DE4344990A1

DE4344990A1 - Anordnung zur rechnergesteuerten, örtlich und zeitlich begrenzten Manipulation der Farbtönung, Intensität und des Energiedruchtritts

Info

Publication number: DE4344990A1
Application number: DE4344990A
Authority: DE
Inventors: Pierre Nicolas Dr Med Foss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1995-07-06

Description

Es wäre zur Schonung der nicht erneuerbaren Energievorräte der Erde und zum Umweltschutz sehr wertvoll, wenn es gelänge den Energiefluß durch die Wände und Fenster von Gebäuden den wechselnden tages- und jahreszeitlichen Bedingungen anzupassen bzw. die enormen, extern bereitgestellten Energiemengen (vor allem die Sonnenenergie) situationsrecht zu nutzen. Die Gebäude müßten dann mit einer intelligenten, computergesteuerte Außenhaut versehen werden, die ein behagliches Innenklima der Räume erlaubt bei gleichzeitiger optimaler Energieausnutzung der jeweiligen Energiequellen. Mit einer solchen, energieeffizienten, ausgefeilten Bautechnologie könnte man die meisten Gebäuden energetisch autark machen, bzw. den Energieüberschuß ins allgemeine Stromnetz leiten.

Die Erfindung soll hierfür einen erheblichen Beitrag leisten.

Von einer englischen Tochtergesellschaft der Firma E. Merck, Darmstadt, wird ein "Electro-optic window" mit dem Material "Licrilite" hergestellt, welches polymerverkapselte LC- Tropfen beinhaltet, und die Durchsicht durch ein Fenster durch rechnergesteuerte Streuung des Lichts verhindert. Dieses Fenster dunkelt nicht ab, ist sehr teuer und zur Energiegewinnung der durchtretenden Lichtenergie nicht geeignet. Eine Informationsdarstellung hiermit ist nicht möglich.

Von der Firma Nukem, einer Tochtergesellschaft der Siemens AG, werden zwischen die Fenster einbringbare, dünne Photovoltaikplatten angeboten, die jedoch die Durchsicht durch die Fenster irreversibel verhindern.

Ebenso werden von der Firma Flachglas Solartechnik GmbH in Glasfassaden integrierbare Photovoltaikzellen angeboten, die wenige Zentimeter Abstände voneinander haben und einen teilweisen Durchtritt des Lichts durch diese Spalte erlauben.

Auch werden in jüngster Zeit von mehreren Firmen elektrochrome und elektrothermische Schichten angeboten, die fest zwischen zwei Scheiben integriert werden, um je nach Spannungsführung bei verschiedenen Wetterbedingungen und Temperaturen eine definierte Menge an Licht durch die Scheiben hindurch zu lassen. Diese Schichten werden fest zwischen zwei großflächigen, transparenten Plattenelektroden aufgebracht und elektrisch gesteuert. Die Schichten sind nicht austauschbar oder beweglich. Allerdings werden Ionen, die in den Schichten gebunden sind, durch die angelegten Spannungen definiert bewegt. Diese Ionen werden aber nicht von außen den Spaltraum reversibel eingebracht. Auch ist nicht vorgesehen, eine größere Anzahl von separat steuerbaren Elektrodenflächen einzusetzen, einander zu nähern oder hiermit direkt Energie zu gewinnen.

Seit einigen Jahren bekannt sind ebenfalls Systeme, bei denen Polystyrol-Kugeln in den Spaltraum zwischen zwei Scheiben eines Fensters reversibel eingebracht werden, um diesen aufzufüllen je nach Stand der Sonne oder der Außenwärme. Die Kugeln werden nicht elektrostatisch beeinflußt oder lokalisiert an Oberflächenbereiche gebunden. Eine direkte Energiegewinnung aus der Sonnenenergie ist hiermit ebenfalls nicht möglich.

Die Firma Phototronics Solartechnik GmbH produziert zur Photovoltaik nutzbare Glasfassaden, in denen mit Dünnschichttechnik amorphes Silizium irreversibel aufgebracht wurde. Die Fenster sind semitransparent oder opak. Zeitlich und örtlich im Fenster variierbare Manipulationen der Energiegewinnung sind nicht möglich. Die Siliziumsubstanzen sind nicht beweglich, nicht austauschbar und die Transparenz nicht stufenlos variierbar. Die Glasfassaden können nicht für zusätzliche Zwecke (Werbung, Sonnenkollektor, reversible Farbgestaltung der Fassade u. a.) verwendet werden.

Die von der Firma Nukem erst kürzlich angebotene MIS-Technik für Solarzellen des Physikers Prof. Rudolf Hezel zeigt die gleichen Eigenschaften wie die Technologie von Phototronic. Sie soll jedoch kostengünstiger sein. Von der schweizer Firma AGERO AG wird seit neustem ein patentiertes Rollo-System ("AGERO reflex-rol") angeboten, das an der Innenseite der Fenster angebracht oder in den Spaltraum der Fenster eingebracht werden kann. Das Rollo kann je nach Belieben hoch oder heruntergelassen werden. Es besteht aus einer speziellen reflektierenden Folie, die in der Weltraumfahrt entwickelt wurde. Eine Partikel-Technologie oder elektromagnetische bzw. elektrostatische Kräfte sind für die Funktionsweise des Rollos nicht erforderlich.

In der Druckschriftenermittlung des Deutsches Patentamtes zu dieser Patentanmeldung wurde 29 Druckschriften eruiert, die sich zwar mit Beeinflussungen des Lichtdurchtritts durch transparente Objekte (vor allem Spiegel) befaßten, aber keine Partikeltechnologie nutzten.

Es wurden folgende Druckschriften bewertet:

DE 40 42 259 C1, DE 39 17 871 A1, DE 38 08 216 A1, DE 33 28 436 A1, DE 87 13 930 U1, US 50 62 689, US 49 23 283, US 47 14 324, US 46 69 829, US 45 69 575, US 44 62 661, US 40 30 813, US 36 12 657, EP 04 34 453 A2, EP 4 92 591 A1, DE 40 11 844 A1, DE 38 42 824 A1, DE 36 32 295 A1, DE 91 09 329 U1, US 50 76 674, US 49 78 208, US 47 23 834, US 47 01 021, US 45 83 824, US 44 75 031, US 41 13 360, US 39 09 116, EP 04 37 914 A2, EP 02 85 724 A2.

Aus der Physik ist bekannt, daß sich elektrisch geladene Teilchen (z. B. Elektronen) oder ferromagnetische Stoffe (z. B. Eisenspäne) in einem elektromagnetischen bzw. elektrostatischen Feld je nach der Polung und Stärke des elektromagnetischen Feldes ablenken bzw. dort binden lassen. Das Prinzip wird in vielen Geräten und Apparaten angewandt z. B. in der Xerographie bei Kopiergeräten, in elektrostatischen Abscheidern (Elektrofiltern) und der Fernsehtechnik.

In der Xerographie wird in einem ersten Schritt eine Halbleiterschicht im Dunkeln elektrostatisch über einen dünnen, elektrisch leitenden Draht durch Koronaentladung gleichmäßig aufgeladen. Danach wird diese Schicht gezielt belichtet, wobei je nach Menge des auftreffenden Lichts das Halbleitermaterial lokal entladen wird (Entstehung eines Ladungsbildes). Die noch aufgeladenen Areale werden dann mit feinen Toner-Farbpartikeln beladen, die aufgrund ihren gegensätzlich Aufladung an die entsprechenden Halbleiteroberflächen binden.

