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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Isolierglasscheibe sowie eine
Anordnung mehrerer Isolierglasscheiben. Weiterhin betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Darstellen eines statischen oder dynamischen Bildes
mittels einer Anordnung mehrerer Isolierglasscheiben. Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung eine Gebäudefassade mit einer Isolierglasscheibenanordnung.
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Isolierglasscheiben
sind allgemein bekannt. Diese umfassen meist zwei Glasscheiben,
die mittels Abstandhalter planparallel zueinander angeordnet sind
und zwischen sich einen Isolierraum ausbilden, der meist mit einem
Edelgas gefüllt
und gasdicht, insbesondere diffusionsdicht abgeschlossen ist. Solche Isolierglasscheiben
werden in Fenstern eingesetzt, aber auch für das Herstellen insbesondere
großflächiger Glasfassaden
an Bauwerken wie z. B. Bürogebäuden verwendet.
Das Isolierglas isoliert das entsprechende Gebäude nach außen und ermöglicht gleichzeitig – je nach
Beschichtung des Isolierglases – den
Blick durch die betreffende Isolierglasscheibe und den Einfall von
Tageslicht durch die Isolierglasscheibe.
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Insbesondere
große
Fassaden werden gerne als Anzeigefläche verwendet. An Fassaden
werden üblicherweise
sehr große
Anzeigeeinrichtungen zur Darstellung von Texten, Bildern, Videos
und dergleichen eingesetzt. Diese sind in der Regel als undurchsichtige
LED-(lichtemittierende Dioden) Wand an der Fassade angebracht. Bei
farbigen Darstellungen stellt z. B. eine RGB-LED (LED mit roter,
grüner und
blauer Komponente) oder entsprechende Gruppe mehrerer einzelfarbiger
LEDs ein Pixel dar, so wird aus einer großen Anzahl von einzelnen Pixeln ein
Gesamtbild dargestellt. Die Intransparenz solcher Displays hat den
Nachteil, dass die Anwendung nur auf Flächen begrenzt ist, bei denen
die Durchsicht aus dem Gebäudeinneren
ohnehin nicht gegeben ist oder dadurch verloren geht. Außerdem verändert ein solches
Display durch seine recht große
Tiefe, die im Bereich von 40 cm liegen kann, massiv das Erscheinungsbild
einer Fassade. Die eigentliche Gebäudehülle ist selbst bei ausgeschaltetem
Display kaum mehr zu erkennen. Weitere Nachteile sind die Anfälligkeit
bezüglich
der Verschmutzung wie beispielsweise durch Vögel, Insekten oder dergleichen.
Weiterhin weisen solche Großdisplays
oftmals keine oder nur eine geringe Transparenz auf. Der Lichteinfall
in hinter der Fassade gelegene Räume
wie Büroräume ist
somit blockiert, zumindest aber stark eingeschränkt.
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Es
ist zwar generell bekannt, auch Leuchtdioden in einer transparenten
Fläche
anzuordnen, hierbei tritt jedoch regelmäßig das Problem auf, trotz
Versorgungsleitungen zu den Leuchtdioden noch eine gute Transparenz
zu gewährleisten.
Entsprechend werden möglichst
dünne Versorgungsleitungen
verwendet, über
die aber nur eine geringe Leistung übertragen werden kann. Entsprechend
sind nur wenige Leuchtdioden ansteuerbar oder es können nur jeweils
wenige Leuchtdioden angesteuert werden. Entsprechend können nur
kleine Flächen
oder große Flächen mit
großen
Abständen
zwischen den Leuchtdioden versorgt werden. Um trotz der Verwendung von
elektrischen Versorgungsleitungen mit geringem Querschnitt mehr
Leistung übertragen
zu können, ohne
den elektrischen Strom und damit die thermische Belastung der Leitungen
zu erhöhen,
müsste eine
Hochtransformation der Versorgungsspannung und entsprechend im Grunde
bei jeder Leuchtdiode wieder eine Heruntertransformation auf die
an die Leuchtdiode angepasste Spannung erfolgen. Ein solches Vorgehen
kann aufwändig
sein und es ergibt sich eine Wärmebelastung
beim Transformieren oder Senken der Spannung.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für wenigstens einen der beschriebenen Nachteile
eine Verbesserung oder zumindest eine Alternative vorzuschlagen,
insbesondere eine verbesserte oder alternative Anzeigemöglichkeit
für Fassaden
oder dergleichen anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird eine
Isolierglasscheibe gemäß Anspruch
1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Isolierglasscheibe weist
somit zwei mittels Abstandhalter planparallel und beabstandet zueinander
angeordnete Scheiben aus Glas auf, die zwischen sich einen gasdicht
abgeschlossenen Isolierraum ausbilden. In dem Isolierraum sind mehrere zueinander
beabstandete Leuchtstreifen mit jeweils mehreren zueinander beabstandeten
lichtemittierenden Elementen angeordnet. Jeder Leuchtstreifen umfasst
einen torsionssteifen, in der Isolierung parallel zur ersten und
zweiten Scheiben durchquerenden Träger. Demnach wird also ein
fester und stabiler Träger
für jeden
Leuchtstreifen quer durch den Isolierraum reichend angeordnet.
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Eine
erfindungsgemäße Isolierscheibe
kann auch drei oder mehr planparallel zu einander angeordnete Scheiben
aufweisen, so dass zwei oder mehr Isolierräume planparallel zu einander
ausgebildet sind. Leuchtstreifen können dabei in einem oder mehreren
dieser Isolierräume
angeordnet sein.
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Der
Erfindung liegt nämlich
die Erkenntnis zugrunde, dass auch bei stabilen und gut sichtbaren Leuchtstreifen
insgesamt noch eine hohe Transparenz der Isolierglasscheibe erreicht
werden kann. Zudem kommt es aber auch für die Sichtbarkeit des Leuchtstreifens
auf weitere Randbedingungen an. Bei einer verspiegelten Isolierglasscheibe
ist auch bei ausgeschaltetem Leuchtstreifen dieser und sein Aufbau
jedenfalls von der verspiegelten Seite her kaum sichtbar. Es kommt
hinzu, dass solche Isolierglasscheiben für die Verwendung großer Fassaden vorgesehen
sind und jedenfalls ein außenstehender Betrachter
die Fassade und damit die Isoliergläser üblicherweise von einem großen Abstand
aus sieht und auch dann die Leuchtstreifen und deren Aufbau kaum
oder gar nicht wahrnimmt. Von einer Innenansicht von einem Gebäuderaum
auf die Isolierglasscheibe mag jeder Leuchtstreifen sichtbar sein,
jedoch ist dennoch eine hohe Transparenz bei beabstandeten Leuchtstreifen
erreichbar und bietet damit immer noch eine deutlich bessere Sicht
nach außen als
wenn statt der erfindungsgemäßen Isolierglasscheibe
ein undurchsichtiges Display vor das Fenster gehängt wäre.
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Die
erfindungsgemäße Isolierglasscheibe stellt
somit ein im Isolierglas integriertes Display bereit, das die zu
einer Fassade gehörende
Verglasung nutzt. Außerdem
besteht zusätzlich
die Möglichkeit, sofern
Fassaden nur über
wenige oder keine verglasten Bereiche verfügen, mittels einer vorgehängten Fassade
auch diese Flächen
als Großdisplay
zu nutzen, wobei je nach verwendeten Scheiben im ausgeschalteten
Zustand die Fassa denstruktur noch immer gut erkennbar sein kann,
weil mit den erfindungsgemäßen Isolierglasscheiben
grundsätzlich
eine hohe Transparenz erzielbar ist.
