Beschreibung Titel Lichtdurchlässige Wand, Gewächshaus, Fenster, Fassade und Dach Description Title Translucent wall, greenhouse, windows, facade and roof
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer lichtdurchlässigen Wand umfassend wenigstens ein transparentes Wandsubstrat, welches mit einer lichtlenkenden Struktur versehen ist. PRIOR ART The invention is based on a light-permeable wall comprising at least one transparent wall substrate, which is provided with a light-directing structure.
Solche lichtdurchlässigen Wände sind allgemein bekannt. Beispielsweise sind Fenster mit Glassubstraten bekannt, in welche lichtlenkende Strukturen eingeprägt sind, um bestimmte optische Effekte zu erzielen. Nachteiligerweise sind solche Prägeverfahren jedoch sehr aufwändig und kostenintensiv. Such translucent walls are well known. For example, windows with glass substrates are known in which light-guiding structures are embossed in order to achieve certain optical effects. Disadvantageously, however, such embossing methods are very complicated and cost-intensive.
Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine lichtdurchlässige Wand der vorgenannten Art bereitzustellen, welche im Vergleich zum Stand der Technik deutlich kostengünstiger, schneller, genauer und flexibler herstellbar ist. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is therefore to provide a translucent wall of the aforementioned type, which is significantly cheaper, faster, more accurate and more flexible compared to the prior art.
Diese Aufgabe wird durch eine lichtdurchlässige Wand gelöst, welche wenigstens ein transparentes Wandsubstrat umfasst, welches mit einer lichtlenkenden Struktur versehen ist, wobei die lichtlenkende Struktur mittelbar oder unmittelbar auf das Wandsubstrat aufgedruckt ist. This object is achieved by a translucent wall comprising at least one transparent wall substrate, which is provided with a light-guiding structure, wherein the light-directing structure is printed directly or indirectly on the wall substrate.
Es hat sich für den Fachmann überraschend und nicht vorhersehbar herausgestellt, dass die lichtlenkende Struktur unmittelbar oder mittelbar auf das Wandsubstrat aufgedruckt werden kann, so dass die lichtlenkende Struktur auf eine It has turned out, surprisingly and unpredictably to the person skilled in the art, that the light-directing structure can be printed directly or indirectly on the wall substrate, so that the light-directing structure can be printed onto a light-guiding structure
vergleichsweise kostengünstige Art und Weise auf dem Wandsubstrat erzeugt werden kann. Die lichtlenkende Struktur wird vorzugsweise direkt auf das comparatively inexpensive way can be generated on the wall substrate. The light directing structure is preferably directly on the
vorzugsweise Glas und/oder Kunststoff umfassende transparente Wandsubstrat preferably glass and / or plastic comprising transparent wall substrate
BESTÄTIGUNGSKOPIE
aufgedruckt. Alternativ ist aber auch denkbar, dass die lichtlenkende Struktur zunächst auf eine Folie gedruckt wird, welche anschließend auf das Wandsubstrat aufgebracht und insbesondere aufgeklebt wird. Das Druckverfahren umfasst vorzugsweise ein Tintenstrahldruckverfahren, wobei die lichtlenkende Struktur insbesondere mittels einer Vielzahl von Tröpfchen aufgebaut wird, welche CONFIRMATION COPY printed. Alternatively, however, it is also conceivable that the light-directing structure is first printed on a film, which is then applied to the wall substrate and in particular glued. The printing method preferably comprises an ink-jet printing method, wherein the light-directing structure is constructed in particular by means of a plurality of droplets, which
beispielsweise in einem DOD-Verfahren (Drop-On-Demand) auf dem Wandsubstrat oder der Folie abgelegt und anschließend mittels UV-Einstrahlung ausgehärtet werden. Die lichtlenkende Struktur weist vorzugsweise eine Prisma-, Fresnel-, Sammellinsen- und/oder Streulinsen-Form auf, wodurch auf die lichtdurchlässige Wand einfallende und/oder die lichtdurchlässige Wand durchlaufende Lichtstrahlen in gewünschter Weise abgelenkt bzw. reflektiert werden. Die jeweilige Ablenkung bzw. der For example, in a DOD process (drop-on-demand) deposited on the wall substrate or the film and then cured by UV irradiation. The light-directing structure preferably has a prism, Fresnel, collecting lens and / or scattering lens form, whereby light rays passing through the translucent wall and / or passing through the translucent wall are deflected or reflected in a desired manner. The respective deflection or the