Es entsteht so ein exaktes Bild, eine Fotokopie, die bekanntermaßen sehr feine Farbabstufungen und Detailwiedergaben erlaubt. Im Handel sind verschiedenste Tonermaterialien mit Trägerpartikel (Zweikomponenten- Entwicklersysteme, Kunstharze, Glas, ferromagnetische Stoffe usw.), die meist durch gegenseitige Reibung aneinander elektrostatisch aufgeladen werden.

Die Aufbringung der Partikel auf das Halbleitermaterial kann ebenfalls über verschiedene, bewährte Techniken erfolgen (Magnetbürsten, Tonerkaskaden).

In der Displayertechnik werden rechnergesteuerte, kleine, schwache, elektromagnetische Felder zwischen kleinen transparenten Plattenkondensatoren zur gezielten Beeinflussung der optischen Eigenschaften von Flüssigkristallen genutzt. Die definierte Vielzahl der kleinen Plattenkondensatoren und der ebenfalls transparenten Steuerungstransistoren in ihren Ausdehnungen ergeben eine definierte Matrix von unabhängig voneinander steuerbaren elektromagnetischen Feldern.

Auf diese Weise lassen sich elektrische Signale in optische umwandeln.

Ziel der Erfindung ist es, ein vielseitiges System für transparente Objekte zu entwickeln, mit dem es möglich ist, ein Fenster wahlweise für verschiedenste Zwecke zu nutzen, ohne die Transparenz des Fensters irreversibel zu stören.

Der Einsatz eines solch vielfältigen Systems ist bisher unbekannt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in mindestens einen Spaltraum des transparenten Objekts, z. B. eines Fensters, von außen her bewegliche elektrisch geladene Partikel oder ferromagnetische Substanzpartikel eingebracht werden, die durch elektromagnetische oder elektrostatische Kräfte an bestimmte Flächen- oder Raumbereiche dieses Spaltraumes zeitlich gebunden werden können. Dieser erzwungene Aufenthalt im Spaltraum kann wiederum so manipuliert werden, daß diese elektromagnetisch oder elektrostatisch beeinflußbaren Partikel bestimmte Raumbereiche bevorzugen oder meiden bzw. an definierte Oberflächenbereiche dieses Spaltraums reversibel gebunden werden. Ist der Zweck der Bindung zeitlich erfüllt (z. B. die Abdunkelung des Fensters), so können diese Partikel wieder aus dem Spaltraum befördert werden, was durch Umpolungen der elektromagnetischen oder elektrostatischen Felder erfolgt. Zur Einbringung und Ausschleusung der Partikel können z. B. Gebläse oder Absaugvorrichtung oder rechnergesteuerte, elektrische Verwirbelungsfelder usw. genutzt werden. Die Entfernung der Partikel kann auch dadurch geschehen, daß ein elektrostatisch aufgeladenes Gitter zusätzlich in den Spaltraum eingezogen wird, das elektrostatisch die Partikel bindet und beim Herausziehen aus dem Spaltraum die Partikel aus diesem Bereich entfernt.

Als Trägermedium für die Partikel können spezielle Flüssigkeiten, Gase, Luft oder auch nur ein Luftvakuum dienen. Außerdem können diese Medien falls erforderlich auch elektrisch leitend sein und zum Beispiel als Elektrolyt dienen oder zur Kühlung.

Da prinzipiell jedes Material ionisiert werden kann, ist es möglich, gezielt für die entsprechende Aufgabe geeignete Materialien auszuwählen und ionisiert von außerhalb in den Spaltraum einzubringen.

Die ionisierbaren Partikel können als Stäube, Glimmer, Sände, Pulver, Ruße, Kügelchen, Perlen, kleine Bruchstücke, gelöste Teilchen, Splitter, Zerstäubungsprodukte, Suspensionen, Tropfen verschiedenster Korngrößen und Materialien (auch ferromagnetische Stoffe und Kunststoffe) sowie Farben verwendet werden. Diese Partikel können für ihre Aufgabe noch spezieller verarbeitet werden (z. B. Verkapselungen, Aufdampfen von Metallschichten am gesamten Partikel oder an Teiloberflächen des Partikels). Auch müssen über entsprechende Verfahren (z. B. Berührungselektrizität, Influenz- oder elektrostatische Induktion, Magnetspulen, Korona, durch Reibung und Rühren usw.) die Partikel für die elektromagnetischen und elektrostatischen Feldwirkungen und Kräfte sensibilisiert, d. h. z. B. ionisiert werden. Die Partikel können auch in mehreren Schichten aufeinander an den Oberflächenbereichen gebunden werden. Dies bedeutet, daß der Spaltraum als Fertigungsstätte genutzt wird. Natürlich können auch Partikel verwendet werden, die jedes einzelne für sich aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind.

Man erkennt hier, daß es eine Vielzahl von Varianten und Aufgabenstellungen möglich sein werden.

Die Ionisierung, Lagerung und die eventuell notwendige Trennung (z. B. Filtrationen, Elektrodialyse) der verschiedenen Partikel kann in den Randeinfassungen oder an angrenzenden Wänden der transparenten Objekte geschehen.

Die Partikel können aber genauso gut an optisch nicht störenden Stellen des Spaltraums gelagert werden. Durch elektromagnetische Kräfte können diese Partikel z. B. feines Eisenpulver an die relevanten Oberflächenbereiche des Spaltraums gebunden oder in relevanten Raumbereichen zentriert werden. Je nach Zentierung oder Stärke der Bindung der Eisenspäne erfolgt eine mehr oder minder starke Behinderung des Licht- und Energiedurchtritts durch das transparente Objekt.

Nach Beendigung der Aufgabe können die Partikel dann wieder in nicht störende Randbereiche des Objekts fixiert werden, was einer deutlichen Verstärkung des Lichtdurchtritts gleichkommt, also die Transparenz des transparenten Objekts wieder herstellt.

Die elektromagnetischen oder elektrostatischen Felder, die die Partikel in den Raumbereichen des Spaltraumes oder an die Oberflächenbereiche binden, können z. B. zwischen transparenten Flächenelektroden (aufgedampfte Metalloxide) aufgebaut werden. Die Steuerung der einzelnen Elektroden kann durch dünne, transparente Filmtransistoren (TFT′s) geschehen.

Entsprechende Techniken sind bei der Produktion der Displayer gut bekannt.

Die Flächenelektroden können leicht in verschiedensten Größen und Formen hergestellt werden und in einer beliebigen, definierten Anzahl (Matrix) an den inneren Oberflächen den Spalträume gegenüberliegend angeklebt oder aufgedampft werden. Man könnte auch feine, aufgeklebte Kontaktgitter verwenden wie sie ähnlich in der Photovoltaik Verwendung finden.

Man braucht diese Techniken jedoch nicht unbedingt. Wenn z. B. nur die gesamte innere Oberfläche einer Scheibe elektrisch aufgeladen werden soll, ohne daß also eine Matrix aus vielen einzel steuerbaren Spannungsflächen genutzt werden soll, so kann diese gesamte Oberfläche eventuell nach Beschichtung mit geeigneten Materialien ionisiert werden. Dies bedeutet einen wesentlich geringeren technischen Aufwand.

Auch kann bei kleinen Spaltraummaßen, wie sie beim Bau der erfindungsgemäß aufgebauten Partikel-Displayer angewandt werden kann, die Spannungsteuerung zur Zentrierung der Partikel im optisch relevanten Spaltraumbereich ganz von den Seitenbereichen des Spaltraums aus geschehen.

Vorzugsweise sind jedoch viele, separat steuerbare Flächenelektroden zu verwenden, da sie es gewährleisten, daß örtlich und zeitlich begrenzte Funktionsmuster im transparenten Objekt möglich werden.