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Weiterhin
sind die Leuchtstreifen und damit die entsprechenden Bauelemente
wie lichtemittierende Elemente und gegebenenfalls eine Ansteuerelektronik
oder Teile davon hermetisch im Isolierglas eingebaut. Durch generell
in wenigstens einem Abstandhalter enthaltenes Trockenmittel ist
die Elektronik somit in einem Raum der kaum Luftfeuchtigkeit enthält jedenfalls
im Bezug auf Luftfeuchtigkeit und Verschmutzung von der Außenwelt
abgeschirmt. Verschmutzungen durch Außeneinflüsse wie Vögel und Insekten gelangen nicht
zu den Elementen in der Isolierglasscheibe. Eine Reinigung kann
durch eine übliche
Fassadenreinigung – die
meist ohnehin durchgeführt
wird – vorgenommen
werden. Ein durch eine oder mehrere Isolierglasscheiben zusammengesetztes
Display kann im Grunde wieder wie am ersten Tag erstrahlen.
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Günstig ist
es, wenn der Träger
dazu vorbereitet ist, einen elektrischen Versorgungsstrom zum Versorgen
der lichtemittierenden Elemente mit elektrischer Energie zu führen. Hierdurch
kann mit dem Träger
eine Doppelfunktion erreicht werden, der für eine mechanische Stabilität und das
Führen
eines Versorgungsstromes sorgt. Dabei umfasst der Versorgungsstrom
in diesem Zusammenhang vorzugsweise den Strom, der die benötigte Energie
zum Leuchten sämtlicher
lichtemittierender Elemente des jeweiligen Leuchtstreifens überträgt.
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Bevorzugt
umfasst der Träger
elektrisch leitende Elemente, insbesondere Metallelemente wie Metallstäbe oder
Metallschichten zum Führen
eines bzw. des Versorgungsstroms für die lichtemittierenden Elemente
und zum mechanischen Stabilisieren des Trägers. Solche Metallelemente
wie Metallstäbe oder
Metallschichten weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit
auf und sind dabei – zumindest
im Vergleich zu dünnen
Kupferlitzen oder dergleichen – mechanisch
stabil. Eine Doppelfunktion kann hierdurch gut erzielt werden, weil
mechanisch stabile Metallelemente üblicherweise auch eine elektrische
Leitfähigkeit
aufweisen. Metallschichten sind bevorzugt als Teil einer Leiterplatte,
insbesondere als möglichst
dicke Schicht zwischen zwei Lagen einer Mehrlagenleiterplatte zu
verwenden.
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Vorzugsweise
umfasst der Träger
eine Leiterplatte, oder er ist eine Leiterplatte, so dass er im Wesentlichen
aus einer Leiterplatte besteht. Hierbei hat die Leiterplatte nicht
nur die Funktion, Leiterbahnen und/oder elektrische Bauelemente
zu tragen, sondern auch wesentlich zur mechanischen Stabilität des Trägers und
damit des Leuchtstreifens beizut ragen. Insbesondere durch eine Mehrlagenleiterplatte ist
eine hohe mechanische Stabilität
erreichbar. Vorzugsweise ist eine Metallschicht für einen
positiven und eine für
einen negativen elektrischen Versorgungsstrom vorgesehen. In einer
weiteren Ebene können
Leitungen zum Datenübertragen
und/oder Ansteuern der lichtemittierenden Elemente vorgesehen sein.
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Der
Träger
umfasst vorzugsweise zumindest einen ersten und einen zweiten Metallstab,
die parallel zueinander verlaufen, mechanisch fest miteinander verbunden
und gegeneinander elektrisch isoliert sind. Der Träger und
damit jeder Leuchtstreifen sind somit mechanisch stabil ausgebildet
und dabei – jedenfalls
im ausgeschalteten Zustand der lichtemittierenden Elemente – grundsätzlich durch
eine transparente Scheibe gut sichtbar.
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Unter
Metallstäben
sind längliche
Elemente aus Metall zu verstehen, die auch in Querrichtung eine
signifikante Last aufnehmen können.
Sie können
im Querschnitt rund oder rechteckig insbesondere quadratisch ausgebildet
sein. Beispielsweise kommt ein quadratischer Querschnitt mit einer
Kantenlänge
von 2 mm als ein Beispiel in Betracht. Dies ist aber nur ein Beispiel
und andere und kleinere aber insbesondere auch größere Querschnitte
kommen in Betracht wie beispielsweise ein Querschnitt von 3 × 3 oder
4 × 4
mm oder ein rechteckiger Querschnitt mit ähnlicher oder gleicher Querschnittsfläche.
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Der
erste und der zweite Metallstab sind miteinander mechanisch fest
verbunden. Die beiden Metallstäbe
bilden somit zusammen im Wesentlichen eine starre Einheit. Die Verbindung
erfolgt im Grunde entlang der gesamten Länge der Metallstäbe und die Metallstäbe sind
vorzugsweise miteinander verklebt. Insbesondere wird hierzu ein
isolierender Kleber verwendet. Die Metallstäbe weisen gemäß einer
Ausführungsform
jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf und damit jeweils vier
Längsseiten.
Die Metallstäbe
sind dann an jeweils einer Längsseite
flächig
mit dem isolierenden Kleber zu einer starren Verbindung verklebt.
Es kommen aber auch jegliche andere mechanischen Verbindungstechniken
in Betracht wie Verschrauben, verklemmen und laminieren, um nur einige
Beispiele zu nennen.
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Als
Material wird für
die Metallstäbe
vorzugsweise Aluminium verwendet. Aluminium ist recht leicht, weist
eine hohe thermische Leitfähigkeit
und auch eine recht gute elektrische Leitfähigkeit auf. Grundsätzlich können auch
andere Metalle oder Metalllegierungen wie Kupfer bzw. Messing verwendet werden.
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Vorzugsweise
werden als lichtemittierende Elemente LEDs, insbesondere SMD-LEDs
und/oder mehrfarbige LEDs, insbesondere RGB-LEDs verwendet. Lichtemittierende
Dioden, für
die der abkürzende
Begriff LED gebräuchlich
geworden ist, können
Licht auch in größerer Helligkeit
und mit unterschiedlichen Farben, gegebenenfalls abhängig von der
verwendeten LED, abstrahlen. Die Stromaufnahme ist im Vergleich
zu herkömmlichen
Leuchtmitteln wie Glühlämpchen gering.
Für die
Erreichung einer geringen Einbautiefe zum Anordnen zwischen der ersten
und zweiten Scheibe der Isolierglasscheibe werden vorzugsweise LEDs
in SMD-Technik (SMD: Surface Mounted Device) verwendet. Ebenfalls
bevorzugt werden mehrfarbige LEDs verwendet, bei denen die gewünschte Leuchtfarbe
durch eine entsprechende Ansteuerung erreicht werden kann. Vorzugsweise
werden sogenannte RGB-LEDs verwendet, die einen roten, grünen und
blauen Anteil (abgekürzt
durch RGB) im Wesentlichen beliebig kombinieren können, um
dadurch optisch im Wesentlichen einen beliebigen Farbpunkt zu erzeugen.
Grundsätzlich
könnte
auch eine Gruppe von LEDs unterschiedlicher Farbe zum Erreichen
eines ähnlichen
Effektes angesteuert werden, was üblicherweise aber einen größeren Raum
in Anspruch nimmt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird vorgeschlagen, dass auf jedem Träger wenigstens eine Leiterplatte
befestigt ist. Jede dieser Leiterplatten weist wenigstens eines
der lichtemittierenden Elemente und wenigstens eine Endsteuereinheit
zum Ansteuern der lichtemittierenden Elemente auf. Für die Erzeugung
eines statischen oder dynamischen Bildes ist für jeden Pixel und damit für jede Position ein
lichtemittierendes Element oder eine Gruppe von lichtemittierenden
Elementen und eine entsprechende Endsteuereinheit zugeordnet. Die
Endsteuereinheit steuert somit dieses einzelne oder diese Gruppe von
lichtemittierenden Elementen an.
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Die
Endsteuereinheit steuert vorzugsweise nur ein lichtemittierendes
Element an, wenn es sich dabei um ein entsprechend komplexes Element
wie eine mehrfarbige LED, insbesondere eine RGB-LED handelt. Wenn
einem Pixel mehrere lichtemittierende Elemente, insbesondere mehrere
LEDs zugeordnet sind, so können
diese eine Gruppe bildenden LEDs durch eine Endsteuereinheit angesteuert
werden.