gewünschte Reflektionsgrad wird dabei durch eine entsprechende Wahl der desired reflectivity is determined by an appropriate choice of
Geometrie der lichtlenkenden Struktur gesteuert. Zudem kann vorzugsweise eine entsprechende Wellenlängenabhängigkeit der Ablenkungs- bzw. Reflektionsgrade eingestellt werden. Controlled geometry of the light-guiding structure. In addition, preferably, a corresponding wavelength dependence of the deflection or reflection levels can be set.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gewächshaus, welches eine derartige lichtdurchlässige Wand aufweist. Vorzugsweise bestehen Teile des Gewächshauses, wie Wandungen, Fenster, Türen und/oder Dächer, oder das gesamte Gewächshaus aus derartigen lichtdurchlässigen Wänden. In bevorzugten Ausführungsform ist denkbar, dass die lichtlenkenden Strukturen in Abhängigkeit der in dem Gewächshaus zu züchtenden Pflanzen ausgebildet werden, so dass die Pflanzen beispielsweise hauptsächlich mit Lichtstrahlen eines gewünschten Another object of the present invention is a greenhouse, which has such a translucent wall. Preferably, parts of the greenhouse, such as walls, windows, doors and / or roofs, or the entire greenhouse consist of such translucent walls. In a preferred embodiment, it is conceivable that the light-directing structures are formed as a function of the plants to be grown in the greenhouse, so that the plants, for example, mainly with light rays of a desired
Wellenlängenbereichs und/oder aus einer bestimmten Richtung versorgt werden. Ferner ist denkbar, dass einfallendes Licht die lichtdurchlässige Wand nahezu ungestört durchlaufen kann, während Lichtstrahlen, welche vom Inneren des Wavelength range and / or supplied from a certain direction. It is also conceivable that incident light can pass through the translucent wall almost undisturbed, while light rays coming from the interior of the
Gewächshauses aus auf die lichtdurchlässige Wand fallen, ins Innere zurück totalreflektiert werden, so dass ein Aufheizen des Gewächshauses erzielt wird (Treibhauseffekt). Die lichtdurchlässige Wand umfasst vorzugsweise eine Greenhouse from falling on the translucent wall, be totally reflected back into the interior, so that a heating of the greenhouse is achieved (greenhouse effect). The translucent wall preferably comprises a
Doppelverglasung aus zwei Wandsubstraten, wobei die lichtlenkende Struktur auf einer der beiden Wandsubstrate zwischen den beiden Wandsubstraten angeordnet ist.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine rein beispielhaft aufzufassende Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Double glazing of two wall substrates, wherein the light-directing structure is arranged on one of the two wall substrates between the two wall substrates. In the following, an embodiment of the invention which is to be considered purely by way of example will be described with reference to the attached drawings.
In Figur 1 ist beispielhaft eine schemenhafte Schnittbildansicht einer In Figure 1 is an example of a schematic cross-sectional view of a
lichtdurchlässigen Wand 1 dargestellt, welche einen ersten Bereich 10 von einem zweiten Bereich 20 trennt. Die lichtdurchlässige Wand 1 umfasst ein Wandsubstrat 2 aus Glas. Auf das Wandsubstrat 2 ist eine lichtlenkende Struktur 3 in einem translucent wall 1, which separates a first area 10 from a second area 20. The translucent wall 1 comprises a wall substrate 2 made of glass. On the wall substrate 2 is a light-guiding structure 3 in one
Tintenstrahld ruckverfahren aufgedruckt. Die lichtlenkende Struktur 3 umfasst eine Prismastruktur, welche derart ausgebildet ist, dass vom zweiten Bereich 20 ausgehende Lichtstrahlen 30 die lichtlenkende Struktur 3 vom zweiten Bereich 20 in Richtung ersten Bereich 10 nahezu ungestört durchlaufen können, während vom ersten Bereich 10 ausgehende Lichtstrahlen 40 durch doppelte Reflektion an der Prismastruktur eine Totalreflektion 50 erfahren und zurück in Richtung des ersten Bereichs 10 gelenkt werden. Ink jet printing process printed on. The light-directing structure 3 comprises a prism structure, which is designed such that light beams 30 emanating from the second area 20 can pass through the light-directing structure 3 from the second area 20 towards the first area 10 almost undisturbed, while light beams 40 emanating from the first area 10 are reflected by double reflection at the prism structure undergo a total reflection 50 and are directed back towards the first region 10.