Die Steuerung der Elektroden kann z. B. durch die Chip-on glas-Technik der Firma AEG geschehen, wie bei der LCD- Fertigung üblich.

Der große Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß je nach Aufgabenstellung verschiedenste Partikelmaterialien, in unterschiedlichsten Größen und Formen zeitlich und örtlich begrenzt in das transparente Objekt eingebracht werden können.

Ein Fenster wird so zu einem multifunktionalem High-Tech- Gerät (Fenster, Rolladen, Sonnenkollektor, Photovoltaikzelle, Displayer, Wärme- und Hitzeschutz, Schalldämmung, Selbstreinigung), das außerordentliche Vorteile bietet.

Abgesehen von dienen Pluspunkten ergibt sich der Vorteil, daß die verwendeten Materialien im Gegensatz zu den LCD′s sehr billig und in großen Mengen zu beziehen sind. So können Metallstäube, Glimmer, Ruse oder Pulver aus verschiedenen Glassorten und Kunststoffen, Zerstäubungsprodukte, Suspensionen usw. verwendet werden, deren Güte oder Reinheit nicht hoch sein muß. Die technische Herstellung solcher Fenster wird wahrscheinlich einfacher zu handhaben sein als die der LCD′s.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch wesentlich robuster. Hohe Temperaturen werden gut vertragen und Schwankungen in der Breite des Spaltraumes toleriert. Auch treten bei defekten Fenstern keine toxischen Substanzen auf. Verbrauchte Partikel können einfach ausgetauscht werden. Auch ist es möglich, die erfindungsgemäß aufgebauten, transparenten Spalträume separat zu fertigen und sie dann in die üblicherweise vorhandenen Spalträume der Fenster, also des transparenten Objekts, einzusetzen. Dies erlaubt einen nachträglichen Einbau der Erfindung. Es können auf diese Weise auch unabhängig voneinander, je nach Aufgabenstellung, mehrere erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume in die Fenster integriert werden, die zur Wartung und Reparatur ausgetauscht werden. In diesen extern gefertigten Spalträumen können die Partikel schon eingebracht sein. Werden die Spaltraumwände aus transparentem, dehnbarem, flexiblem Material produziert (ähnlich einer Klarsichtfolie), so könnten sie zusammen gerollt oder gefaltet werden, was ihren Transport erleichtert.

Durch die Integration dieser Erfindung in großflächige, transparente Objekte, wie Fenster, Glasscheiben, Glasdächer, Wintergärten, Gewächshäuser, Glasfassaden, Schaufenster, Kirchenfenster, Glaswände, Glasmauern usw. kann der Lichteinfall in den rückwärtigen Raum optimal den jeweiligen, gewünschten Bedingungen angepaßt werden, da eine rechnergesteuerte Führung und Überprüfung möglich ist und separate Steuerungen der Raum- oder Oberflächenbereiche durch die Matrix der Flächenelektroden variable Formen und Größen der Abdunkelung gewährleisten.

Ein separater Rolladen zur Abdunkelung ist nicht mehr notwendig. Keine Mechanik und kein Kraftaufwand ist dazu nötig, um die Abdunkelung durchzuführen.

Die Bedienung erfolgt durch Knopfdruck. Außerdem sind Abdunkelungsmuster des Fensters möglich, die mit keinem Rolladen herzustellen wären.

Werden in einem solchen Fenster farbige, lichtdurchlässige Partikel eingesetzt, so können farbige Informationen oder Bilder dargestellt werden, bzw. kann die Farbtönung des Lichtdurchtritts den Wetterverhältnissen angepaßt werden, um eine bessere Sicht nach außen zu erreichen (z. B. beim Cockpit in Flugzeugen).

Werden in das Fenster noch optische Sensoren oder Thermofühler integriert, so kann die Verdunkelung weiter dem Wärmeeinfall und der äußeren Lichtintensität angepaßt werden.

Sollen nur Teilbereiche eines transparenten Objekts abgedunkelt werden, z. B. durch eine bandförmige Spaltraumanordnung, die waagerecht von einem Rand des Fensters zum anderen verläuft, so kann diese in der Scheibe senkrecht verschoben werden, um an gewünschter Fensterstelle den Lichtdurchtritt zu manipulieren.

Eine solche Fensterversion wäre sicherlich für bestimmte Bereiche kostengünstiger als ein ganzes, erfindungsgemäß aufgebautes Fenster.

Auch könnten mehrere Spaltraumschichten, - separat hintereinander beweglich, - mit verschieden großen Matrixflächen der Elektroden verwendet werden, die dann je nach Aufgabenstellung eingesetzt werden können.

Die Meßergebnisse der Sensoren können auch den Verschmutzungsgrad der Scheibe ermitteln und diese einem rechnergesteuerten Reinigungssystem übertragen, das nun gezielt die Verunreinigung beseitigen kann. Dies würde erheblich Wasser oder Reinigungsmittel sparen und die Tätigkeit der Reinigungsfirmen überflüssig machen.

Werden piezoelektrische Partikel verwandt, so kann nach Auftragung eines Flüssigkeitsfilms auf die äußere Oberfläche des Fensters, das Fenster rechnergesteuert gereinigt werden, indem entsprechende Spannungsimpulse von den Elektroden auf die piezoelektrischen Partikel übertragen werden, die dann Ultraschallwellen aussenden, welche den Staub beseitigen.

Werden als Partikel schwarze Materialien verwendet, die die Energie der Sonnenstrahlen adsorpieren und sich dabei erwärmen, so kann diese Energie wiederum auf ein anderes Medium übertragen werden (z. B. Wasser) und für die Energieversorgung des Hauses nutzbar gemacht werden (Prinzip des Sonnenkollektors).

Man kann auch die aufgeheizten Partikel selbst wieder aus dem Spaltraum entfernen und deren Wärme dann außerhalb des Fensters auf ein geeignetes Medium übertragen. Die Abführung der Energie dient auch als Kühlung des transparenten Objekts. Ein Fenster, das dem prallen Sonnenschein ausgesetzt ist, kann Temperaturen von 80-100° Celsius erreichen.

Diese Wärmeenergie kann somit gleichzeitig genutzt werden. Das Fenster wird so zu einem wahlweise nutzbaren Sonnenkollektor.

Nutzt man Partikelmaterialien, die sich zur Photovoltaik eignen, wie z. B. billig herzustellende amorphe Siliziumstäube oder die von der Firma Panasonic momentan entwickelten, sehr kostengünstigen Siliziumkugeln, so können diese ebenfalls an die Oberflächen der Flächenelektroden oder der eingeschobenen elektrisch leitenden Gitter gebunden werden und deren erzeugter Strom abgeführt werden. Zur Abführung des Solarstroms können auch die elektrisch leitenden Trägermedien genutzt werden.