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Die
Leiterplatte ist vorzugsweise planparallel zu der ersten und zweiten
Scheibe angeordnet. Hierdurch ist ein flacherer Aufbau möglich, als
wenn die Leiterplatte quer angeordnet ist. Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass eine etwaige gute Sichtbarkeit einer solchen Leiterplatte
durch eine Glasscheibe hindurch wenig störend ist. Zudem kann eine solche Leiterplatte
vorzugsweise auf die Breite des Trägers begrenzt sein. Vorzugsweise
erstreckt sich auch eine Leiterplatte im Wesentlichen über die
gesamte Länge des
Trägers,
wobei diese Leiterplatte dann entsprechend auch mehrere Endsteuereinheiten
und mehrere lichtemittierende Elemente bzw. Gruppen lichtemittierender
Elemente also für
mehrere Pixel aufnimmt. Ebenso kann eine solche längliche
Leiterplatte mechanisch unterbrochen und durch etwaige elektronische
Verbindungsleitungen funktional mit jeweils einer Nachbarleiterplatte
verbunden sein.
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Ebenso
kann die Leiterplatte zum Erhöhen der
mechanischen Stabilität
oder aus anderen Gründen
z. B. quer zur Scheibenebene angeordnet sein.
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Vorzugsweise
ist jede Leiterplatte mittels eines partiell leitenden Klebers auf
den Träger,
insbesondere die beiden Metallstäbe
geklebt. Hierdurch kann sowohl eine Befestigung als auch eine elektrische
Verbindung zwischen der Leiterplatte und den beiden Metallstäben auf
einfache Weise hergestellt werden. Ein solcher partiell leitender
Kleber ist grundsätzlich
elektrisch nichtleitend, so dass innerhalb einer Klebschicht, also
parallel zu einer entsprechenden Kleboberfläche kein Strom fließen kann.
Bei einer entsprechend dünnen
Klebschicht wird aber – erklärbar durch
entsprechende elektrisch leitende Partikel in dem Kleber – der Kleber
in Querrichtung leitfähig.
Somit kann auf einfache Weise die Leiterplatte mit einer Klebschicht
auf beide Metallstäbe
zugleich aufgeklebt werden, wobei gleichzeitig eine Kontaktierung
zu jedem der Metallstäbe
möglich
ist, ohne die Metallstäbe
selbst elektrisch miteinander zu verbinden.
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Vorzugsweise
werden die Metallstäbe
als elektrische Versorgungsleitungen zum Versorgen der lichtemittierenden
Elemente mit elektrischer Energie verwendet. Die Metallstäbe, die
zum Erreichen einer mechanischen Stabilität, insbesondere Torsions-bzw. Verwindungssteifigkeit
eine große
Querschnittsfläche
aufweisen, können
somit gleichzeitig einen verhältnismäßig hohen
elektrischen Strom führen
und damit eine große
elektrische Versorgungsleistung zu den lichtemittierenden Elementen übertragen.
Durch diese Technik ist es nun möglich,
auch eine relativ hohe Zahl von lichtemittierenden Elementen auf
einem Leuchtstreifen mit Versorgungsenergie zu versorgen. Somit
können
auch bei geringem Abstand der lichtemittierenden Elemente sehr lange
Leuchtstreifen hergestellt werden und entsprechend sehr große Isolierglasscheiben
mit lichtemittierenden Elementen in geringem Abstand ausgestattet
werden.
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Vorzugsweise
werden Leuchtstreifen mit einer Länge von wenigstens 1 m, vorzugsweise
wenigstens 2 m und weiter bevorzugt von wenigstens 2,5 m vorgeschlagen.
Die lichtemittierenden Elemente können beispielsweise im Abstand
von 5 cm auf einem Leuchtstreifen angeordnet werden, so dass auf einem
Leuchtstreifen von 2 m Länge
40 lichtemittierende Elemente mit elektrischem Strom zu versorgen wären.
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Vorzugsweise
weisen die Leuchtstreifen zusätzlich
Datenleitungen, insbesondere 3 oder 4 Datenleitungen auf zur Versorgung
der Endsteuereinheiten mit Daten zum jeweiligen Ansteuern des lichtemittierenden
Elementes bzw. der Gruppe lichtemittierender Elemente. Diese Datenleitungen
können auf
der Leiterplatte angeordnet sein und bei Verwendung mehrerer Leiterplatten
auf einem Leuchtstreifen durch entsprechende elektrische Kontaktverbindungen
zwischen 2 benachbarten Leiterplatten übertragen werden. Die Versorgungsleitungen
weisen einen größeren Querschnitt
auf als die Datenleitungen.
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Vorzugsweise
ist die Isolierglasscheibe dazu vorbereitet, mit einer elektrischen
Spannung von etwa 5 V versorgt zu werden. Insbesondere die Endsteuereinheiten
und/oder die lichtemittierenden Elemente sind an diese Spannung
angepasst. Das Heruntertransformieren einer höheren Spannung wird hierdurch
nicht oder nicht in nennenswertem Umfang auf den Leuchtstreifen
bei den Endsteuereinheiten erforderlich. Der schaltungstechnische
Aufwand kann somit in Grenzen gehalten werden und durch die Verwendung
der Metallstäbe
als Versorgungsleitungen ist auch bei Verwendung einer Versorgungsspannung
von 5 V die Versorgung einer Vielzahl von lichtemittierenden Elementen
auf einem Leuchtstreifen möglich.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Leuchtstreifen zwischen einem ersten und einem zweiten
Abstandhalter angeordnet und daran befestigt. Die Abstandhalter,
die im Wesentlichen eine Berandung des Isolierraums bilden, dienen
somit gleichzeitig als Befestigungshalter für die Leuchtstreifen. Insbesondere
sind bezogen auf eine bestimmungsgemäße Anordnung einer Isolierglasscheibe die
Leuchtstreifen im Grunde parallel zueinander zwischen einem oberen
und einem unteren Abstandhalter befestigt, insbesondere gespannt.
Hierzu können die
Leuchtstreifen an einem der beiden Abstandhalter mit ihrer einen
Seite im Wesentlichen unelastisch befestigt sein und mit einem zweiten
Ende, insbesondere am unteren Abstandhalter elastisch befestigt sein.
Die Leuchtstreifen sind somit im Grunde zwischen den beiden Abstandhaltern
senkrecht gespannt und können
durch die vorgesehene Elastizität etwaige
temperaturbedinge Dehnungen ausgleichen.
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Vorzugsweise
ist der erste Metallstab mit einem ersten Abstandhalter und der
zweite Metallstab mit dem zweiten Abstandhalter elektrisch leitend
verbunden. Die oben beschriebene mechanische Befestigung ist somit
zumindest partiell nichtleitend ausgebildet. Hierdurch kann auf
einfache Weise – bei
Verwendung einer Gleichspannungsversorgungsspannung – der erste
Abstandhalter für
den ersten Metallstab einen positiven elektrischen Versorgungsstrom und
der zweite Abstandhalter für
den zweiten Metallstab einen negativen elektrischen Versorgungsstrom bereitstellen
oder umgekehrt. Hierzu bedarf es keiner zusätzlichen Versorgungsleitung
entlang der Abstandhalter. Vorzugsweise ist der erste und zweite Abstandhalter
als massiver Metallstab bzw. Metallstrebe oder massives Metallprofil
ausgebildet.