In Figur 2 ist beispielhaft eine schematische Skizze eines Gewächshauses 60 gezeigt, wobei zumindest das Dach des Gewächshauses mit der in Figur 1 gezeigten lichtdurchlässigen Wand 1 versehen ist. Das Innere des Gewächshauses 60 bildet dabei den ersten Bereich 10, während die äußere Umgebung des Gewächshauses 60 den zweiten Bereich 20 bildet. Die lichtlenkenden Strukturen bestehen dabei insbesondere aus einer Vielzahl von Elementen, wobei jedes Element aus einer Vielzahl von Tröpfchen besteht, die auf dem Wandsubstrat mit einer planen FIG. 2 shows, by way of example, a schematic sketch of a greenhouse 60, wherein at least the roof of the greenhouse is provided with the translucent wall 1 shown in FIG. The interior of the greenhouse 60 forms the first region 10, while the outer environment of the greenhouse 60 forms the second region 20. The light-guiding structures consist in particular of a plurality of elements, each element consisting of a plurality of droplets, which plan on the wall substrate with a
Begrenzungsfläche abgelegt sind und deren etwa halbkugelige Wölbung von dem Substrat abragt, wobei die Tröpfchen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, und die Tröpfchen aus einem lichtdurchlässigen oder transparenten Material bestehen. Limiting surface are stored and their approximately hemispherical bulge protrudes from the substrate, wherein the droplets have different diameters, and the droplets of a translucent or transparent material.
Die gebildeten optischen Mikrostrukturen können eine lichtlenkende oder The formed optical microstructures may be a light directing or
entblendende Wirkung haben, indem sie einfallendes Tageslicht so umlenken, dass ein Betrachter nicht in den Hauptstrahlengang hinschauen kann. Durch eine have a dazzling effect by redirecting incident daylight so that a viewer can not look into the main beam path. By a
Anwendung dieser lichtlenkenden Strukturen im Fassaden-, Fenster- oder Application of these light-guiding structures in the facade, window or
Türbereich kann eine entblendende Lichtwirkung erreicht werden. Dabei entsteht Sonnenschutz bei gleichzeitig hoher Transparenz. Diese wird insbesondere dadurch erreicht, dass die optische Gesamtwirkung der Einrichtung ein Prisma darstellt,
welches das Licht aus der Hauptbetrachtungsrichtung zur Seite oder nach oben ablenkt. Door area can be achieved a glare-free lighting effect. This creates sun protection with high transparency. This is achieved in particular by the fact that the total optical effect of the device is a prism, which deflects the light from the main viewing direction to the side or upwards.
Die gebildeten optischen Mikrostrukturen können alternativ auch eine entwärmende Wirkung haben, indem sie einfallendes Tageslicht so umlenken, dass das Licht außen je nach Einfallwinkel weitgehend reflektiert wird und nur zum geringen Teil in den Innenraum eindringen kann (hierbei sind der erste und zweite Bereich 10, 20 insbesondere miteinander vertauscht). Auch Kombinationen der einzelnen Alternatively, the optical microstructures formed can also have a draining effect by deflecting incident daylight so that the light is largely reflected on the outside depending on the angle of incidence and can penetrate the interior only to a small extent (in this case, the first and second regions 10, 20 especially interchanged with each other). Also combinations of the individual
Lichtwirkungen sind denkbar. Light effects are conceivable.
