冷光光学装置以及与这种冷光光学装置一起使用的膜制造方法及图纸

公开了一种基于冷光太阳能收集器(LSC)的冷光光学装置。除了形成用于从太阳能产生电能的LSC的部件之外，该冷光光学装置还包括光源以及可选的一个或多个传感器，两者均电连接到LSC的能量储存装置。在控制单元的控制下，光源可以例如响应于传感器测量的环境数据发射不同波长的光，从而激发包含发光材料的相应域以发射不同颜色的光。冷光光学装置可以用作能够方便且灵活地采集能量、照亮自身以及显示各种内容的独立的且全集成的装置，以用于各种目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷光光学装置以及与这种冷光光学装置一起使用的膜


[0001]本公开内容总体上涉及光学装置，尤其涉及利用光致发光的冷光光学装置，以及与这种冷光光学装置一起使用的膜。

技术介绍

[0002]不是由热引起的物质的光发射通常称为冷光(luminescence)。一种发光形式
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称为光致发光(PL)并且通常分为荧光现象和磷光现象
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是由受到电磁辐射的物质吸收能量产生的，该能量以发射的电磁辐射的形式释放。在大多数情况下，发射的电磁辐射具有比吸收的电磁辐射更长的波长。
[0003]冷光太阳能集中器(LSC)是一种利用光致发光材料和太阳能电池产生电能的装置。
[0004]LSC通过在相对大的表面积上收集由光致发光材料发射的电磁辐射或光，并且通过将发射的辐射引导到相对小的太阳能电池目标(例如光伏(PV)电池)中来操作。
[0005]例如，可以通过在由具有相对高折射率的材料(诸如塑料或玻璃)制成的透明承载件的表面上施加高荧光油墨涂层来构建LSC。入射到LSC的电磁辐射(特别是太阳光或环境光)被荧光材料吸收，并且由荧光材料发射的电磁辐射或光学耦合到透明承载件中。由于承载件材料的高折射率，发射的光的较大部分通过全内反射被捕获在承载件中。在有效角(也称为临界角)之外发射的一部分光将作为荧光离开LSC。发射的光的被捕获在透明承载件中的一部分行进到其侧面，在那里光伏电池光学耦合到透明承载件的一个或多个边缘。光伏电池将发射的光的一部分转换成电能，用于为能量储存装置(诸如蓄电池)充电。/>[0006]由LSC产生并储存在能量储存装置中的电能可以用于各种目的。通过引用的方式并入本文中的US 2012/0118381 A1公开了一种LSC，其包括与透明承载件的边缘光学耦合的光源，用于照亮由施加在透明承载件的表面或施加在布置在透明承载件的表面上的膜处的发光材料的图案形成的图像。光源由能量储存装置供电。
[0007]该图案可以包括当被光源照射时发射不同颜色的光的不同的发光材料，用于由LSC显示彩色的单个图像。
[0008]在实践中，需要更通用的LSC操作，以便选择性地显示来自发光材料图案的不同图像。