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Eine
Ausgestaltung schlägt
vor, dass die lichtemittierenden Elemente jeweils mit einer Leuchtrichtung
zu der ersten oder zweiten Scheiben weisen, insbesondere dass die
Leuchtrichtung quer zur ersten und zweiten Scheibe verläuft. Lichtemittierende Elemente
können üblicherweise
in einen meist größeren Winkelbereich
abstrahlen, und nicht nur in eine Richtung wie dies bei Laserdioden
mit entsprechender Optik der Fall wäre. Gleichwohl ist den meisten lichtemittierenden
Elementen eine Leuchtrichtung oder zumindest Hauptleuchtrichtung
zuordenbar, die meist bezogen auf einen Abstrahlwinkel in der Mitte des
Abstrahlbereiches liegt. Insbesondere ist häufig auch eine solche Leuchtrichtung
einer Befestigungsseite des lichtemittierenden Elementes abgewandt. Vorzugsweise
sind somit die lichtemittierenden Elemente dazu vorbereitet und
so angeordnet, dass sie im Wesentlichen quer zur Ebene der ersten
und zweiten Scheibe leuchten und nicht nur zum Ausleuchten des Isolierraums
angeordnet sind. Insbesondere leuchten die lichtemittierenden Elemente
aus dem Isolierraum durch eine der beiden Glasscheiben heraus.
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Weiterhin
wird gemäß einer
Ausführungsform
vorgeschlagen, dass einige oder alle der Leuchtstreifen parallel
zueinander mit im Wesentlichen gleichem Abstand angeordnet sind,
insbesondere mit einem Abstand von wenigstens 5 mm, vorzugsweise
wenigstens 20 mm und/oder dass die lichtemittierenden Elemente im
Wesentlichen gleichmäßig über den
Isolationsraum verteilt sind, insbesondere in einer Ebene planparallel
zu der ersten und zweiten Scheibe. Demnach wird eine über die
Fläche der
Isolierglasscheibe gleichmäßige Verteilung
der lichtemittierenden Elemente vorgeschlagen. Die Lichtwirkung
der lichtemittierenden Elemente kann somit flächig wirken, insbesondere ein
Bild oder Ausschnitt eines Bildes mit einer Vielzahl von Pixeln
bereitstellen. Insbesondere sind die Leuchtstreifen nicht nur am
Rand vorzusehen, sondern im Wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Fläche zu verteilen. Aus
optischen Gründen
kann es aber vorteilhaft sein, abschnittsweise eine höhere Dichte
von lichtemittierenden Elementen vorzusehen, wie beispielsweise im
Randbereich der Isolierglasscheibe. Entsprechende Randeffekte durch
unbeleuchtete Fassadenelemente können
hierbei berücksichtigt
werden.
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Ebenfalls
ist es günstig,
wenn die Leuchtstreifen eine konstante Breite aufweisen, insbesondere
im Bereich von 2 bis 7 mm, vorzugsweise 4 mm und/oder eine maximale
Dicke von 2 bis 7 mm, vorzugsweise etwa 3 mm aufweisen. Bei einer
Leuchtstreifenbreite von 4 mm kann – auch bei langen Leuchtstreifen – noch ein
stabiler Träger
erzielt werden und gleichzeitig der Aufbau flachgehalten werden,
wobei gleichzeitig noch eine gute Transparenz erzielbar ist. Die
bevorzugte maximale Dicke liegt im Bereich von 2 bis 7 mm, vorzugsweise
etwa 3 mm für die
Leuchtstreifen.
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Der
bevorzugte Abstand der ersten und zweiten Scheibe zueinander beträgt 12 bis
20 mm, insbesondere etwa 16 mm. Vorzugsweise ist der Isolierraum
mit einem Isoliergas wie beispielsweise Argon gefüllt. Damit
weist eine solche Isolierglasscheibe allgemein gebräuchliche
Abmessungen und Eigenschaften auf. Die Füllung des Isolierraumes mit einem
Edelgas bezieht sich auf den neben und zwischen den eingebrachten
Isolierstreifen verbleibenden freien Raum, wobei die Leuchtstreifen
und ihre einzelnen Elemente im direkten Kontakt mit dem Edelgas
zumindest teilweise sind. Eine erfindungsgemäße Isolierglasscheibe kann
somit an üblichen Stellen
wie Fassaden vorgesehen sein und ihre bautechnische Anordnung ist
durch die erfindungsgemäße Ausstattung
mit Leuchtstreifen nicht oder nur gering veränderbar. Es können vorhandene
Isolierglasscheiben durch erfindungsgemäße ersetzt oder bei einem Neubau
können
einfach anstelle bekannter Isolierglasscheiben erfindungsgemäße Isolierglasscheiben
verwendet werden. Insbesondere dürften die
erfindungsgemäßen Isolierglasscheiben
keinen oder kaum Einfluss auf eine etwaige Gebäudestatik haben. Auch das Vorsehen
zusätzlicher
Halterungen für
die Isolierglasscheiben zum Darstellen statischer oder bewegter
Bilder ist im Grunde nicht erforderlich.
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Insbesondere
können
auch Isolierglasscheiben mit im Grunde beliebigen, insbesondere
beliebig großen
Abmessungen mit Leuchtstreifen versehen werden wie beispielsweise
auch eine Scheibengröße von 2,7 × 3,5 m
bzw. 3,5 m × 2,7
m, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Isolierglasscheibe dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
eine Zwischensteuereinheit vorgesehen ist zum Empfangen eines Bilddatensignals
von einer Zentralsteuereinheit, zum Extrahieren von Endsteuerdaten
aus dem Bilddatensignal für
einzelne Leuchtstreifen zum jeweiligen Ansteuern der lichtemittierenden
Elemente des jeweiligen Leuchtstreifens und Übertragen der Endsteuerdaten
an die Endsteuereinheiten der jeweiligen Leuchtstreifen. Demnach
ist für
mehrere Endsteuereinheiten, die jeweils auf einem Leuchtstreifen
angeordnet sind, eine Zwischensteuereinheit vorgesehen, die ein
Gesamtbilddatensignal empfängt
und dort Daten empfängt
und extrahiert und an die Endsteuereinheiten verteilt. Dabei umfasst
ein solches Bilddatensignal im Grunde sämtliche Bilddaten eines Gesamtbildes,
das mithilfe mehrerer Leuchtstreifen und insbesondere mithilfe mehrerer
Isolierglasscheiben dargestellt werden soll. Jedes lichtemittierende
Elemente bzw. jede Gruppe lichtemittierender Elemente einer Endsteuereinheit
ist dazu vorbereitet einen Bildpunkt, auch Pixel genannt, darzustellen.
Jeder Bildpunkt bzw. jedes Pixel ist eindeutig insbesondere durch
zweidimensionale Koordinaten identifiziert. Das Bilddatensignal,
das von der Zentralsteuereinheit stammt, umfasst die Informationen
zur Ansteuerung jedes Pixels des gesamten Bildes oder zumindest
eines Teilbildes. Die Zwischensteuereinheit empfängt dieses Bilddatensignal
und extrahiert – gegebenenfalls
mithilfe einer weiteren Vorsteuereinheit – die Bildinformationen, die
für die
Leuchtstreifen relevant sind, mit denen die jeweilige Zwischensteuereinheit über Datenleitungen
verbunden ist. Bei einem beispielhaften Bild mit 26 Pixelzeilen
A–Z und
500 Pixelspalten 1–500
ergibt sich ein Pixelfeld mit den Koordinaten Al-Z500, aus der z.
B. eine Zwischensteuereinheit die Informationen für die Pixel
A1-M250 extrahiert und den betreffenden 250 Spalten zuführt. Die
entsprechenden für
einen Leuchtstreifen relevanten Pixelinformationen werden über die
Datenleitungen zu dem jeweiligen Leuchtstreifen übertragen und von den jeweiligen
Endsteuereinheiten zum Ansteuern jedes lichtemittierenden Elementes
bzw. jeder Gruppe lichtemittierender Elemente eines Pixels verwendet.
Die Datenleitungen umfassen gemäß einer Ausführungsform
vier einzelne Leitungen, je eine für ein Clock-Signal, ein Latch-Signal,
ein Datensignal und eine Minusleitung bzw. Erdungsleitung.
