或4条数据线，以便给末端控制单元提供数据，以分别对发光元件或者发光元件组进行控制。这些数据线可以布置在印刷电路板上，并且在一个发光带上使用多个印刷电路板时，可以通过相应的电触点连接在两个相邻印刷电路板之间的进行传输。电源线具有比数据线大的横断面。
优选为中空玻璃提供大约5V的电压。尤其对末端控制单元和/发光元件进行匹配，使之适应该电压。这样在末端控制单元中在发光带上就不必或不必大幅度降低较高的电压。因此可以限制电路技术的费用，并且由于使用金属棒作为电源线，即使电源电压为5V，也可以给发光带上的多个发光元件供电。
按照一种实施方式，发光带布置在第一和第二隔条之间，并且固定在隔条上。因此基本上构成隔离腔边缘的隔条同时也作为发光带的固定器。尤其可以参照中空玻璃的结构，将发光带基本上相互平行地固定在、尤其是绷紧在上、下隔条之间。为此可以将发光带的一边以非弹性方式固定在两个隔条的其中一个隔条上，第二端则以弹性方式固定在特别是下隔条上。这样就将发光带基本上垂直绷紧在两个隔条之间，并且可以通过预先设置的弹性来补偿温度引起的膨胀。
优选第一金属棒与第一隔条导电相连，第二金属棒与第二隔条导电相连。上述机械固定方式至少部分地不导电。这样就能够以简单方式(在使用直流电源电压的情况下)使得第一隔条给第一金属棒提供正电源电流，第二隔条则给第二金属棒提供负电源电流，反之亦可。不需要沿着隔条布置额外的电源线。优选第一和第二隔条是实心金属棒、实心金属杆或者实心金属型材。
按照一种实施方式提出：发光元件的光照方向分别指向第一或者第二玻璃片，尤其是光照方向垂直于第一和第二玻璃片。发光元件通常可以照射比较大的角度范围，并非像具有相应光学元件的激光二极管那样仅仅照射一个方向。但仍然可以给大多数发光元件指定光照方向或者至少主光照方向，该主光照方向大多涉及处在发射范围中心的发射角。尤其是这样的光照方向通常背向发光元件的固定面。因此优选适当布置发光元件，使其基本上垂直于第一和第二玻璃片的面发光，而不是仅仅用来照射隔离腔。发光元件尤其可以从隔离腔通过两块玻璃片向外发光。
此外按照一种实施方式提出：将几个或者所有发光带以基本上相同的间距相互平行地布置，特别地以至少为5mm的间距，优选至少为20mm，并且/或者发光元件基本上在隔离腔范围内均匀分布，尤其是在一个平行于第一和第二玻璃片的平面内。因此建议在中空玻璃的平面范围内均匀分布发光元件。这样发光元件就能产生平面发光效应，尤其可利用多个像素提供一幅图像或者图像的一部分。尤其是不仅可将发光带布置在边缘上，也可以在整个平面范围内均匀分布。出于光学方面的考虑，优选在局部、例如在中空玻璃的边缘区域内布置密度较高的发光元件。相应地，可以考虑未照明的幕墙构件引起的边缘效应。
同样有利的是，使发光带的宽度恒定，尤其可在2～7mm之间，优选宽度为4mm；并且/或者具2～7mm之间的最大厚度，优选厚度约为3mm。若发光带宽度为4mm，则即使发光带很长，也可以实现稳定的基体，同时能够保持扁平构造，且同时还能实现良好的透明性。发光带的最大厚度优选在2～7mm之间，优选约为3mm。
第一和第二玻璃片之间的间距优选为12～20mm，特别是大约为16mm。隔离腔内优选填充绝缘气体，例如氩气。由此这种中空玻璃一般具有常规尺寸和特性。用惰性气体填充隔离腔涉及在安装的隔热条旁边以及隔热条之间留下的空间，发光带及其元件至少部分与惰性气体直接接触。本发明所述的中空玻璃可以安装在诸如幕墙之类的常见部位上，这些部位的建筑构造不会因为本发明所述的发光带结构而有所改变，或者改变很小。可以将现有的中空玻璃替换成本发明所述的中空玻璃，或者替代公知的中空玻璃，在新建筑上使用本发明所述的中空玻璃。本发明所述的中空玻璃对建筑静力(
Figure G2009102668971D00071
)没有影响或者几乎没有影响。基本上不需要给显示静态或动态图像的中空玻璃安装附加支架。