Die einzelne Flächenelektrode dient jeweils als eine Photo- Zelle, die mit den anderen Flächenelektroden wie üblich zusammengeschaltet, zur Addition der Spannung, genutzt werden kann. Auf der gegenüberliegenden Scheibe können die üblichen, dünnen Sammelleitungen oder Kontaktgitter zur Stromableitung aufgebracht werden. Sind die Siliziumpartikel auf den Elektrodenoberflächen gebunden, so kann eine der Glasscheiben an die andere durch geeignete Mittel (Druck, magnetische Anziehung) bis zum Kontakt genähert werden. Die kann auch durch gezielte Distanzänderungen der einzelnen Elektrodenpaare erfolgen. Da der Spaltraum nur eine Breite von Zehntel Millimetern benötigen würde, wäre die Bewegungsnäherung sehr klein, so daß die Abführung des durch den Lichteinfall entstehenden Stroms gewährleistet ist. Durch nacheinander erfolgtes Einbringen verschiedener, geeigneter Partikel können auch bei dieser Erfindung die sogenannte Tandemtechnik in der Herstellung der Siliziumzellen genutzt werden. Das photovoltaische Partikelmaterial kann je nach einfallender Wellenlänge eingesetzt werden und so den maximalen Energiegewinn gewährleisten. Die Partikelanordnung des Siliziums erbringt auch den Vorteil, daß damit die gesamte Oberfläche des lichtempfangenden Siliziums erheblich vergrößert wird, was den Wirkungsgrad der Zelle erhöhen wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Partikel ausgetauscht werden können. Verbrauchte oder beschädigte Partikel mit geringem Wirkungsgrad oder anderen durch den Betrieb erworbenen Fehlern können so leicht durch neue gebrauchstüchtige Partikel ersetzt werden.

Natürlich sollen bei der Nutzung dieser Techniken auch die schon bewährten Materialien (wie z. B. hochtransparente Glassorten, antireflektierende Schichten usw.) zweckmäßig verwandt werden.

Die elektrisch leitenden Trägermedien zum Beispiel Flüssigkeiten können gleichzeitig dazu genutzt werden, die "Photovoltaik-Zellen" zu kühlen. Der erwärmte Elektrolyt kann über einen Wärmetauscher seine thermische Energie wieder abgeben.

Es wird mit dieser Erfindung also möglich eine Solarzelle gleichzeitig als Sonnenkollektor zu betreiben.

Das Fenster wird so zu einer wahlweise nutzbaren Photovoltaikzelle, die gleichzeitig als Solarkollektor zu verwenden ist, wenn man die Aufwärmung der Siliziumpartikel oder des Trägermediums ebenfalls wie beschrieben nutzt.

Werden spiegelnde oder reflektierende Partikel genutzt, so kann der Strahlungswärmeverlust von den Innenräumen nach außen massiv erschwert werden und im Verbund mit einem anderen Wärmetauschermedium (z. B. Wasser) die dennoch durchgedrungene Energie abgeführt werden, was praktisch eine fast vollständige Blockade des Wärmeverlusts bedeutet.

Das Fenster als Schwachpunkt der Wärmeisolation ist damit aufgehoben; es wird zum Gegenteil, zu einem potenten Wärmeisolator bzw. zu einem vorzüglichen Energiespender. Es kann auch mit diesem Wärmeschutzeinrichtungen gleichzeitig als effektive Heizung dienen.

Aus den aufgezählten Vorteilen ergibt sich, daß sich diese Version der Erfindung vor allem für den Einsatz in größeren transparenten Objekten eignet, wie Fensterflächen oder Glasfassaden bei Industriegebäuden, Schulen, Bürokomplexen, Krankenhäusern, Gewächshäusern, Hochhäusern, Schaufenstern, Wintergärten, Kirchen, Wohnzimmern usw.

Ein solches Fenster eignet sich aber auch dazu, z. B. in den Nachtstunden bei Hintergrundbeleuchtung der Scheibe großflächig Werbe- und Informationsmaterial darzustellen. Die eintönigen, dunklen Glasfassaden der Bürohochhäuser mit ihren Hunderten von Fenstern können zu einer einzigen, eindrucksvollen, riesigen Werbefläche zusammengefaßt und genutzt werden.

Es können durch rechnergesteuerte Programme attraktive Muster inszeniert werden, die von Designer und Künstler entworfen, in der Dunkelheit der Nacht dynamische Kunstwerke ergeben, die zu Anziehungspunkten der sonst leeren Innenstädte werden und beträchtlichen Werbeerfolg und Bekanntheitsgrad garantieren werden.

Man stelle sich nur ein Büro-Hochhaus in Frankfurt oder New York vor mit seinen tausenden Quadratmetern Fensterfläche und Glasfassaden, die wahlweise als Fenster, als riesiger Sonnenkollektor und als riesiges Photovoltaikmodul, ausgezeichneter Isolator oder nachts als riesiger Displayer, der in bunten Farben und Mustern dekorativ die Fassade erleuchten, genutzt wird.

Werden lumineszierende Partikel genutzt, vor allem fluoreszierende oder nachleuchtende Pigmente, so können diese Displayer die auf sie treffende Lichtenergie (des Sonnenlichts oder der Lampen) zur Bildgebung kostenlos nutzen. Mit Hilfe von elektrolumineszierenden Partikel können auch aktive Matrix-Displayer z. B. als aktive Reklameleuchten verwendet werden.

Der Energiegewinn durch die Fensterflächen könnte einen erheblichen Beitrag zur Energieversorgung der Gebäude liefern. Nutzbar wären auch erfindungsgemäß aufgebaute, transparente Glasmauern oder Glasdächer von Gebäuden, deren Durchsicht ins Innere durch die Einbringung farbiger Partikel auf Wunsch verhindert würde, bei gleichzeitiger Nutzung der anfallenden Sonnenenergie.

Mit Hilfe der Partikel-Mimikry-Technik können wichtige Gebäude, Schiffe, U-Boote, Flugzeuge, Geräte zur Tarnung oder Anpassung an die Umgebung erfindungsgemäß aufgebaut werden, um so unkenntlich gemacht zu werden. Dies kann für wissenschaftliche Zwecke (z. B. Beobachtung von Tieren), aus Gründen des Landschafts- oder Umweltschutz (Gebäude, die immer in die Umgebung passen sollen), zur Spionage usw. erfolgen.

Auch könnte das Aussehen der Außenfassaden von Gebäuden durch die Erfindung beliebig geändert werden, z. B. je nach Jahreszeit für Werbezwecke.

Beim erfindungsgemäßen Einsatz in transparenten Raumteilern können die Büroangestellten je nach Bedarf die Durchsicht auf ihren Arbeitsplatz gewähren.

Bei Schaufenstern ergäbe sich auch der Vorteil, den Einblick in das dahinterliegende Geschäft bzw. auf die ausgelegten Waren zu steuern.

Besondere Angebote und Attraktionen können speziell eingeblendet und markiert werden. Bei notwendigen Arbeiten hinter der Scheibe wird einfach abgedunkelt.

Aber auch Einbauten in Fahrzeugscheiben, Duschkabinen, Türverglasungen, Lampenschirmen, Lampenschalen, Scheinwerfern, Glasschränken, Glasvitrinen, Verdunkelungen von Hörsälen, transparenten Behältnissen und in spezielleren Schutzverglasungen wären sinnvoll.

Die Erfindung wäre auch als Sichtschutz und Diebstahlvorbeugung nutzbar.

So könnten mit Abschluß des Wagens durch Schlüsselumdrehung sämtliche Scheiben undurchsichtig gemacht werden, was eine Einsicht ins Wageninnere verhindert und ein Wegfahren des Autos nur mit zerstörten Scheiben möglich würde.

Was den Einbau in Schutzscheiben oder Panzerscheiben betrifft, so könnte man z. B. bei einem Banküberfall die Schalterscheiben und andere transparente Wände schnell als Sichtschutz undurchsichtig machen, so daß der Bankräuber nicht erkennen würde, was dahinter geschieht.

Durch Einbringung hitze- und lärmdämmende Partikel kann ein entsprechender Effekt des Fensters zeitlich begrenzt erreicht werden.