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Vorzugsweise
ist eine Zwischensteuereinheit für
jeweils eine Scheibe und bis zu 175 Leuchtstreifen vorgesehen. Entsprechend
ist eine Zwischensteuereinheit mit mehreren Leuchtstreifen über Datenleitungen
verbunden. Vorzugsweise ist die Zwischensteuereinheit – gegebenenfalls
unter Zuhilfenahme einer Vorsteuereinheit – dazu vorbereitet das Bildsignal
von der Zentralsteuereinheit durch drahtlose Übertragung, optische Übertragung
oder leitungsgebunden wie beispielsweise über einen Datenbus zu empfangen.
Insbesondere durch die Verwendung einer optischen Übertragung
können
Daten schnell und somit für
ein großes
Gesamtbild mit vielen Pixeln übertragen
werden. Die Verwendung einer drahtlosen Übertragung ist insbesondere
vorteilhaft zur Einsparung einer Vielzahl von Datenleitungen. Hierdurch
kann eine Vielzahl von Isolierglasscheiben auf einfache Weise beispielsweise
an einer Fassade zu einer Gesamtfläche zusammengefügt und angesteuert
werden, ohne dass die Fassade bzw. das zugehörige Gebäude für eine entsprechende Leitungsverlegung
vorbereitet sein muss. Gegebenenfalls sind bei großen Flächen mehrere
Verstärker
vorzusehen, um die Reichweite der Funk-Übertragung
von der Zentralsteuereinheit aus zu erhöhen und sämtliche Zwischensteuereinheiten
zu erreichen.
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Weiterhin
wird eine Isolierglasscheibenanordnung mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Isolierglasscheiben
vorgeschlagen, wobei die Isolierglasscheibenanordnung außerdem eine
Zentralsteuereinheit zum Bereitstellen eines Bilddatensignals zum
Steuern der Darstellung eines statischen oder dynamischen Gesamtbildes
durch die lichtemittierenden Elemente der Isolierglasscheiben in
ihrer Gesamtheit umfasst. Demnach werden mehrere Isolierglasscheiben
kombiniert und sind über
eine Zentralsteuereinheit gemeinsam ansteuerbar. Somit kann mithilfe
mehrerer zusammengesetzter Isolierglasscheiben ein dynamisches oder
statisches Gesamtbild dargestellt werden. Neben einem statischen
Bild, also einem Standbild, sind auch dynamische Bilder wie Filme
und Videos oder dergleichen als auch dynamische und/oder abstrakte
Sequenzen oder Effekte darstellbar sowie Schrift einschließlich Laufschrift. Zum
Darstellen eines dynamischen Bildes insbesondere Filmes können Daten
sukzessive von der Zentralsteuereinheit für jeden darzustellenden Zeitpunkt übertragen
werden.
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Außerdem wird
ein Verfahren gemäß Anspruch
14 vorgeschlagen. Demnach werden mehrere Isolierglasscheiben verwendet,
für die
eine Zentralsteuereinheit vorhanden ist. Die Zentralsteuereinheit erzeugt
ein Bilddatensignal, das Informationen zum Ansteuern sämtlicher
zur Darstellung verwendeter lichtemittierender Elemente der Isolierglasanordnung erzeugt,
insbesondere Informationen zu jedem Pixel eines Bildes und gegebenenfalls
für jeden
darzustellenden Zeitpunkt erzeugt. Ein solches Bilddatensignal wird
mittels eines Datenbusses leitungsgebunden, drahtlos und/oder optisch
von der Zentralsteuereinheit an die Zwischensteuereinheiten übertragen. Die
Zwischensteuereinheiten extrahieren dann Endsteuerdaten aus dem
Bilddatensignal zum jeweiligen Ansteuern der lichtemittierenden
Elemente des jeweiligen Lichtstreifens. Von den Zwischensteuereinheiten
werden die extrahierten Endsteuerdaten an die Endsteuereinheiten
der jeweiligen Laufstreifen übertragen.
Die Endsteuereinheiten erhalten hierdurch die nötigen Informationen zum Ansteuern
des jeweiligen, einem Pixel zugeordneten lichtemittierenden Elementes
bzw. der jeweiligen Gruppe lichtemittierender Elemente eines Pixels.
Aufgrund dieser Daten steuert dann jede Endsteuereinheit das ihr
zugeordnete lichtemittierende Element bzw. die ihr zugeordnete Gruppe
lichtemittierender Elemente an, um den jeweiligen Bildpunkt des
Bildes zum jeweiligen Zeitpunkt wie gewünscht zu erzeugen.
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Vorzugsweise
wird nach dem Übertragen
der Endsteuerdaten von den Zwischensteuereinheiten an die Endsteuereinheiten
der jeweilige Leuchtstreifen erst ein Freigabeund/oder Startsignal
an die Endsteuereinheiten gesendet, um das Ansteuern einzelner lichtemittierender
Elemente durch die jeweiligen Endsteuereinheiten zum Darstellen
jeweils eines Bildpunktes des Bildes durch wenigstens ein lichtemittierendes
Element zu starten, insbesondere für alle Endsteuereinheiten zeitgleich
zu starten. Hierfür kann
ein Latch-Signal verwendet werden. Somit können zunächst die Daten für sämtliche
Pixel an die einzelnen Endsteuereinheiten übertragen werden und die Darstellung
kann dann durch ein Startsignal für alle Pixel zeitgleich also
synchron beginnen. Die an die Endsteuereinheiten hierbei übertragenen
Steuerdaten können
auch Informationen für
mehrere Zeitpunkte, insbesondere für eine Filmsequenz erhalten.
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Vorzugsweise
können
insbesondere die Zentralsteuereinheit und/oder die Zwischensteuereinheiten
Bilddatenspeicher aufweisen zum Speichern von Bilddaten von darzustellenden
Bildern oder Bildsequenzen.
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Außerdem können in
den Endsteuereinheiten auch Korrekturwerte programmiert, hinterlegt oder
gegebenenfalls adaptiv erzeugt werden. Durch solche Korrekturwerte
können
lokale Besonderheiten jedes Pixels berücksichtigt werden, so dass
beispielsweise Pixel an einem Rand des Isolierglases etwas heller
geschaltet werden, um einen benachbarten, unbeleuchteten Randbereich
auszugleichen.
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Ebenso
kann vorgesehen sein, die Darstellung des Gesamtbildes oder eines
Teilabschnitts zu messen und gegebenenfalls einen Ausgleich zu schaffen,
der beispielsweise für
einen besonders hellen, insbesondere weißen Bereich einen Ausgleich schafft.
Ein solcher Ausgleich kann über
die Zentralsteuereinheit oder lokal durch eine Zwischensteuereinheit
oder eine Endsteuereinheit vorgenommen werden. Sie kann adaptiv
verändert
oder fest vorgegeben sein. Hierfür
werden vorzugsweise Messwerte, insbesondere Helligkeitsmesswerte
im Bereich der Isolierglasscheibenanordnung oder in einem Teilbereich
davon zur Zentralsteuerung und/oder zu Zwischensteuerungen zurückgeführt und
die Ansteuerung einzelner oder aller lichtemittierender Elemente davon
abhängig
angepasst.
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Vorteilhaft
ist es zudem, eine Gebäudefassade
mit einer Isolierglasscheibenanordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Isolierglasscheiben
zu versehen. Hierbei können
auch Isolierglasscheiben unterschiedlicher Größe und Form kombiniert werden.
Die Wahl der jeweiligen Isolierglasscheibe hängt im Wesentlichen ab von
der damit auszustattenden Fassade. Die Zentralsteuereinheit und
die Zwischensteuereinheiten können
beliebig an unterschiedliche Isolierglasscheibengrößen und
damit an unterschiedliche Anzahlen von Leuchtstreifen in einer Isolierglasscheibe
und an unterschiedliche Anzahlen von lichtemittierenden Elementen
auf einem Leuchtstreifen, also insbesondere an unterschiedliche
Leuchtstreifenlängen
angepasst werden. Grundsätzlich
kann auch eine Zwischensteuereinheit mit Leuchtstreifen unterschiedlicher
Isolierglasscheiben verbunden sein.