尤其是也可以给任意尺寸的中空玻璃配置发光带，例如玻璃尺寸为2.7x3.5m，或者也可以为3.5mx2.7m。按照一种优选实施方式，中空玻璃的特征在于：至少配有一个中间控制单元，用于接收来自中央控制单元的图像数据信号，从各个发光带的图像数据信号提取末端控制数据、对相应发光带的发光元件进行控制，并且将末端控制数据传输给相应发光带的末端控制单元。因此可以给布置在发光带上的多个末端控制单元配置一个中间控制单元，用来接收总图像数据信号，在这里接收、提取数据，然后分配给末端控制单元。在此所述图像数据信号基本上包括总图像的全部图像数据，该总图像是要利用多个发光带、尤其是利用多个中空玻璃显示出来的。在此一个末端控制单元的每一个发光元件或者每一组发光元件均用来显示一个图像点(也称作像素)。尤其可通过二维坐标来唯一地标识每一个图像点或者每一个像素。源于中央控制单元的图像数据信号包括用来控制总图像或者至少一部分图像的每一个像素的信息。中间控制单元接收该图像数据信号，并且(必要时可利用另一个前置控制单元)提取与和相应中间控制单元通过数据线相连的发光带相关的图像信息。以具有26个像素行A-Z和500个像素列1-500的图像为例，像素域的坐标为A1-Z500，中间控制单元例如可从中提取像素A1-M250的信息，然后将其提供给相关的250个列。与发光带相关的像素信息通过数据线被传输到相应的发光带，并由相应的末端控制单元用来控制像素的每个发光元件或者每个发光元件组。按照一种实施方式，数据线包括四根导线，即一根时钟信号线、一根锁存信号线、一根数据信号线以及一根负极导线或者接地线。
优选分别给一个玻璃片配置一个中间控制单元以及直到175个发光带。相应地，一个中间单元通过数据线与多个发光带相连。优选中间控制单元(必要时可借助前置控制单元)可通过无线传输、光学传输或者导线连接(例如通过数据总线)接收来自中央控制单元的图像信号。尤其是使用光学传输方式能够高速传输数据，因此可传输具有许多像素的大图像。使用无线传输方式特别有助于节约许多数据线。这样就能够以简单方式，在幕墙上将许多中空玻璃组合成一个整体平面并对其进行控制，不必为了铺设导线对幕墙或者建筑物进行准备。如果面积较大，则可以配置多个放大器，以便提高从中央控制单元出发的无线传输距离，并且到达所有中间控制单元。
此外还提出一种具有至少两个按照本发明的中空玻璃的中空玻璃阵列，所述中空玻璃阵列还包括一个中央控制单元，用于提供图像数据信号，来控制通过所有中空玻璃的发光元件对静态或动态图像的显示。可组合多个中空玻璃，并且通过中央控制单元对其进行共同控制。因此可利用多个组合在一起的中空玻璃显示动态或静态的总图像。除了静态图像也就是静止图像之外，还可以显示如电影和视频之类的动态图像、动态以及/或者抽象的序列或效果，以及文字和滚动文字。为了显示动态图像尤其是电影，中央控制单元可以对于每一个要显示的时刻连续地传输数据。
此外还提出一种方法。其中，使用多个中空玻璃，为这些中空玻璃设置一个中央控制单元。中央控制单元产生图像数据信号，该图像数据信号产生用来控制所有为显示而使用的中空玻璃阵列的发光元件的信息，尤其可以对于图像的每个像素以及必要时每一个要显示的时刻产生信息。可利用数据总线导线连接方式、无线和/或者光学传输方式，将这种图像数据信号从中央控制单元传输给中间控制单元。中间控制单元从图像数据信号中提取末端控制数据，对相应发光带的发光元件进行控制。中间控制单元将提取的末端控制数据传输给相应发光带的末端控制单元。这些末端控制单元由此获得所需的用于控制对应于某一个像素的发光元件或者发光元件组的信息。之后每一个末端控制单元将根据这些数据控制与其对应的发光元件或者与其对应的发光元件组，以便在相应的时刻如期望的那样产生相应的图像点。
优选在中间控制单元将末端控制数据传输给相应发光带的末端控制单元之后，才将释放信号以及/或者开始信号发送给末端控制单元，以便通过相应的末端控制单元控制各个发光元件，开始通过至少一个发光元件分别显示图像的图像点，尤其是对所有末端控制单元同时开始。为此可以使用一个锁存信号。因此可以首先将对于所有像素的数据传输给各个末端控制单元，然后可以通过开始信号对所有像素同时、也就是同步开始显示。传输给末端控制单元的控制数据也可以包含多个时刻的信息，尤其是电影序列的信息。
优选中央控制单元以及/或者中间控制单元具有图像数据存储器，用来保存将要显示的图像或者图像序列的图像数据。