Vor die Oberflächen der Rückspiegel in Autos könnten erfindungsgemäß aufgebaute, transparente Scheiben angebracht werden, die eine Blendung des Fahrers durch Verminderung der Lichtdurchtritts vermeiden oder die Spiegelwirkung ganz aufheben.

Beim Einbau in Linsen und optische Systeme kann die Erfindung ebenfalls als rechnergesteuerte Blende dienen, die nicht die Nachteile einer mechanischen Abblendung hätten und auch andere Abblendungsmuster zuließe.

Ein anderer Einsatz ergibt sich bei therapeutischen und diagnostischen Bestrahlungsgeräten in der Medizin.

Häufig wäre es sinnvoll das Bestrahlungsfeld genau auf die kranken Körperstellen der Hautoberfläche zu begrenzen, um z. B. stärkere Strahlendosen applizieren zu können und damit einen besseren und schnelleren Behandlungserfolg zu garantieren.

Wird eine erfindungsgemäß aufgebaute Scheibe vor die Strahler (UVA, UVB, Infrarot usw.) montiert und mit entsprechenden Partikelmaterial versehen, so kann das Bestrahlungsfeld optimal auf die betroffene Hautoberfläche begrenzt werden. Die übrige, gesunde Haut kann weitgehend geschont werden. Die nicht benötigten Lampen bleiben ausgeschaltet, deren Lebensdauer wird erhöht.

Auch kann mit Hilfe der Erfindung die Strahlenintensität viel feiner durch die Dicke und das Material der Partikelschicht dosiert und lokal angepaßt werden. Durch Einbringung geeigneter Partikelsubstanzen, wie z. B. bestimmte Gemische aus fluoreszierenden Phosphorstäuben, können aus dem Strahlenspektrum definierte Wellenbereiche herausgefiltert werden. Es wäre so erstmals möglich mit der selben Lampe am gleichen Patient gleichzeitig verschiedene Strahlenqualitäten zu applizieren.

Bei den Elektronen- und Gammastrahlern, die teils während der Bestrahlungen bewegt werden und erhebliche Hautschäden setzen können, ist die Erfindung ebenfalls zum Wohl der Patienten einzusetzen.

In den Spaltraum des diesbezüglich strahlentransparenten Objekts, das zwischen dem Strahler und dem Patienten montiert wird, können dann zur Manipulation dieser Strahlen z. B. Blei- oder Aluminiumpulver eingebracht werden, die zur exakten örtlichen und zeitlichen Begrenzung des Strahlenfeldes führen und die Dosis computergesteuert verändern und dies auch bei bewegtem Strahler, da die Partikel schnell bewegt werden können.

Das bedeutet, daß jedes erkrankte Hautareal separat therapiert werden kann.

Eine ähnliche Verwendung bietet sich in der Beleuchtungstechnik an. Hier können vor die Scheinwerfer, Spiegel, Lampen und großen Leuchten erfindungsgemäß aufgebaute Scheiben installiert werden, die als variable Blenden und Filter das Licht optimal farblich abgestimmt auf die erwünschten Stellen fallen lassen.

Was den Einsatz der Erfindung zur Bild- und Informationsprojektion anbetrifft, muß noch einiges erläutert werden:

In den Spaltraum des transparenten Objekts können natürlich farbige lichtdurchlässige Partikel in den Grundfarben Rot, Grün und Blau eingebracht werden sowie zusätzliche, besondere Farben.

Wird das transparente Objekt nicht, wie meist bei den Fenstern aus einem oder mehreren großflächigen Spalträumen aufgebaut, sondern aus einer Vielzahl kleiner, einzelner Spalträume, so kann eine Spaltraum-Matrix erstellt werden Das einzelne Spaltraumpixel kann sehr klein gehalten werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Bilder nacheinander produziert werden, kann aufgrund der geringen Raummaße des Spalts so groß sein, daß mit diesem Partikel-Displayer auch bewegte Bilder projiziert werden können.

Durch Einbringung völlig undurchsichtiger Partikel kann eine vollständige Abdunkelung erreicht werden. Die Beleuchtung des Displayers wäre passiv. An den Seitenwänden der einzelnen, kleinen Spalträume werden die Partikel erfindungsgemäß wieder durch elektromagnetische oder elektrostatische Felder und Kräfte gebunden oder abgestoßen. Sollen die Partikel in den Spaltraum befördert werden, so werden sie von den Seitenwänden abgestoßen und von den Oberflächenbereichen der Flächenelektroden angezogen bzw. an diese gebunden. Man kann aber auch zur farbigen Bilddarstellung drei oder mehr erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume hintereinanderlegen. Die ersten Spalträume sind je für eine andere der drei Grundfarben (Rot, Grün, Blau) zuständig, während die übrigen Spalträume z. B. die Farbe Schwarz oder Weiß einbringen. Durch rechnergesteuertes Zusammenspiel der farbigen, übereinander liegenden Spalträume kann nun ein farbechtes Bild entstehen.

Plakatwände oder Litfaßsäulen können somit anders konstruiert werden. Diese brauchen nicht mehr beklebt zu werden, sondern werden erfindungsgemäß aufgebaut und die Reklameinformationen über eine Software gesteuert.

Die farbige Darstellung kann aber auch dadurch erreicht werden, daß nacheinander verschiedene Farben in einen einzigen, großen Spaltraum eingebracht werden und an verschiedene definierte Elektrodenoberflächen oder Raumbereiche gebunden werden.

Stellt man die Spaltraumflächen nicht parallel zu den äußeren, transparenten Oberflächen des Displayers ein, die dem Betrachter zugewandt sind, sondern in einem definierten Winkel schräg oder senkrecht zu ihnen und faßt man z. B. drei Spalträume zu einem definierten, geometrischen Gebilde mit den drei Grundfarben zusammen, so läßt sich eine gemischtfarbige Matrix sehr geringer Ausdehnung erstellen, die eine hohe Auflösung hat.

Bei Verwendung von fluoreszierender, lumineszierenden oder elektrolumineszierenden Partikelsubstanzen können auch aktive Displayersysteme entstehen, die keine separate Beleuchtung benötigen.

Ein solchermaßen aufgebauter Displayer hat einige Vorteile gegenüber den üblichen optoelektronischen Wandlern. Er ist wesentlich robuster gegenüber den Umwelteinflüsse als die LCD′s, kostengünstiger und als Photovoltaikmodul nutzbar. Man kann auch die LCD-Materialien als speziell verarbeitete Partikel (ferromagnetisch, mikroverkapselt) in die Spalträume einbringen und deren Eigenschaften zusätzlich zur Bildgebung nutzen. Die bisher üblichen Displayertechniken können teils zweckmäßig mit den erfindungsgemäß aufgebauten Displayern bzw. Spalträumen kombiniert werden.

Aus dem Geschilderten ergibt sich, daß sich dieser Displayer vor allem zur großflächigen Projektion von Informationen eignet, wie den großlettrigen Darstellungen von Fahr- und Flugplänen oder wie bei den Großbild-Monitoren der Fußballstadien.

Aus dem geschilderten Eigenschaften dieser Erfindung läßt sich folgendes resümieren:

Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich, aus einem transparenten Objekt, wie z. B. einem Fenster oder einer Glasfassade, eine Art intelligente transparente Haut zu machen, die rechnergesteuert, mehrere, völlig verschiedene Aufgaben erfüllen kann. Der Haupteinsatzbereich dieser Technik dürfte in der energiesparenden bzw. energieautarken Bautechnik von Gebäuden sowie in der Beschattungstechnik liegen und in der Großbild-Projektion. Neben Bauten hochtechnisierter Länder der Nordhalbkugel der Erde wäre die Einführung dieser Erfindung sicherlich für die Entwicklungsländer von besonderem Nutzen.