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Auch
schräge
Anordnungen von einer oder mehreren Isolierglasschreiben oder sogar
waagerechte Anordnungen wie beispielsweise in einem schrägen oder
flachen Dach eines Gebäudes
können vorgesehen
sein. Außerdem
ist die Verwendung einer Isolierglasscheibe auch als Leuchtmittel
möglich, indem
beispielsweise die lichtemittierenden Elemente von der Isolierglasscheibe
aus zum Innenraum eines Gebäudes
weisen. Dies kann insbesondere bei im Dachbereich angeordneten Isolierglasscheiben vorteilhaft
sein. Beispielsweise kann eine Isolierglasscheibe so eingesetzt
werden, dass tagsüber
Tageslicht durch sie in das Gebäude
hineinscheint und nach Einbruch der Dunkelheit die Beleuchtung des Innenraums
dann durch die eingeschaltete Isolierglasscheibe vorgenommen wird.
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Mit
anderen Worten betrifft die Erfindung somit eine in Isolierglas
eingebaute Anzeigentechnik, die es ermöglicht aus einer oder mehreren
Isolierglasscheiben ein Display zur Präsentation von optischem Inhalt
zu realisieren. Dabei ist die Durchsicht von der aus dem Gebäude auch
bei eingeschaltetem Display durch eine Transparenz von beispielsweise zumindest
80% bei einem Pixelabstand von 2 cm gegeben. Ist ein solches Display,
das auch als Bildschirm angesehen werden könnte, abgeschaltet, ist auch
die Durchsicht ins Gebäudeinnere
möglich.
Das Display kann dabei aus einer beliebigen Menge auch unterschiedlicher
Größen von
Isoliergläsern
bestehen. Dies bietet die Möglichkeit
das System auch in vorhandene Fassaden zu integrieren. Jede Isolierglasscheibe
des Displays erhält,
der Größe und Formen
der Einheit und des gewünschten
Pixelabstands entsprechend eine bestimmte Anzahl von Leuchtstreifen,
die auch als Leiterplattenspalten oder gegebenenfalls als Leiterplattenreihen
bezeichnet werden können,
auf denen die lichtemittierenden Elemente, deren elektronische Ansteuerung,
einschließlich
der Ansteuerung der einzelnen Pixel und Weiterleitung der Steuersignale
zum jeweils nächsten
Pixel, und Leitung für
die Stromversorgung untergebracht sind. Der entsprechend angepasste
Abstandhalterahmen der Isolierglasscheibe, der bei rechteckigen
Isolierglasscheiben im Grunde vier miteinander verbundene Abstandhalter
aufweist, wird zur Aufnahme der jeweiligen Spalten- bzw. Reihenenden
genutzt und dient gleichzeitig als Leiter für die Stromversorgung der Spalten.
Insbesondere zwei der Abstandhalter dienen als Leitung für die Stromversorgung.
Entlang einer Seite des Abstandhalters des Isolierglases befindet
sich auch die sogenannte Backplane. Diese erhält von der Zentralsteuerung
bzw. Zentralsteuerungseinheit des Gesamtdisplays die Bildinformationen
und leitet diese, vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Zwischensteuereinheiten
an die entsprechenden Spalten bzw. Reihen weiter.
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Eine
oder mehrere Isolierglasscheiben können erfindungsgemäß auch als
Transmedia-Fassade aufgefasst
werden, die als Fassade, aber auch freistehen oder hängend angebracht
werden kann, wobei die lichtemittierenden Elemente, insbesondere zusammen
mit den Leuchtstreifen so eingebaut sind, dass eine Transparenz
auch aus unmittelbarer Nähe von
vorzugsweise mindestens 80% gegeben sein soll. Unter unmittelbarer
Nähe kann
in diesem Zusammenhang ein Betrachter verstanden werden, der aus
dem Fenster sieht, in das die genannte Transmedia-Fassade eingebracht
ist. Im ausgeschalteten Zustand sind die Einbauten, insbesondere
die Leuchtstreifen im Isolierglas bei entsprechend großem Abstand
des Betrachters weder von außen
noch von innen deutlich wahrzunehmen.
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Für die Ansteuerung
eines durch eine Isolierglasscheibe oder mehrere Isolierglasscheiben
gebildetes Display erfolgt durch eine zentrale Steuereinheit, welche
die gewünschte
optische Information des ersten Bildes entsprechen der Auflösung des Displays
in einem sogenannten Bitstream zur ersten Isolierglasscheibe sendet.
Dort wird von in der Backplane integrierten Steuerungen, insbesondere
Zwischensteuereinheiten die für
die Einheit benötigten Bildinformationen
mit einem Clock-Signal an die entsprechenden Spalten also Leuchtstreifen
der jeweiligen Isolierglasscheibe weitergeleitet. In der betreffenden
Spalte des Leuchtstreifens gibt ein Steuerchip, insbesondere eine
Endsteuereinheit des ersten Pixels nicht benötigte Bildinformationen über einen
Bus bzw. Datenleitungen an den Steuerchip bzw. an die Endsteuereinheit
des zweiten Pixels weiter. Entsprechend folgt gegebenenfalls eine
Weitergabe für
ein drittes und weitere Pixel. Mit den für den Bildpunkt erhaltenen
Informationen steuert der Chip die zugehörigen LEDs, insbesondere RGB-LEDs
an. Außerdem
werden Bildinformationen von einer Steuerung der Backplane, die
auch eine Zwischensteuereinheit sein kann, an die zweite zum Display
gehörende
Isolierglasscheibe weitergeleitet. Dieser Vorgang wiederholt sich
sehr schnell bis zur letzten Isolierglasscheibe. Über das
mitgelieferter Latch-Signal werden dann auf einmal die Bildinformationen
des zeitlich ersten Bildes an allen Pixeln aktiv geschaltet und
entsprechend dargestellt.
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Die
Erfindung nutzt insbesondere die in einer Fassade vorhandenen Isolierglasscheiben,
dabei werden eine Vielzahl von Isolierglasscheiben, auch unterschiedlicher
Größe und Art
verwendet, wie zum Beispiel gewöhnliche
transparente Isoliergläser
aber auch intransparente Brüstungsisoliergläser bei
denen eine intransparente Scheibe in einer Ebene 3 bzw.4 liegt.
Die maximale Größe eines
solchen Systems ist nahezu unbegrenzt. Liegen zwischen den einzelnen
Isoliergläsern
nur relativ schmale undurchsichtige Bereiche – wie bei einer Pfosten Riegel
Konstruktion üblich – sind diese
vom Auge des Betrachters durch das überstrahlende Bild der Fassade kaum
wahrzunehmen. Bei größeren „nicht
aktiven” Flächen, wie
Mauerwerk zwischen einzelnen Fenstern, lässt sich durch eine elektronische
Helligkeitsanpassung im Randbereich zu diesen Flächen gut überblenden. Dabei wird gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung vorgeschlagen, dass für jedes Pixel entsprechende
Korrekturwerte in den Endsteuereinheiten, insbesondere den Pixelansteuerchips
programmierbar sind.
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Entscheidend
für die
Transparenz des Displays ist der Pixelabstand und Ausmaße der für die Spalte
verwendeten Leiterplatte. Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Breite der Leiterplatte etwa 4 mm. Dies ergibt bei einem
Pixelabstand von 20 mm bei senkrechten Blick durch die Verglasung
eine Transparenz von 80%. Systeme gemäß dem Stand der Technik, bei
denen lichtemittierende Elemente außerhalb des Isolierglases angeordnet
sind erreichen eine solche Transparenz bei einem Pixelabstand von
40 mm und mehr. Bei einem Pixelabstand von 40 mm kann mit der vorliegenden
Erfindung evtl. eine Transparenz von 90% bei senkrechter Durchsicht
erreicht werden. Vorgenannte Systeme außerhalb des Isolierglases erreichen
somit bestenfalls bei vergleichbarer Transparenz ein Viertel der
Auflösung bei
gleicher Fläche;
dies entspricht einem doppelten Pixelabstand.