此外还可以在末端控制单元中对修正值进行编程、存放或者必要时适应性地产生。通过这些修正值可以考虑每个像素的局部特点，例如使得中空玻璃边缘处的像素略微亮一些，以便调和相邻的、未经照明的边缘区域。
同样还可以测量整幅图像或者局部图像的显示，必要时可进行调和，例如对某个特别亮、尤其是特别白的区域进行调和。可以通过中央控制单元或者局部地通过中间控制单元或末端控制单元进行这样的调和。显示画面可以自适应地变化，或者固定预先设置。为此优选将测量值尤其是中空玻璃阵列范围内或者局部范围内的亮度测量值反馈给中央控制单元以及/或者中间控制单元，然后据此对各个或者所有发光元件的控制进行匹配。
此外建筑幕墙优选安装具有多个本发明所述中空玻璃的中空玻璃阵列。也可以组合不同尺寸和形状的中空玻璃。中空玻璃的选择主要取决于将要安装中空玻璃的幕墙。可以将中央控制单元和中间控制单元与不同的中空玻璃尺寸、中空玻璃中不同的发光带数量、发光带上不同的发光元件数量尤其是不同的发光带长度任意匹配。原则上也可以将中间控制单元与不同中空玻璃的发光带相连。
还可以倾斜、甚至水平地安装一个或多个中空玻璃，例如可以安装在建筑物的斜屋顶或者平屋顶上。此外还可以使用中空玻璃作为照明器件，例如发光元件可以从中空玻璃指向建筑物内部。这特别对于安装在屋顶范围内的中空玻璃是有利的。例如可以这样采用中空玻璃，使得在白天让日光透过中空玻璃射入建筑物之中，当夜晚来临时，则通过接通电源的中空玻璃对内部进行照明。
换句话说，本发明所涉及的是一种植入在中空玻璃之中的显示技术，可以用一个或多个中空玻璃实现用来展现可见内容的显示屏。例如若像素间距为2cm，即使当接通显示屏时，从建筑物向外观察的透明度至少也有80％。当这种显示屏(也可看成是屏幕)关闭时，也能看见建筑物内部。所述显示屏也可以由任意数量不同尺寸的中空玻璃构成。这就提供了将系统整合在现有幕墙之中的可能性。视单元以及期望像素间距的大小和形状而定，显示屏的每一个中空玻璃均具有一定数量的发光带，这些发光带也被称作印刷电路板列或者印刷电路板行，上面安装有发光元件、其电子控制装置，包括各个像素的控制装置、将控制信号传输给下一个像素的导线以及供电导线。中空玻璃的经过相应匹配的隔条框(在矩形中空玻璃的情况下基本上具有四个相互连接的隔条)用来固定相应列或者行的末端，同时也作为给相应列供电的导体。尤其可将其中的两个隔条作为供电导线。沿着中空玻璃的隔条侧面安装有所谓的背板。该背板从总显示屏的中央控制装置或者中央控制单元获得图形信息，然后优选借助中间控制单元将这些信息转发给相应的列或者行。
按照本发明，也可以将一个或者多个中空玻璃当成是既可以竖立、也可以悬挂安装的传媒幕墙，其中可以装入发光元件，尤其可以将发光元件与发光带一起安装在内，使得从近前观察优选也有至少80％的透明度。这里所述的近前，是指这样的观察者：其从安装有所述传媒幕墙的窗口向外观看。在关闭状态下，在较远距离处的观察者无论从外面还是从内部，均不会明显感觉到这些内部构件、尤其是中空玻璃内的发光带。
通过中央控制单元对由一个中空玻璃或者多个中空玻璃构成的显示屏进行控制，所述中央控制单元根据显示屏分辨率将所需的第一幅图像的光学信息以比特流的形式发送给第一中空玻璃。在该第一中空玻璃中，由集成在背板内的控制器尤其是中间控制单元利用时钟信号将该单元所需的图像信息转发给相应的列，也就是相应中空玻璃中的发光带。在涉及到的发光带的列中，第一像素的控制芯片尤其是末端控制单元通过总线或者数据线将不需要的图像信息转发给第二像素的控制芯片或者末端控制单元。相应地必要时还可接着向第三个以及其它像素进行转发。控制芯片利用对于图像点所获得的信息来控制相应的LED尤其是RGB-LED。此外，背板的控制器(也可以是中间控制单元)还将图像信息转发给属于显示屏的第二中空玻璃。该过程以极快的速度重复，直至最后一个中空玻璃。然后通过一并发送的锁存信号，在所有像素上一次性激活在时间上的第一幅图像的图像信息并相应地显示。