Mit einem derartig aufgebauten Fenster könnten folgende Funktionen durchgeführt werden

1) Normale Fenster-Durchsicht
2) Reversible stufenlose und beliebig lokalisierbare Abdunkelung
3) Reversible Nutzung als Photovoltaikmodul
4) Reversible Nutzung als Sonnenkollektor
5) Reversible Nutzung als Heizung
6) Reversible Nutzung zur Fensterreinigung mittels Ultraschall
7) Reversible Nutzung als Displayer
8) Reversible Nutzung zur Wärmedämmung
9) Reversible Nutzung zur Schalldämmung
10) Reversible Nutzung zur farblichen Änderung der Oberfläche.

Alle dieses Funktionen sind fein regulierbar bzw. teils miteinander kombinierbar.

Weitere Einsatzbereiche sind medizinische Bestrahlungstherapien, die Beleuchtungstechnik und Optik.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den grundsätzlichen, erfindungsgemäßen Aufbau eines Fensters, schematisch in der Seitenansicht,

Fig. 2 schematisch, die erfindungsgemäße Anordnung des Fensters in der Aufsicht bzw. Betrachtung von der Innenseite (von der Wohnung nach außen schauend),

Fig. 3 schematisch ein erfindungsgemäß aufgebautes, multifunktionales Fenster bzw. eine Glasmauer in der Seitenansicht.

In Fig. 1 ist zwischen den Scheiben (2, 3) des Fensters (110) ein Spaltraum (1) vorhanden, an dessen Oberflächen, - die den inneren Oberflächen der Scheiben entsprechen -, transparente Elektroden (5, 6, 7, 8) angebracht sind. Die Elektrode (5) bedeckt die gesamte Rückfläche der Glasscheibe (3). Die anderen Elektroden bedecken nur Teilbereiche der Rückfläche der Scheibe (2). Zwischen den transparenten Elektroden können unabhängig voneinander elektromagnetische oder elektrostatische Felder aufgebaut werden, ähnlich wie bei einem Plattenkondensator und den LCD- Displayern. Die Steuerung erfolgt über transparente Transistoren. Wird nun eine Spannung zwischen den Elektroden aufgebaut (zwischen 5 und 8, 5 und 7, 5 und 6), so werden die in den Spaltraum eingebrachten, geladenen, ionisierten Partikel (4) je nach Stärke der elektromagnetischen oder elektrostatischen Felder an die Oberflächen der Elektroden gebunden oder von diesen abgestoßen. Die Polung der Felder in der Abbildung erfolgte so, daß Partikel (9, 10) an die Elektroden (8 und 6) gebunden werden. Die Partikel (4) werden schwächer zur Elektrode (8) beschleunigt (11) als dies bei der Elektrode (6) erfolgt (13). An der Oberfläche der Elektrode (6) werden deshalb auch mehr Partikel (10) gebunden. Dies bedeutet, daß dort bei Verwendung undurchsichtiger Partikelmaterialien, auch weniger Licht hindurchgeht. Es ist also hiermit eine lokal und zeitlich begrenzte Manipulation des Lichtdurchtritts möglich. An der Oberfläche der Elektrode (7) erfolgte keine Bindung der Partikel (12). Die Scheibe (3) kann in Richtung zur Gegenscheibe definiert verschoben (14) werden. Der Spaltraum kann dadurch wahlweise vergrößert und verkleinert werden und somit ein Kontakt zu den an den Oberflächen der Elektroden befindlichen Partikel hergestellt werden.

In Fig. 2 sehen wir ein erfindungsgemäß aufgebautes Fenster, in dessen Seitenwänden (15) Behältnisse zur Lagerung, Einbringung und Aufnahme (16) der Partikel integriert sind. Die Partikel können in diesen Behältnissen ausgetauscht werden. Eine Unterbringung der Partikel kann natürlich auch in den angrenzenden Wandteilen (17) erfolgen. Die Flächen 18, 19 und 20 verdeutlichen, daß je nach Stärke des Feldes die Partikel verschieden stark an die Oberflächen der Elektroden gebunden werden und es so zu einer verschieden stark ausgeprägter Behinderung des Lichtdurchtritts kommt. Der Schwärzungsgrad gibt den Grad der Lichtabsorption an. Die Teilbereiche (21) blockieren den Lichtdurch vollkommen. In diesem Fenster sind durch verschieden große Elektrodenflächen (22, 24, 25), verschieden große partikelbindende Areale möglich, die es erlauben immer feinere Orts-Muster der Manipulation des Lichtdurchtritts zu bekommen. Im rechten, unteren Fensterabschnitt (25) ist es sogar möglich, Buchstaben, Zeichen (+ und A) und Informationen hiermit darzustellen.

Das Fenster wird so zum rechnergesteuerten großflächigen Displayer.

Es zeigt sich hier auch, daß Abdunkelungsmuster möglich sind, die mit einem Rolladen nicht zu erreichen wären.

Das Feld (23) ist annähernd pyramidenähnlich abgedunkelt worden (siehe gepunktete Linie). Es soll verdeutlichen, daß es mit einem solchen Fenster möglich wäre, jede Pflanze, die auf einem Fenstersims eines Wohnzimmers steht, separat und individuell zu belichten bzw. der Sonne auszusetzen.

Die Abdunkelung der Fensterareale kann mit speziellen Siliziumpartikel erfolgen, die gleichzeitig zur Solarstromproduktion genutzt werden. Auch soll verdeutlicht werden, daß zur Nutzung dieses Fensters als Sonnenkollektor oder Photovoltaikmodul nicht das gesamte Fenster abgedunkelt werden muß. Man kann an einer beliebigen Stelle soviel Sonnenlicht hindurchlassen wie man braucht und den Rest der Fensterfläche zur Energiegewinnung nutzen. Man kann auch eine diffuse, unvollständige Abdunkelung erreichen, bei der jeder partikelbindende Oberflächenbereich etwas Licht hindurchläßt, aber das auffallende Licht absorpiert und energetisch nutzt. Es ist somit eine regulierbare Photovoltaikzelle möglich.

Fig. 3 zeigt ein Fenster, das drei erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume enthält und einen multifunktionalen Gebrauch gestattet. Der gleiche Aufbau wäre auch für eine Glasmauer geeignet. Das Sonnenlicht fällt von außen (29) durch die Frontscheibe (27) in den ersten Spaltraum (111a). Dieser soll piezoelektrische Partikel aufnehmen, die durch gesteuerte Spannungsimpulse definierte Ultraschallwellen aussenden, die eine gezielte Reinigung der äußeren Oberfläche der Frontscheibe bewirken. Diese Partikel (33) haben Kontakt mit den transparenten Flächenelektroden (32, 34), so daß die Spannungsimpulse die Partikel ungestört erreichen können. Die ausgesendeten Ultraschallwellen durchdringen die Frontscheibe (27) und treten in den Wasserfilm (31) ein. Über das Wasser kann dann die Ultraschallenergie an die auf der Frontscheibe haftenden Staubpartikel abgegeben werden. Diese lösen sich und werden vom Wasserfilm weggetragen. Die Verschmälerung des Spaltraums kann durch definierte, kleinste Bewegungen der angrenzenden Scheiben (27, 35) erfolgen, nach dem die piezoelektrischen Partikel in den Spaltraum eingebracht und an die Oberflächen der Elektroden gebunden wurden. Es können rechnergesteuert nur die Elektroden angesteuert werden, deren Frontscheibenflächen verschmutzt sind. Dies erspart Energie und Wasser.