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Ein
wichtiger, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegender Punkt ist,
die Abwärme
des Systems möglichst
klein zu halten. Darum wird vorgeschlagen, die Stromversorgung der
einzelnen Isolierglasscheiben nahe bei diesen zu platzieren, große Abstände haben
Spannungsverluste in den Leitungen zur Folge, dies wiederum hätte zur
Folge, dass man mit deutlich höheren
Spannungen wie sie die Schaltung eigentlich nicht benötigt vom
Netzteil abgehen würde.
Die zu hohe Spannung müsste
bzw. würde
dann im Isolierglas wieder in Wärme
umgewandelt werden.
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Bevorzugt
wird eine Isolierglasscheibe in der Fassade von Gebäuden oder
als vorgehängte
oder freistehende Fassade aus Isolierglas eingesetzt. Grundsätzlich lassen
sich mit der erfindungsgemäßen Technik
auch Anwendungen ohne die Verwendung von Isolierglas realisieren,
so ist es möglich
das System, insbesondere die Leuchtstreifen, zum Beispiel zwischen
zwei Kunststoffplatten zu montieren. Mit einer leicht zu transportierenden
Standardgröße von zum
Beispiel 1200 mm × 800
mm lässt
sich ein transportables, recht unempfindliches Displaysystem für Großveranstaltungen
herstellen. Dabei ist der Gewichtsvorteil von Kunststoff zu Glas
gravierend.
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Generell
ist durch die Kombination der verschiedensten Gläser bzw. Kunststoffe eine Vielzahl von
Ausprägungen
des Produkts möglich.
Beispielhaft seien hier genannt:
- a) Außenscheibe
Sonnenschutzglas – Innenscheibe
Wärmeschutzglas:
Durch den hohen Reflexionsgrad der Außenscheibe von außen sind die
Einbauten bei Tageslicht von außen
gar nicht mehr zu erkennen, wenn das Display bzw. die Leuchtstreifen
abgeschaltet sind.
- b) Außenscheibe
Normalglas – Innenscheibe
getöntes
Glas: Der Kontrast des Displays wird durch den getönten Hintergrund
erhöht,
das Display wirkt heller.
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Die
Erfindung schafft noch eine weitere mögliche Anwendung: So ist das
System auch zur Raumseite und hier auch im Dachbereich einsetzbar.
Dies ermöglicht
die Präsentation
von optischen Inhalten auch im Gebäude, aber auch der Einsatz
des Systems zur Effektbeleuchtung ist möglich.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die begleitenden Figuren näher
erläutert.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Isolierglasscheibe schematisch.
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2 zeigt
die Draufsicht einer Isolierglasscheibe gemäß 2 in einer
horizontalen Anordnung.
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3 zeigt
schematisch eine Isolierglasscheibenanordnung mit sechs Isolierglasscheiben und
einer Zentralsteuereinheit.
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4 zeigt
eine Fassade mit erfindungsgemäßen Isolierglasscheiben.
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5 zeigt
einen Ausschnitt einer seitlichen Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Isolierglasscheibe.
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6 veranschaulicht
die Transparenz und Durchsichtmöglichkeit
durch eine erfindungsgemäße Isolierglasscheibe.
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7 verdeutlicht
die Winkelaufteilungen der möglichen
Durchsicht durch eine erfindungsgemäße Isolierglasscheibe.
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8 zeigt
schematisch die Befestigung zwischen einem Leuchtstreifen und Abstandhaltern.
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9 zeigt
schematisch die Verbindungsstruktur eines Trägers eines Leuchtstreifens
einschließlich
einer Leiterplatte in einer Schnittdarstellung.
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Es
ist zu beachten, dass gleiche Bezugszeichen ähnliche aber nicht identische
Merkmale oder Elemente derselben oder auch unterschiedlicher Ausführungsformen
zeigen können.
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In 1 ist
eine Isolierglasscheibe 100 schematisch dargestellt mit
einem oberen und unteren Abstandhalter 3, zwischen denen
eine Vielzahl von Leuchtstreifen 1 befestigt ist. Die Abstandhalter 3 sind
vorzugsweise als massive Metallstäbe oder Profile, beispielsweise
im Querschnitt T-förmig
ausgebildet, um die Leuchtstreifen 1 zu halten und als
Stromzuführung
zu dienen. Die seitlichen Abstandhalter 2 werden im Wesentlichen
dazu benötigt,
zusammen mit den beiden Abstandhaltern 3 die erste und
zweite Scheibe aus Glas gegeneinander beabstandet zu halten und
einen dazwischen ausgebildeten Isolierraum gasdicht abzuschließen. Die
seitlichen Abstandhalter 2 können hohl ausgestaltet und
mit einem Trockenmittel versehen sein.
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Die 2 verdeutlicht,
dass auch eine vertikale Aufstellung der Isolierglasscheibe 100 der 1 möglich ist.
Die Leuchtstreifen 1 können
hierbei waagerecht zwischen den Abstandhaltern 3 gespannt sein.
Die Abstandhalter 3 sind gemäß 2 senkrecht
angeordnet, sind aber als massive Metallstäbe ausgebildet, um auch einen
Versorgungsstrom zu den Leuchtstreifen 1 bereitstellen
zu können.
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Die
Isolierglasanordnung 30 der 3 umfasst
sechs Isolierglasscheiben 100'. Jede Isolierglasscheibe 100' ist mit einer
sogenannten Backplane 7 zum Verteilen von Ansteuerinformationen
für einzelne
Leuchtstreifen und den darauf angeordneten lichtemittierenden Elementen
versehen. Die Backplane 7 kann auch jeweils eine oder mehrere – nicht
dargestellte – Zwischensteuereinheiten
umfassen. Außerdem
ist eine Stromversorgung 8 für jede Isolierglasscheibe vorgesehen.
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Eine
zentrale Steuereinheit 4 erzeugt Bilddaten für alle Isolierglasscheiben 100', die die Isolierglasscheibenanordnung 30 bilden.
Die Bilddaten werden über
die erste Hauptdatenleitung 5 von der Zentralsteuereinheit 4 zu
einer Backplane 7 einer ersten Isolierglasscheibe 100' geleitet. Die
Backplane 7 extrahiert die für ihre Isolierglasscheibe 100' relevanten
Informationen und leitet das Bilddatensignal auf der Verbindungsdatenleitung 6 zur
Backplane 7 der nächsten
Isolierglasscheibe 100' weiter.
Dieser Vorgang wird für
sämtliche
Isolierglasscheiben 100' und
auch die letzte Isolierglasscheibe 100* durchgeführt. Anders
als in 3 dargestellt kann gemäß einer weiteren Ausführungsform
von der Isolierglasscheibe eine Rückführung zur Zentralsteuereinheit 4 erfolgen.
Auf einer solchen Rückführung können Messdaten
oder Rückmeldungsdaten
der einzelnen Isolierglasscheiben 100' und 100* bzw. der entsprechenden
Backplane 7 an die Zentralsteuereinheit 4 zurückgeführt werden.
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4 zeigt
eine Fassade 40 mit einer Tür 41 und verschiedenen
nicht erfindungsgemäßen Fensterscheiben 42,
die im Grunde im Erdgeschossbereich 12 angeordnet sind.