技术实现思路

[0009]在本公开的第一方面，通过一种冷光光学装置实现了上述目的，所述冷光光学装置包括：承载板，其被布置为用于引导光；至少一个光伏电池，其光学耦合到所述承载板并且被布置为用于由从所述承载板所接收的光产生电能；能量储存装置，其连接到所述至少一个光伏电池并且被布置为用于储存由所述光伏电池产生的电能；光源，其光学耦合到所述承载板，电连接到所述能量储存装置，并且被布置为用于将光发射到所述承载板中。多个冷光域设置在所述承载板处，并且被布置为用于在被环境光激发时向所述承载板中发射冷
光，以及用于在由来自所述光源的经由所述承载板引导的光激发时向外发射可见冷光。所述多个冷光域中的不同冷光域包括被布置为用于在被不同波长的光激发时发射可见冷光的发光材料，并且所述光源被布置为用于发射不同波长的光以激发相应的域来发射冷光。
[0010]本公开基于以下见解：特定发光材料即光致发光材料发射发光的光取决于电磁辐射的波长，即入射在相应发光材料上的光的波长。通过构建具有在被特定波长或特定波长范围的光激发时发射代表不同图像的可见的发光的光的发光材料的冷光域的图案，可以通过控制光源发射的光的一个或多个波长通过选择性地照亮对应于特定图像的相应域来显示不同图像。
[0011]因此，利用根据本公开的冷光光学装置，可以通过正确选择光源发射的光的成分，从冷光域的图案显示不同的图像。将理解的是，具有不同发光材料的域可以被成组选择并布置以例如显示不同图像和/或以不同的颜色显示相同的图像。术语“图像”应当以其最一般的形式进行解释，包括图片、图标、图表、标志、象形图以及文字内容，诸如字符、图形、标记或任何其他类型的图形或信息或内容。
[0012]利用上述配置，使用冷光光学装置产生和储存的电能为光源供电，无需外部电源和/或外部连接电缆。因此，根据本公开的冷光光学装置可以用作能够方便且灵活地采集能量、照亮自身以及显示各种内容的独立的且全集成的装置，以用于各种目的。例如，冷光光学装置允许提供彩色设计的窗、墙元、广告板、标牌和其他建筑材料。
[0013]此外，多色辐射的实现允许显示各种颜色和可能不同亮度的图像的复杂图案。因此，可以用艺术和美学效果诸如用于提供3D效果的颜色深度渲染所得到的产品。
[0014]还可以将光源与具有发光材料的多个冷光域组合，以产生更多的动态效果，诸如使所显示的内容发出微弱而稳定的光。动态效果的选择性启用进一步增强了冷光光学装置的应用，例如用于警示或通知目的。
[0015]冷光光学装置还可以有利地布置成响应于装置周围环境的变化或与其相关联地改变其显示。为此，冷光光学装置还可以包括用于收集与周围环境有关的信息或测量数据的一个或多个传感器。冷光光学装置与其周围环境的集成或连接是有益的，因为它允许冷光光学装置以响应方式操作。
[0016]本冷光光学装置的又一优点是，域的不同发光材料有效地提高了装置将环境光转化为电能的操作范围，因为环境光的大部分即各种波长都可以被不同材料吸收。
[0017]根据本公开的实施例，光源可以包括一个或多个可控制的诸如可编程控制的发光二极管LED。具体地，该装置可以包括多个不同的单色LED，或者使用多色LED来照亮特定颜色(即波长)的光，以激发具有不同发光材料的域中对应于要显示的特定图像的相应域。
[0018]LED可以定位在透明承载板的一个或多个位置处，例如在矩形承载板的相对侧或边缘处，以提供对发光材料的域的均匀照亮。
[0019]替代性地，光源可以包括连接到能够发射不同波长或波长范围的光的激光光源的光漫射光纤。光漫射光纤可以被布置为用于完全围绕承载板，例如完全围绕矩形承载板的侧或边缘，以提供对承载板的尽可能均匀的照亮，而不会影响或可忽略地影响耦合到位于承载板的一个或多个侧或边缘的光伏电池中的发光的光的量。在这个意义上，承载板的任何可用边缘都可以用于照亮而不影响能量产生。
[0020]为了操作与其周围环境相关的冷光光学装置，根据本公开的实施例，该装置还可
以包括用于监测或检测周围环境的参数或测量的至少一个传感器。一个或多个传感器可以由冷光光学装置的一个或多个光伏电池产生并储存在其能量储存装置中的电能供电。要显示的图像，即光源产生的光的波长，可能会根据传感器的测量数据而改变。冷光光学装置可以被布置为用于以即插即用模式连接一个或多个传感器，这允许装置根据需要选择性地监测环境的一个或多个方面。
[0021]特别地，至少一个传感器可以包括可操作地连接到光源的运动传感器、光学传感器、温度传感器、湿度传感器、粒子传感器、红外IR传感器、辐射传感器和CO
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传感器中的至少一种。光源由此可以响应于来自至少一个传感器的不同读数或测量数据而发射不同波长的光
[0022]作为示例，对于运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冷光光学装置(10、20)，包括：承载板(11、21)，其被布置为用于引导光；至少一个光伏电池(12、22)，其光学耦合到所述承载板(11、21)并且被布置为用于由从所述承载板所接收的光产生电能；能量储存装置(13、23)，其连接到所述至少一个光伏电池(12、22)并且被布置为用于储存由所述光伏电池(10、20)产生的电能；至少一个光源(14、24)，其光学耦合到所述承载板(11、21)并且电耦合到所述能量储存装置(13、23)，所述至少一个光源(14、24)被布置为用于将光发射到所述承载板(11、21)中；所述承载板(11、21)设置有多个冷光域(25
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28)，所述多个冷光域被布置为用于在被环境光激发时向所述承载板(11、21)中发射冷光，以及用于在被来自所述至少一个光源(14、24)的经由所述承载板(11、21)引导的光激发时向外发射可见冷光，其中，所述多个冷光域中的不同冷光域(25
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28)包括被布置为在被不同波长的光激发时发射可见冷光的发光材料，并且所述至少一个光源(14、24)被布置为用于发射不同波长的光以激发相应的冷光域(25
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28)来发射冷光。2.根据权利要求1所述的冷光光学装置，其中，所述至少一个光源(14、24)包括一个或多个可控发光二极管(LED)和围绕所述承载板的光漫射光纤中的至少一个。3.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，还包括可操作地连接到所述至少一个光源(24)的至少一个传感器(30)，以用于响应于来自所述至少一个传感器(30)的不同读数而发射不同波长的光，所述至少一个传感器特别地是运动传感器、光学传感器、温度传感器、湿度传感器、粒子传感器、红外(IR)传感器、辐射传感器和CO
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传感器中的至少一种。4.根据权利要求3所述的冷光光学装置，还包括控制单元(29)，所述控制单元电连接到所述至少一个光源(24)和所述至少一个传感器(30)，并且被布置为用于控制所述至少一个光源(24)以发射不同波长的光，特别地，所述控制单元(29)是处理器控制的控制单元。5.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰伦，
申请(专利权)人：埃因霍芬理工大学，
类型：发明
国别省市：