Im zweiten Spaltraum (111b) sind zwei verschiedene Arten von Siliziumpartikel (37, 38) nacheinander eingebracht worden, um sie zur Photovoltaik zu nutzen. Die einzelnen Elektrodenoberflächen (36) dieses Spaltraums sind kleiner als die für die Reinigung der Fensteroberfläche. Auch ist die großflächige, hintere Elektrode (39) dicker als die anderen. Es soll damit gezeigt werden, daß je nach Funktion des Spaltraums relevante Elektrodenversionen verwendet werden können. Dieser Spaltraum dient wegen der Kleinheit der Elektrodenflächen auch als Displayer. Die Dicke der Elektrodenflächen kann auch durch thermische Ausdehnung variiert werden, was auch die Tiefe des Spaltraums verändert. Die runden, schwarzen Siliziumpartikel (38) übertragen ihre absorbierte Wärme auf die Elektroden (39), die auf einen transparenten, gut wärmeleitenden Träger (40) aufgeklebt ist. Dieser Träger überträgt diese Wärmeenergie auf eine transparente Flüssigkeit (Wasser, Glycol, 41), die sich im Spaltraum (111d) befindet. Dieser Spaltraum dient als Sonnenkollektor und als letzte Energiesperre (47), die den durch Wärmeleitung (48, 49) verursachten Energieverlust nach beiden Seiten kontrolliert.

Die Trägerflüssigkeit kann die Wärmeenergie dann zu einem Wärmetauscher bringen, der z. B. in der Wandumgrenzung installiert ist. Es ist auch möglich, die erwärmten Partikel auszutauschen und deren Wärme an geeignetem Ort zu nutzen. Dieses Fenster kann jedoch auch den Energieverlust aus der Wohnung erheblich reduzieren. Werden Partikelmaterialien verwandt, die spiegeln oder stark reflektieren oder weiße Farben besitzen, so kann der Energieabgabe (49) von innen (30) nach außen (29) beeinflußt werden. Auf den Oberflächen der Flächenelektroden (46) sind symbolisch spiegelnde Partikel (45) gebunden, die die Strahlungsenergie in den Wohnraum (30) zurückspiegeln. Die dennoch abgegebene Wärme könnte über schwarze Partikel, die an der Elektrode (43) gebunden werden, wieder an das Medium (41) abgegeben und so zurückgewonnen werden.

Man kann also den Energietransfer durch das Fenster hiermit ideal steuern.

Claims

1. Anordnung zur rechnergesteuerten, örtlich und zeitlich begrenzten Manipulation der Farbtönung, der Intensität und des Energiedurchtritts des durch transparente Objekte durchtretenden Lichts und der durch transparente Objekte durchtretenden Wärme- und Strahlungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß die in mindestens einen Spaltraum des transparenten Objekts elektromagnetisch, magnetisch oder elektrostatisch beeinflußbaren Partikel reversibel eingebracht werden, die durch definiert veränderbare, elektromagnetisch, magnetische oder elektrostatisch wirksame Kräfte reversibel an mindestens einen definierten Oberflächenbereich oder reversibel in mindestens einem Raumbereich des Spaltraums definiert gebunden bzw. von diesen Bereichen definiert abgestoßen werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Fläche oder nur Teilbereiche des transparenten Objekts erfindungsgemäß aufgebaut werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume, die nur Teilbereiche des gesamten transparenten Objekts beinhalten, in oder auf dem transparenten Objekt definiert bewegt werden können.

4. Anordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume neben- oder hintereinander angeordnet werden können und daß diese Spalträume verschiedenste zweckmäßige Raummaße haben können.

5. Anordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Raummaße des erfindungsgemäß aufgebauten Spaltraumes, insbesondere seine Tiefe, definiert und reversibel verändert werden können.

6. Anordnung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als transparente Begrenzungen des erfindungsgemäß aufgebauten Spaltraumes dehnbare, verformbare oder elastische, transparente Materialien genutzt werden.

7. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere extern gefertigte, erfindungsgemäß aufgebaute Spalträume in den schon üblicherweise bestehenden Spaltraum der transparenten Objekte eingebracht und entfernt werden können (nachträglicher Einbau).

8. Anordnung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ionisierbare, magnetisierbare, elektrostatisch aufladbare oder elektrisch leitende, partikelbindende und transparente Oberflächenbereiche verschiedenster Größen, Formen, Materialien, Anzahl und Funktionen genutzt und nebeneinander in einem einzigen Spaltraum verwendet werden können.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die partikelbindende Oberflächenbereiche auf den Innenflächen der transparenten Wände (Begrenzungsflächen des Spaltraums) angebracht werden.

10. Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als partikelbindenden Oberflächen die Oberflächen transparenter Flächenelektroden genutzt werden, die aus geeigneten elektrisch leitenden Materialien bestehen (z. B. Metallverbindungen wie Zinnindium-Oxid).

11. Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als partikelbindenden Oberflächen die Oberflächen einer Vielzahl dünner, transparenter, elektrisch leitender Verbindungen genutzt werden.

12. Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß als partikelbindenden Oberflächen die Oberflächen einer Vielzahl sehr dünner, nicht transparenter, elektrisch leitender Verbindungen genutzt werden (z. B. feine Kontaktgitter).

13. Anordnung nach Anspruch 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß das sich gegenüberliegende partikelbindenden Oberflächen-Paar definiert aufeinander zu oder weg bewegt werden kann.

14. Anordnung nach Anspruch 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 8-13 deklarierten Ansprüche zweckmäßig miteinander kombiniert werden können.

15. Anordnung nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß ionisierbare, magnetisierbare, elektrostatisch aufladbare oder elektromagnetisch beeinflußbare Partikel in verschiedensten zweckdienlichen Größen, Formen, Materialien, zusammengesetzten Stoffen, Farben, Dicken und Funktionen verwendet und in einem einzigen Spaltraum genutzt werden können.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus spiegelnden oder reflektierenden Materialien genutzt werden können.

17. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Materialien verwendet werden, die entspiegelnde oder antireflektierende Eigenschaften (z. B. Interferenz- oder Phasenauslöschung) haben.

18. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Materialien verwendet werden, die dichroidische Eigenschaften haben.

19. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Aerogelen verwendet werden.

20. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Polymeren bzw. polymeren Ionenleitern verwendet werden.

21. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Flüssigkristallen (z. B. polymerverkapselte LC-Tropfen, ferroelektrische LC-Polymere), optoelektronischen Wandlermaterialien, fluoreszierenden, lumineszierenden und elektrolumineszierenden Materialien genutzt werden.

22. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus elektrochromen und elektrothermen Materialien verwendet werden.

23. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel der Nanotechnologie (z. B. Nanokomposite, Ormocere, Miniaturkristalle, nanokristalline Materialien ((Keramiken, Metalle, Polymere)) verwendet werden.

24. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikelmaterialien verwendet werden, die zur Photovoltaik geeignet sind.

25. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Metall-Dielektricum-Absorber-Materialien verwendet werden.

26. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikelmaterialien verwendet werden, die piezoelektrische Eigenschaften haben.

27. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus Edelmetallen verwendet werden.

28. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus transparenten-wärmedämmenden, wärmedämmenden und brandschützenden Materialien verwendet werden.

29. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Schall- und Ultraschall absorpierende Partikel verwendet werden.

30. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel verwendet werden, die die Stabilität des transparenten Objekts verstärken.

31. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß lumineszierende Partikel verwendet werden, vor allem elektrolumineszierende und nachleuchtende Substanzen.