本发明尤其可利用幕墙内现有的中空玻璃，可使用多个不同尺寸和类型的中空玻璃，例如常见的透明中空玻璃，但也可使用第3或第4层之中有一块不透明玻璃片的围栏中空玻璃()。这种系统的最大尺寸几乎没有限制。如果在各个中空玻璃之间仅有比较窄的不透明区域(如在梁柱结构(Pfosten Riegel Konstruktion)中常见的)，则观察者的眼睛会因为幕墙显示的图像而感觉不到这种结构。如果“非有效”面积比较大，例如各个窗口之间的墙体，可通过电子亮度适配装置在这些表面的边缘区域内交替隐现(überblenden)。按照本发明的一种实施方式，可以在末端控制单元尤其是在像素控制芯片中对每个像素编程相应的修正值。
决定显示屏透明度的关键因素是像素间距以及对于列所使用的印刷电路板的尺寸。按照一种实施方式，印刷电路板的宽度约为4mm。这在像素间距为20mm且垂直透过玻璃幕墙观察时，可得到80％的透明度。按照现有技术实现的系统是将发光元件布置在中空玻璃之外，若要达到这样的透明度，像素间距要在40mm以上。若像素间距为40mm，则利用本发明可在垂直观看时达到90％透明度。在透明度和面积相同的情况下，上述布置在中空玻璃之外的系统在最佳情况下只能达到四分之一的分辨率；这相当于双倍的像素间距。
本发明的重要一点是，将系统发热保持在最小程度。因此建议将各个中空玻璃的电源布置在该中空玻璃附近，较大的间距会在线路中引起电压损失，这又会使得从电源获取的电压明显高于电路实际所需的电压。过高的电压必定或者可能会在中空玻璃中转变为热。
优选将中空玻璃用于建筑物的幕墙之中，或者使用中空玻璃作为外挂式或独立的中空玻璃幕墙。原则上也可以利用本发明所述的技术实现不使用中空玻璃的应用，从而可以将系统尤其是发光带安装在例如两个塑料板之间。使用易于运输的标准尺寸，例如1200mmx800mm，就可以为大型活动制作可运输、比较不易破碎的显示系统。塑料与玻璃相比在重量上具有很大的优势。
总而言之，通过将各种不同的玻璃或塑料进行组合，可以实现许多鲜明的产品特色。举例来说：
a)外层玻璃为防晒玻璃-内层玻璃为隔热玻璃：由于外层玻璃对外来光线的反射率很高，当显示屏或者发光带关闭后，在日光下从外边完全看不到内部构件。
b)外层玻璃为普通玻璃-内层玻璃为着色玻璃：通过着色背景提高了显示屏的对比度，显示屏变得更亮。
本发明还提供另一种可能的应用：也可以在室内一侧以及在屋顶区域内使用该系统。这样就能在建筑物内部也能展现可见内容，也可将系统用来进行效果照明。
附图说明
以下将依据实施例并参照附图对本发明进行详细解释。
图1是一种本发明所述中空玻璃的俯视示意图。
图2是按照图1的中空玻璃在水平布置状态下的俯视图。
图3具有六个中空玻璃和一个中央控制单元的中空玻璃阵列的示意图。
图4是具有本发明所述中空玻璃的幕墙。
图5示出本发明中空玻璃侧面剖视图的局部。
图6是本发明中空玻璃的透明度以及可透视性的示意图。
图7是穿过本发明中空玻璃的可能的透视角度分布的示意图。
图8是在发光带与隔条之间进行固定的示意图。
图9是包括印刷电路板的发光带的基体的连接结构的剖视示意图。
应注意：相同的附图标记可能表示类似但并非相同的特征，或者表示同一种或不同实施方式的元件。
具体实施方式
图1示意性所示的中空玻璃100具有上、下隔条3，在隔条之间固定有若干发光带1。隔条3优选是实心金属棒或型材，例如断面为T形的型材，以便固定发光带1并且用来供电。侧面隔条2主要用来与两个隔条3一起相隔一定距离地固定第一和第二玻璃片，并且气密封闭在此之间形成的隔离腔。侧面隔条2可以是空心的，并且可以填充干燥剂。
图2说明，图1所示中空玻璃100也可以垂直安装。发光带1可以水平绷紧在隔条3之间。隔条3在图2中为垂直布置，也可以是实心金属棒，以便能够给发光带1供应电流。
图3所示的中空玻璃阵列30包括六个中空玻璃100′。每个中空玻璃100′均配有一个用来给各个发光带以及安装于其上的发光元件分配控制信息的所谓背板7。背板7也可以包括一个或多个(没有绘出的)中间控制单元。此外还有给每一个中空玻璃供电的电源8。
中央控制单元4为构成中空玻璃阵列30的所有中空玻璃100′产生图像数据。由中央控制单元4通过第一主数据线5将图像数据传输到第一中空玻璃100′的背板7。背板7提取与其中空玻璃100′相关的信息，然后通过连接数据线6将图像数据信号转发给下一个中空玻璃100′的背板7。针对所有中空玻璃100′以及最后的中空玻璃100*执行该过程。按照不同于图3所示的另一种中空玻璃实施方式，可以向中央控制单元4反馈信息。以这种反馈方式可以将各个中空玻璃100′和100*以及相应背板7的测量数据或者反馈数据反馈给中央控制单元4。