Außerdem
zeigt das Schema der 4 die Front für das erste
bis dritte Stockwerk in dem Bereich 11. Fenster des ersten
bis dritten Stockwerks gemäß Bereich 11 sind
mit vertikal angeordneten Isolierglasscheiben 9 und horizontal angeordneten
Isolierglasscheiben 9a gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung
versehen. Zwischen den Isolierglasscheiben 9 und 9a sind
Teile der Fassade wie Fassadenträger 10 zu
erkennen. Die insgesamt 56 Isolierglasscheiben 9 und 9a bilden
somit ein Gesamtdisplay für
die dargestellte Fassade 40. Dabei sind die Isolierglasscheiben 9 und 9a in
der Fassade 40 als reguläre Verglasung also im Grunde
als Fenster angeordnet. Es ist klar, dass schon aus der Tatsache,
dass die ersten Isolierglasscheiben 9a oberhalb des Erdgeschosses
gemäß Bereich 12 beginnen,
ein vor der Fassade stehender Betrachter sich in einem gewissen
Mindestabstand selbst zur untersten Isolierglasscheibe 9a befinden
muss und etwaige Leuchtstreifen im ausgeschalteten Zustand kaum
sichtbar sind.
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Die
schematisch dargestellte Gebäudefassade
der 4 kann somit im Bereich 11 des ersten bis
dritten Stockwerks als Großdisplay
verwendet werden. Der Bereich im Erdgeschoss im Bereich 12 ist
nicht betroffen. Dabei ist 4 nur exemplarisch dargestellt
und es können
insbesondere bei noch größeren Fassaden
im unteren Bereich mehrere Stockwerke freibleiben und ein Großdisplay
in einem deutlich höheren
Bereich angeordnet werden.
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Aus
der 5 wird der Aufbau einer Isolierglasscheibe deutlich,
von der nur ein Ausschnitt in einer Schnittdarstellung dargestellt
ist. Eine erste und zweite Glasscheibe 13, 14 sind
mithilfe mehrerer Abstandhalter, von denen allerdings nur der Abstandhalter 15 zu
sehen ist, beabstandet und parallel zueinander angeordnet. Zum Abdichten
ist zusätzlich ein
Dichtbereich 16 vorgesehen, in dem auch eine Datenleitung,
insbesondere ein Datenbus geführt sein
kann.
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An
dem Abstandhalter 15 ist ein Leuchtstreifen 50 befestigt.
Der Abstandhalter 15 dient somit ebenfalls gleichzeitig
als Befestigung. Der Leuchtstreifen 50 umfasst zwei Metallstäbe, von
denen der erste Metallstab 21 zu erkennen ist, der einen
gemäß Blickrichtung
auf die 5 hinteren Metallstab verdeckt.
Auf dem Metallstab 21 und auch dem verdeckten Metallstab,
die miteinander fest verklebt sind, ist eine Leiterplatte 20 mittels
eines partiell elektrisch leitenden Klebestoffs befestigt. Die Leiterplatte 20 ist als
durchgehende Leiterplatte ausgebildet und umfasst eine erste und
zweite Endsteuereinheit 19A bzw. 19B. Diese Endsteuereinheiten 19A und 19B sind
nur schematisch dargestellt und umfassen auch jeweils eine mehrfarbige
LED als lichtemittierendes Element.
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Der
Metallstab 21 ist elektrisch leitend mit dem Abstandhalter 15 verbunden.
Die Steuerdaten werden von einer Zwischensteuereinheit 17 über Datenleitungen 18 auf
die Leiterplatte 20 übertragen und
von dort aus sukzessive zu der ersten Endsteuereinheit 19A und
weiter zur zweiten Endsteuereinheit 19B weitergeleitet.
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6 zeigt
schematisch eine Person, die vor einer erfindungsgemäßen Isolierglasscheibe
steht. Die Durchsicht durch die Isolierglasscheibe hängt ab von
dem Abstand zwischen zwei benachbarten Leuchtstreifen, bezogen auf
zwei benachbarte lichtemittierende Elemente, der auch als Pixelabstand
bezeichnet werden kann, der Breite und der Tiefe des Leuchtstreifens,
wenn vereinfachend von einem im Querschnitt rechteckigen Leuchtstreifen
ausgegangen wird, und dem Abstand des Betrachters von der Isolierglasscheibe.
Aus diesen Werten ergibt sich ein minimaler Sichtwinkel a, oberhalb
dessen eine Sicht durch die Isolierglasscheibe möglich ist. Entsprechend ergibt
sich ein Freiwinkel, unter dem durch die Scheibe gesehen werden
kann. Je nach Abstand des Betrachters von der Scheibe ergibt sich
eine Scheibenbreite, in der er durch die Scheibe zumindest teilweise
sehen kann und die nachfolgend als Durchsichtbreite bezeichnet wird.
Die Zusammenhänge sind
in 7 zusätzlich
verdeutlicht. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Leuchtstreifen
senkrecht angeordnet sind.
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Bei
einem Pixelabstand von 20 mm, einer Breite von 4 mm und einer Tiefe
von 3 mm ergibt sich ein Sichtwinkel α von 10,7° und ein Freiwinkel von 158,5°. Bei senkrechtem
Blick kann eine Transparenz von 80% angegeben werden. Bei einem
Abstand von 1 m ergibt sich somit eine Durchsichtbreite von 10,5
m bzw. bei 5 m Abstand von 52,7 m.
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Wird
der Pixelabstand auf 40 mm erhöht,
beträgt
der Sichtwinkel α 4,8° und der
Freiwinkel 170,5°.
Die Transparenz bei senkrechtem Blick kann mit 90% angegeben werden.
Bei einem Abstand von 1 m ergibt sich somit eine Durchsichtbreite
von 23,9 m bzw. bei 5 m Abstand von 119,7 m.
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Gemäß 8 ist
in der Isolierglasscheibe 62 ein Leuchtstreifen 60 zwischen
einer ersten und einer zweiten Glasscheibe 63 und 64 angeordnet.
Zwei Endsteuereinheiten mit LED 61 sind symbolisch dargestellt.
Die Glasscheiben 63,64 werden mittels des oberen
und unteren Abstandhalters 65, 66 auf Abstand
gehalten. Der obere Abstandhalter 65 ist im Querschnitt
T-förmig
ausgebildet und hält über einen ersten
H-Adapter 67 den Leuchtstreifen 60. Zur Befestigung
des H-Adapters 67 ist sowohl zum oberen Abstandhalter 65 als
auch zum Leuchtstreifen 60 je ein Splint 68, 69 vorgesehen,
es kann auch z. B. eine Schraube verwendet werden.
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Am
unteren Abstandhalter 66 ist der Leuchtstreifen mittels
eines zweiten H-Adapters 70 befestigt. Die Befestigung
zwischen zweiten H-Adapter 70 und Leuchtstreifen 60 erfolgt
dabei über
einen Splint 71, wohingegen der zweite H-Adapter 70 über eine Feder 72 und
einen Stift 73 elastisch an dem unteren Abstandhalter befestigt
ist. Etwaige temperaturbedingte Längenänderungen des Leuchtstreifens 60 können somit über die
Feder 72 ausgeglichen werden, ohne dass die Feder 72 das
Gewicht des gesamten Leuchtstreifens 60 tragen muss.
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9 veranschaulicht
in einer Schnittansicht den Aufbau eines Trägers 80 mit daran
befestigter Leiterplatte 83. Etwaige Endsteuereinheiten
oder lichtemittierende Elemente sind zur besseren Übersicht
nicht dargestellt. Der Träger 80 besteht
im Wesentlichen aus einem ersten und zweiten Metallstab 81, 82,
die mittels eines elektrisch isolierenden Klebstoffs 84 miteinander
verklebt sind und dadurch eine feste, insbesondere torsionssteife
Konstruktion bilden. Die Leiterplatte 83 ist mittels eines
partiell elektrisch leitenden Klebstoffs 85 fest mit dem
ersten und zweiten Metallstab 81, 82 verbunden.
Der Abstand von der Leiterplatte 83 zum ersten und zweiten
Metallstab 81 bzw. 82 ist so gering, dass jeweils
eine elektrisch leitfähige
Verbindung entsteht. Eine elektrisch leitende Verbindung besteht
jedoch nicht in dem Klebstoff 85 entlang der Leiterplatte 83 und
damit auch nicht zwischen dem ersten und zweiten Metallstab 81, 82.
Die Metallstäbe 81, 82 können daher als
einzelne galvanisch getrennte Versorgungsleitungen verwendet werden.