32. Anordnung nach Anspruch 1-31, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel in mehreren, wenn nötig schaltbaren Schichten, übereinander oder nebeneinander an die partikelbindenden Oberflächenbereiche gebunden werden können.

33. Anordnung nach Anspruch 1-32, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel ausgetauscht werden können.

34. Anordnung nach Anspruch 1-33, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oberflächen des Objekts oder in diesem Objekt Sensoren und Meßgeräte, vor allem optische Sensoren, Thermofühler und Ionisationskammern, positioniert werden.

35. Anordnung nach Anspruch 1-34, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Sensoren, vor allem der optischen Sensoren, zur Raumüberwachung vor oder hinter dem Objekt und zur Analyse des Verschmutzungsgrades der äußeren Oberflächen des Objekts genutzt werden können.

36. Anordnung nach Anspruch 1-35, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Oberflächen des Objekts verschiedenste, zweckdienliche, rechnergesteuerte Reinigungsgeräte oder Säuberungsmechanismen integriert werden, die gezielt nach Maßgabe des Rechners verunreinigte Stellen der Oberflächen des Objekts säubern.

37. Anordnung nach Anspruch 1-36, dadurch gekennzeichnet, daß konventionelle Photovoltaik-Zellen integriert werden, die mit zur Energieversorgung des Objekts beitragen.

38. Anordnung nach 1-37 dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung als Displayer ("Partikel-Displayer" mit Elementen aus "Partikel-Wandlern") zur klein- und großflächigen Darstellung und Projektion von Bildern, Filmen und Informationen genutzt wird.

39. Anordnung nach Anspruch 1-38, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel-Wandler-Elemente nicht parallel zu den äußeren, dem Betrachter gegenüberliegenden Oberflächen des Displayers ausgerichtet sind, sondern in einem Winkel Alpha, und diese so ausgerichteten Wandler in verschiedensten, zweckdienlichen, dreidimensionalen Gebilden angeordnet und zusammengestellt werden können.

40. Anordnung nach Anspruch 1-39, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung in Kombination mit den bisher üblichen optoelektronischen Wandlern der Displayer-Techniken genutzt wird.

41. Anordnung nach Anspruch 1-40, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberflächen des transparenten Objekts optisch wirksame Materialien angebracht werden (Sammellinsen, Zerstreuungslinsen, Spiegel, Lichtleitkabel, Polarisationsfolien, Farbfilter usw.).

42. Anordnung nach Anspruch 1-41, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung in Brillen, Linsen, Filtern und optischen, lichtbrechenden Systemen eingesetzt wird.

43. Anordnung nach Anspruch 1-42, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Vermeidung von Blendungen, Reflexionen oder zur Verhinderung der Spiegelwirkung eingesetzt wird.

44. Anordnung nach Anspruch 1-43, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung in medizinischen Bestrahlungsgeräten (UVA-, UVB-, Infrarot-Strahler, Röntgengeräte, Betatron, Gammastrahler, Alpha- und Beta-Strahler, Hochvolttherapie, Telekobaltgeräte, Elektronenbeschleuniger, nuklearmedizinische Untersuchungen usw.) und sonstigen Geräten, die Strahlen emittieren, genutzt wird, um rechnergesteuert die Bestrahlungsfelder einzustellen und zur Manipulation der Strahlungsintensitäten, Strahlungsfilterung und Strahlungsqualität bei bewegtem oder unbewegtem Strahler.

45. Anordnung nach Anspruch 1-44, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung in medizinischen Lampen und Leuchten eingesetzt wird, um ein gewünschtes Strahlenspektrum bzw. eng begrenztes Wellenband zu erzeugen.

46. Anordnung nach Anspruch 1-45, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur erfindungsgemäßen Manipulation der Strahlen des gesamten elektromagnetischen Spektrums genutzt wird.

47. Anordnung nach Anspruch 1-46, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung in der Beleuchtungstechnik (Lampen, Leuchten, Scheinwerfer, Lampenschirmen, Strahlern, Reflektoren, Farbfiltern usw.) genutzt wird.

48. Anordnung nach Anspruch 1-47, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Energieumwandlung, Energiegewinnung und zur Verhinderung des Energieverlustes der durch das transparente Objekte durchtretenden Energien, - vor allem der Licht-, Sonnen- und Wärmeenergie, - und zur Kühlung und Erwärmung der transparenten Objekte genutzt wird.

49. Anordnung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung als Sonnenkollektor genutzt wird.

50. Anordnung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Energiegewinnung durch Photovoltaik-Technik genutzt wird.

51. Anordnung nach Anspruch 49-50, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Energiegewinnung durch Kombination der Verfahren in Anordnung 49 und 59 genutzt wird.

52. Anordnung nach Anspruch 1-51, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Objekt als Heizung genutzt wird.

53. Anordnung nach Anspruch 1-52, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäß aufgebauten Displayer auch als Sonnenkollektoren oder Photovoltaikzellen verwendet werden können.

54. Anordnung nach Anspruch 1-53, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Schalldämpfung und Ultraschallbeeinflussung genutzt wird.

55. Anordnung nach Anspruch 1-54, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zum Hitze- und Brandschutz genutzt wird.

56. Anordnung nach Anspruch 1-55, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur definierten, variablen, farblichen Veränderung von Oberflächen von Objekten genutzt wird.

57. Anordnung nach Anspruch 1-56, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur rechnergesteuerten, oberflächlichen Tarnung von Objekten genutzt wird (Mimikry-Technik).

58. Anordnung nach Anspruch 1-57, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfindung zur Selbstreinigung der äußeren Oberflächen des transparenten Objekts mittels Ultraschall genutzt wird.

59. Anordnung nach Anspruch 1-58, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäß aufgebaute Spaltraum und das transparente Objekt in beliebigen, zweckdienlichen Formen gebaut werden kann (z. B. gebogen, wellenförmig usw.).

60. Anordnung nach Anspruch 1-59, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren und/oder inneren Oberflächen des transparenten Objekts dreidimensional verändert werden können (z. B. Aufbringen von strukturierenden, dreidimensionalen Elementen, Einritzungen, Einätzungen von Rillen usw.).

61. Anordnung nach Anspruch 1-60, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäß aufgebaute, transparente Spaltraum zusammenfaltbar oder zusammenrollbar ist.

62. Anordnung nach Anspruch 1-61, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spaltraum Vakuum, geeignete transparente Gase oder Flüssigkeiten sowie geeignete transparente Gemische eingebracht werden, in denen sich die Partikel bewegen können, und daß diese Gase, Flüssigkeiten und Gemische elektrisch leitend sein können.

63. Anordnung nach Anspruch 1-62, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise eine größere Anzahl, separat steuerbarer partikelbildender Oberflächenbereiche in einem Spaltraum genutzt wird.

64. Anordnung nach Anspruch 1-63, dadurch gekennzeichnet, daß in den erfindungsgemäß aufgebauten Spaltraum zusätzlich feine transparenten, elektrischmagnetisch oder elektrostatisch aufladbare Gitternetze reversibel eingebracht werden können, die zur Abführung von elektrischen Strömen oder zur Bindung der Partikel zum Zwecke der Entfernung der Partikel aus dem Spaltraum dienen.

65. Anordnung nach Anspruch 1-64, dadurch gekennzeichnet, daß diese Erfindung mit der von mir am gleichen Tage angemeldeten Erfindung (Einbringung von Partikel mit Hilfe der Bindung der Partikel an gezielt elektrostatisch beeinflußbaren, transparenten Folien, die von außen in den Spaltraum eingezogen werden) kombiniert werden kann.