图4所示的幕墙40具有门41和各种并非本发明所述的窗玻璃42，这些窗玻璃基本上布置在一楼区域12之中。此外图4还在区域11中示出二楼至四楼的正面。区域11所示的二楼至四楼的窗户均按照本发明的实施方式配有垂直布置的中空玻璃9和水平布置的中空玻璃9a。在中空玻璃9和9a之间可看出幕墙以及幕墙支架10的一部分。由此总共由56个中空玻璃9和9a构成了示出幕墙40的总显示屏。在此中空玻璃9和9a以常规玻璃的形式也就是作为窗户布置在幕墙40之中。很明显，事实上第一个中空玻璃9a在区域12所示的一楼上方开始，站立在幕墙前面的观察者与最下边的中空玻璃9a必定相隔一定的最小距离，发光带在关闭状态下几乎不可见。
图4示意性所示的建筑物幕墙可以作为大型显示屏应用于二楼至四楼的区域11之中。不涉及区域12中的一楼区域。图4所示仅为示例，尤其当幕墙比较大时，在下方区域内可能有多个楼层空闲可用，可将大型显示屏布置在明显较高的区域之中。
图5所示为中空玻璃剖面结构视图的局部。第一和第二玻璃片13、14利用多个隔条相互隔开一定距离地平行布置，当然图中仅可看见隔条15。此外还有用于密封的密封区域16，数据线尤其是数据总线也可以布置在密封区域之中。
发光带50固定在隔条15上。因此隔条15同时也起到固定作用。发光带50包括两个金属棒，可看见其中的第一金属棒21，它遮住了朝向图5方向观察位于后面的金属棒。金属棒21和被遮住的金属棒相互固定粘接在一起，利用一种部分导电的粘结剂将印刷电路板20固定在金属棒上。印刷电路板20被设计成连贯的印刷电路板形式，包括第一和第二末端控制单元19a以及19b。以示意方式示出的这些末端控制单元19a和19b也分别包括一个作为发光元件的多色LED。
金属棒21与隔条15导电相连。由中间控制单元17通过数据线18将控制数据传输给印刷电路板20，再从这里连续地传输给第一末端控制单元19a，然后转发给第二末端控制单元19b。
图6示意性所示为站立在本发明中空玻璃前面的一个人。中空玻璃的透视程度取决于相邻两个发光带之间的间距(对应于两个相邻的发光元件，也称作像素间距)、发光带的宽度和深度(如果简化为横断面呈矩形的发光带)以及观察者与中空玻璃之间的距离。根据这些值得出最小视角α，在该角度之上视野可以透过中空玻璃。据此得出可以透过玻璃看见的无遮挡角度(Freiwinkel)。根据观察者与玻璃之间的距离得出至少可以部分透过玻璃看见的玻璃片宽度，以下称作透视宽度。图7所示为这些参数值之间的相互关系。在此假设发光带是垂直安装的。
若像素间距为20mm、宽度为4mm且深度为3mm，则得出视角α为10.7°、无遮挡角度为158.5°。在垂直观看时透明度可为80％。若距离为1m，则得出透视宽度为10.5m；若距离为5m，则透视宽度为52.7m。
如果将像素间距增加到40mm，则视角α为4.8°，无遮挡角度为170.5°。垂直观察时的透明度可为90％。若距离为1m，则得出透视宽度为23.9m；若距离为5m，则透视宽度为119.7m。
按照图8所示的中空玻璃62，发光带60安装在第一和第二玻璃片63和64之间。具有LED 61的两个末端控制单元被符号化地示出。利用上、下隔条65、66使得玻璃片63、64保持间距。上隔条65的横断面呈T形，并且通过第一个H形连接器67固定发光带60。为了固定H形连接器67为上隔条65以及发光带60分别配置一个开口销68、69，也可以使用例如螺丝。
利用第二个H连接器70将发光带固定在下隔条66上。在此通过开口销71在第二个H形连接器70和发光带60之间进行固定，而第二个H形连接器70则通过弹簧72和销钉73弹性地固定在下隔条上。这样就可通过弹簧72补偿温度引起的发光带60的长度变化，而使弹簧72不必承载整个发光带60的重量。