Ein weiteres nicht abgebildetes Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen lichtdurchlässigen Wand mit einer lichtlenkenden Struktur in Form einer Sammellinse ist die Nutzung des Tageslichts für die Pflanzenbeleuchtung. Dabei können an Fenstern, Wintergärten oder Gewächshäusern die lichtlenkenden Strukturen derart ausgebildet sein, dass beispielsweise exotische Pflanzen mit hohem Licht- und Wärmebedarf gezielt angestrahlt werden. Eine weitere denkbare Nutzung ist die Nutzung des Tages- oder künstlichen Raumlichts für die Pflanzen-, Vitrinen- und Regalbeleuchtung. Dabei können an der Oberseite der Möbel, oder an der Another non-illustrated example of application of the translucent wall according to the invention with a light-guiding structure in the form of a converging lens is the use of daylight for the plant lighting. In this case, the light-directing structures can be designed on windows, conservatories or greenhouses such that, for example, exotic plants with high light and heat requirements are specifically illuminated. Another conceivable use is the use of daylight or artificial room lighting for plant, display cabinet and shelf lighting. It can be at the top of the furniture, or at the
Innenseite eines Gewächshauses lichtlenkende Struktur so aufgedruckt und ausgerichtet werden, dass darin befindliche Pflanzen, Waren oder Exponate gezielt angestrahlt werden. Scheiben mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können beispielsweise auf so genannten Flachbettdrucker bedruckt werden. Inside a greenhouse light-guiding structure are printed and aligned so that plants, goods or exhibits located therein are selectively illuminated. Discs with the device according to the invention can be printed on so-called flatbed printers, for example.
Ferner ist beispielsweise denkbar, dass mehrere transparente Tintentropfen unterschiedlicher oder gleicher Größe so nebeneinander angeordnet, dass sie zusammen lokal eine gezielte lichtbrechende Wirkung haben. Dieses Array kann beliebig oft durch mehrfaches Ablegen von Tintentropfen auf der gleichen Stelle in einer y-Achse geformt werden. Das Array wird durch eine Vielzahl weiterer Arrays zu einer Matrix ergänzt, die die einzelne Lichtwirkung jedes Arrays zu einer optischen Gesamtstruktur zusammenfasst. Die partielle Struktur ist damit nicht linienförmig wie bei Fresnellinsen aufgebaut, sondern in einer Matrix. Der Gesamtaufbau entspricht damit nicht einer Undefinierten optischen Wirkung wie z.B. die streuende Wirkung einer Sichtschutzscheibe aus strukturiertem Plexiglas, oder der Hinterleuchtung von Displays, sondern hier ist das gezielte Vergrößern oder Verkleinern gewollt. Der
Gesamtaufbau entspricht damit nicht einer Undefinierten optischen Wirkung wie z.B. die streuende Wirkung einer Sichtschutzscheibe aus strukturiertem Plexiglas, oder der Hinterleuchtung von Displays, sondern hier ist das gezielte Vergrößern oder Verkleinern gewollt. Die Erzeugung einer erfindungsgemäßen lichtdurchlässigen Wand mit aufgedruckten lichtlenkenden Strukturen erfolgt zunächst durch Festlegung und Berechnung der gewünschten optischen Wirkung z.B. nach Größe, Brennweite, Ablenkwinkel, etc. . Dann erfolgt die Umsetzung der geometrischen Daten der Optik in der y-Achse auf eine Ebene. Dabei werden diese Daten in einer Matrix so gerastert, dass entsprechend der Auflösung und der Tintentropfengröße einzelne Arrays definiert werden. Diese Daten werden nun über eine Software vektorisiert und auf die bekannte Farbdarstellung im CMYK-System übertragen. Das heißt, jeder beliebigen Funktion wird nun unter Berücksichtigung der Position z.B. der Variation der Tintentropfengröße, oder ein mehrfaches Ablegen von Tintentropfen auf einer Stelle, eine Farbe aus dem CMYK-System der Druckersoftware zugeordnet. Furthermore, it is conceivable, for example, that a plurality of transparent ink drops of different or the same size are arranged next to one another in such a way that together they have a locally targeted refractive effect. This array can be formed as often as desired by repeatedly depositing drops of ink on the same location in a y-axis. The array is supplemented by a multiplicity of further arrays to form a matrix which combines the individual light effect of each array into an overall optical structure. The partial structure is thus not linearly constructed as Fresnel lenses, but in a matrix. The overall structure thus does not correspond to an undefined optical effect such as the scattering effect of a screen made of structured Plexiglas, or the backlighting of displays, but here the targeted zoom in or zoom out is intentional. Of the Overall structure does not correspond to an undefined optical effect such as the scattering effect of a screen of structured Plexiglas, or the backlighting of displays, but here is the targeted zoom in or zoom out wanted. The production of a translucent wall according to the invention with printed light-guiding structures is first carried out by definition and calculation of the desired optical effect, for example, by size, focal length, deflection angle, etc. Then the conversion of the geometric data of the optics in the y-axis takes place on a plane. In the process, these data are rasterized in a matrix in such a way that individual arrays are defined according to the resolution and the ink drop size. These data are now vectorized via software and transferred to the familiar color representation in the CMYK system. That is, any function will now be assigned a color from the CMYK system of the printer software, taking into account the position of, for example, the variation of ink drop size or multiple drops of ink drops on one spot.