图9所示为基体80以及固定在基体上的印刷电路板83的结构剖视图。为了清晰起见，没有绘出末端控制单元或者发光元件。基体80基本上由第一和第二金属棒81、82构成，这些金属棒利用电绝缘粘接剂84相互粘接在一起，从而构成稳固的尤其是抗扭的结构。印刷电路板83利用部分导电的粘接剂85与第一和第二金属棒81、82固定连接在一起。印刷电路板83与第一和第二金属棒81或82之间的距离很小，从而可分别形成导电连接。但是在沿着印刷电路板83的粘接剂85中并不存在导电连接，因此在第一和第二金属棒81、82之间也没有导电连接。因此可以使用金属棒81、82作为电分离的电源线。

Claims (22)

1.一种具有第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)的中空玻璃(100)，该第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)借助隔条(3)相隔一定距离且相互平行地布置，在第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)之间形成一个气密的隔离腔，在该隔离腔中设有多个相隔一定距离的发光带(1，60)，这些发光带分别具有多个相隔一定距离的发光元件(61)，每一个发光带(1，60)均包括一个平行于第一和第二玻璃片横穿隔离腔的抗扭基体(80)，其中，所述基体包括能够将电源电流传递给发光元件并且能使该基体机械稳定的金属元件，并且包括能使该基体机械稳定的印刷电路板。
2.根据权利要求1所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述基体(80)用来输送电源电流给发光元件(61)以供应电能。
3.根据权利要求1所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述基体(80)包括导电元件(81，82)，用于将电源电流输送给发光元件，并对所述基体(80)起到机械稳定作用。
4.根据权利要求1所述的中空玻璃(100)，其特征在于，每个基体(80)均包括相互平行以机械方式相互固定在一起并且相互电绝缘的第一金属棒(81)和第二金属棒(82)。
5.根据权利要求4所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述金属棒(81，82)相互粘接在一起并且用铝制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，使用LED以及使用多色LED作为发光元件(61)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，在每个基体(80)上均固定有至少一个印刷电路板(83)，并且／或者所述基体(80)包括印刷电路板(83)。
8.根据权利要求7所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述印刷电路板(83)为多层、具有机械稳定性结构，可用来输送电源电流给发光元件(61)以供应电能，并且／或者每个印刷电路板(83)均具有至少一个发光元件(61)和至少一个用来控制该发光元件(61)的末端控制单元(19a，19b)，所述印刷电路板(83)平行于所述第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)设置，并且／或者所述印刷电路板(83)借助一种部分导电的粘接剂粘贴在所述基体(80)或其一部分上。
9.根据权利要求4或5所述的中空玻璃(100)，其特征在于，使用所述金属棒(81，82)作为电源线给所述发光元件(61)供应电能，并且所述发光带(1，60)还具有用来从末端控制单元(19a，19b)或者给末端控制单元(19a，19b)提供数据的数据线，其中，所述电源线的横断面比数据线的大，并且／或者所述中空玻璃(100)可被供应约为5V的电压。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述发光带(1，60)的长度至少为1m。