Da ein moderner Drucker mehrere Druckköpfe enthält, kann durch die Auswahl der Druckköpfe eine Zusammenstellung von Druckfarben und Tintentropfengrößen erreicht werden. Besonders bevorzugt werden hier Druckköpfe, die sehr kleine Tropfen im Bereich von 1 Pikoliter erzeugen können. Besonders bevorzugt werden hier Druckköpfe, die klare transparente Tinte verarbeiten. Es kann aber auch zur Erzeugung von optischen Bildern eine Kombination in der Bestückung des Druckers mit verschiedenen Druckköpfen für verschiedene Farben und Klarlack gewünscht sein. Um eine sehr schnelle Aushärtung zu erreichen werden UV-licht härtende Tinten bevorzugt. Die Aushärtung erfolgt hier über UV-Lampen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass für diese spezielle Aufgabe UV-Lampen Verwendung finden, die direkt bei den Druckköpfen positioniert sind. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn diese UV- Lampen einzeln oder als gesamte Einheit eine eng bündelnde Ausstrahlcharakteristik haben. Damit kann der gerade abgelegte Tintentropfen durch die kurze Distanz und enge räumliche Anordnung direkt mit der UV-Strahlung bestrahlt werden und sehr schnell aushärten ohne zu verlaufen. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft wenn die UV-Lampen elektrisch so angesteuert werden, dass sie nur im Moment des Because a modern printer has multiple printheads, the selection of printheads allows you to achieve an assortment of inks and ink drop sizes. Particularly preferred here are printheads that can produce very small drops in the range of 1 picoliter. Particularly preferred here are printheads that process clear transparent ink. However, it may also be desired to produce optical images a combination in the assembly of the printer with different printheads for different colors and clearcoat. In order to achieve a very fast curing UV inks are preferred. Curing takes place here via UV lamps. It is preferably provided that UV lamps are used for this particular task, which are positioned directly at the printheads. Furthermore, it is particularly advantageous if these UV lamps, individually or as an entire unit, have a tightly focused emission characteristic. Thus, the just deposited ink droplets can be irradiated directly by the short distance and close spatial arrangement with the UV radiation and cure very quickly without running. Furthermore, it is particularly advantageous if the UV lamps are electrically controlled so that they only at the moment of
Auftreffens des Tintentropfens auf dem Substrat aufleuchtet. Diese kann durch ein
Parallelsignal der Tintentropfenerzeugung zeitversetzt erfolgen. Damit könnten Energieverbrauch und chemische Emission reduziert werden. Der UV-Klarlack kann je nach Applikation und Substrat im ausgehärteten Zustand noch flexibel oder hart sein. Impact of the ink droplet on the substrate lights up. This can be done by one Parallel signal of the ink droplet generation time offset. This could reduce energy consumption and chemical emissions. Depending on the application and substrate, the UV clearcoat may still be flexible or hard when cured.
Die Winkel der Einzelprismen können beliebig ausgebildet werden. Haben sie zum Beispiel 45° so wird das Licht in einer Bestrahlungsrichtung gebrochen und in zwei Richtungen gestreut; in der anderen Bestrahlungsrichtung wird das Licht jedoch zweimal totalreflektiert. Damit entsteht hier eine Reflektoreigenschaft.
The angles of the individual prisms can be designed as desired. For example, if they have 45 °, the light is refracted in one direction of radiation and scattered in two directions; however, the light is totally reflected twice in the other direction of irradiation. This creates a reflector property here.