11.根据权利要求4或5所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述发光带(60)布置在第一隔条(65)和第二隔条(66)之间并且以弹性方式固定在这些隔条上，其中，所述第一金属棒(81)与第一隔条(65)导电相连，第二金属棒(82)与第二隔条(66)导电相连，以便通过该第一隔条(65)和第二隔条(66)供应电能。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述发光元件(61)的光照方向分别指向第一玻璃片(63)或者第二玻璃片(64)，光照方向垂直于第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，若干或者所有发光带(1，60)以相同间距相互平行，所述间距至少为5mm，并且／或者所述发光元件基本上在隔离腔范围内均匀分布。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述发光带(1，60)具有不变的宽度；并且／或者具有2-7mm的最大厚度。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，所述第一玻璃片(63)和第二玻璃片(64)的间距为12-20mm；并且／或者在隔离腔中充填有惰性气体。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的中空玻璃(100)，其特征在于，至少配有一个中间控制单元(7)，用于接收来自中央控制单元(4)的图像数据信号、从各个发光带(1，60)的图像数据信号中提取末端控制数据、对相应发光带(1，60)的发光元件(61)进行控制，并且将末端控制数据传输给相应发光带(1，60)的末端控制单元(19a，19b)。
17.根据权利要求16所述的中空玻璃(100)，其特征在于，为多个发光带(1，60)配置一个中间控制单元(7)，并且／或者所述中间控制单元(7)可通过无线或者光学传输方式接收来自中央控制单元(4)的图像数据信号。
18.一种中空玻璃阵列(30)，具有至少两个如上述权利要求中任一项所述的中空玻璃(100)，还包括中央控制单元(4)，用来提供图像数据信号，以控制通过所有中空玻璃(100)的发光元件(61)的整体来显示整幅静态或者动态图像。
19.一种利用根据权利要求18所述的中空玻璃阵列(30)来显示静态或动态图像的方法，包括下列步骤：
在所述中央控制单元(4)中生成图像数据信号，包括用来控制所有为显示而使用的中空玻璃阵列(30)的发光元件(61)的信息；
通过导线、无线或者光学传输方式从中央控制单元(4)将图像数据信号传输给中间控制单元(7)；
通过相应的中间控制单元(7)从各个发光带(1，60)的图像数据信号中提取末端控制数据，用于相应发光带(1，60)的发光元件(61)的相应控制；
从中间控制单元(7)将末端控制数据传输给相应发光带(60)的末端控制单元(19a，19b)；并且
通过相应的末端控制单元(19a，19b)控制各个发光元件(61)，以便通过至少一个发光元件(61)显示图像的一个图像点。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在从所述中间控制单元(7)将末端控制数据传输给相应发光带(1，60)的末端控制单元(19a，19b)之后，才将释放信号和／或者开始信号发送给末端控制单元(19a，19b)，以便通过相应的末端控制单元(19a，19b)控制各个发光元件(61)开始通过至少一个发光元件(61)显示图像的一个图像点。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，将中空玻璃阵列(30)的或者其区域中的或者在其一部分区域中的测量值反馈给中央控制单元(4)并且／或者反馈给中间控制单元(7)，然后据此对对各个或者所有发光元件(61)的控制进行匹配。
22.一种具有权利要求18所述的中空玻璃阵列(30)的建筑物幕墙(40)。
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