专利名称：带有太阳能电池的照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有太阳能电池作为能量源的照明装置。
背景技术：
已知了如下的照明装置，其由电池供电，该电池借助太阳能电池来充电。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于通过利用日光作为能量源来照明的特别简单且视 觉上吸引人的可能性。该任务借助根据独立权利要求所述的照明装置来解决。优选的实施形式尤其是可 以从从属权利要求中得到。该照明装置具有至少一个多层系统，其带有至少两个功能层。功能层之一构建为 支承功能层，其具有平面的支承体。另一功能层具有至少一个太阳能电池作为光致电压的 功能层。功能层尤其是理解为如下的层其起到预先确定的功能，如光致电压的功能或者产 生光的功能。在此，功能层可以具有为了完成功能所需的不同的元件，如电线路、电子电路、 基板等等。功能层也可以包括多个层。功能层不需要是一致的，这样例如光致电压的功能 层可以仅仅局部受限地施加在平面的支承体上，例如以太阳能电池的图案来施加，在其之 间存在缝隙。此外，照明装置具有至少一个能量存储器用于存储通过光致电压的功能层或者所 述至少一个太阳能电池获得的能量。此外，该照明装置具有至少一个光源，其可以借助存储 在能量存储器中的能量来驱动。所述至少一个光源原则上可以具有任意类型的光源。有利 的是使用半导体光源，尤其是发光二极管。发光二极管可以发射单色光或者多色光，例如白 色光。发光二极管例如可以作为单个LED或者作为带有多个LED芯片的LED模块存在。发 光二极管可以单独地或者作为组在色彩上调谐。例如也可以使用二极管激光器。光源可以 配备有用于引导射束的合适的光学装置，例如费涅尔透镜、准直器、射束扩展器等。该照明装置附加地具有至少一个亮度传感器(光度传感器)。所述至少一个光源 可以根据由所述至少一个亮度传感器感测的测量值有选择性地激活和去激活。亮度在此通 常理解为作用于亮度传感器上的辐射的强度，该强度在空间上并且在频带上与相邻的电磁 辐射一同被平均。由此，该照明装置能够除了用作光能吸收器(并且由此用作遮阳装置)之外还根 据由亮度传感器感测的环境亮度也用作照明单元。这样，该照明装置在环境亮度充足的情 况下仅仅用作光能吸收器，而在环境亮度不再充足时也用作照明单元。为了激活和去激活 至少一个光源预先确定的环境亮度的水平有利地可以被变化地调节。由于照明装置可以由 公共的供电网络自主地布置，所以其可以特别简单地使用、尤其是没有费事的安装步骤。此 外，因为在光照射的情况下通过照明装置遮挡的面在昏暗的情况下是可以进行照明的，所 以为用户提供了视觉上特别吸引人的、位置上表现得“自然的”照明。使用太阳能同时有助于节约能量。通过将技术功能(能量获得、能量存储和光溶解)组合成集成解决方案中，作 为另外的优点形成设计技术上新的可能性使得可感受超过目前已知的利用的光。这种新 的设计可能性尤其是可以在面向设计的商业场所譬如发光系统中由建筑师、设计师和照明 规划者使用。支承功能层或者平面的支承体可以是柔性的，例如由塑料膜或精纺的金属织物构 成。由此可能的是，至少使用该多层系统代替传统的柔性的遮阳覆盖物如窗帘或者篷帐布。支承功能层或者平面的支承体可以是透明的，例如由PI、PE或者PMMA构成。由此， 可能的是将其针对光照射设置为至少一个太阳能电池之前的保护层，并且同时并不显著地 妨碍光入射到太阳能电池上。为了简单、成本低廉地并且可靠地固定太阳能电池，第二功能层的至少一个太阳 能电池可以被层压到第一功能层上。由此得到了可特别简单地制造的、紧凑的且可靠的单兀。所述至少一个太阳能电池可以是柔性的。由此可以通过照明装置特别简单且显得 自然地代替遮阳织物(Sormenschutzstoffbahnen)。太阳能电池例如可以作为有机太阳能 电池存在。所述至少一个光源可以作为产生光的功能层或者作为多层系统的产生光的功能 层的一部分用于实现紧凑且可靠的结构。而可替选地或者附加地，所述至少一个光源也可 以例如设置在旁边。产生光的功能可以具有至少一个柔性的LED带，例如是OSRAMOpto Semiconductors GmbH公司的LinearLight Flex系列。柔性的LED带例如可以以其背侧粘 合。由此，可以通过照明装置特别简单且显得自然地代替已知的遮阳织物。也可以产生柔 性的发光图案。LED带可以构建为前向辐射器和/或侧向辐射器。产生光的功能层可以具有至少一个柔性的、平面的OLED辐射器。由此实现了均勻 的、不眩目的并且感觉特别令人愉悦的大面积的照明。所述至少一个光源可以在边缘施加在多层系统上。由此，多层系统可以从侧向照 明，由此光源本身更少可见或(在安装在侧面的框架中时(例如作为管道(Keder)))不再 是可见的。由此，避免了眩目效果并且实现了没有强的亮度波动的照明。可替选地或者附加地，所述至少一个光源可以均勻分布地施加到多层系统上。由 此，任意大的区域可以用作照明面，而不导致朝着照明面的中部亮度降低。由此也可以实现 比仅仅边缘照明时更高的发光强度。通常，光源可以在空间上任意设置，例如也可以不规则 地设置。至少多层系统可以具有边缘增强部(例如固定的或者柔性的管道)用于防止撕裂 和/或保持应力。多层系统可以具有背离日光的半透明的、例如由PMMA、PC或PE构成的(单层或多 层的)盖层。盖层可以是白色的、彩色的或者有图案的。借助盖层首先可以改进遮阳效果， 其次可以使日光的光分布和/或由至少一个产生光的功能层发射的光的光分布均勻。多层系统可以具有至少一个(单层或多层的)不透光的层，用于使遮阳效果最大 化，其中所述至少一个太阳能电池设置在(朝向日光的)侧上，并且所述至少一个光源在另 一(背离日光的)侧上发射光。
此外，多层系统可以具有(单层或多层的)UV防护层(阻挡UV光的层)。尤其是，一种照明装置可以是优选的，其中多层系统至少局部具有如下的功能 层_平面的、柔性的并且透明的层(膜)，用于用作朝向日光的盖层；-优选柔性的太阳能电池，其光吸收面朝向透明的盖层；-LED发光装置，例如柔性的LED带或者柔性的OLED平面辐射器；以及_半透明的层，用于用作背离日光的盖层。例如在用作带有LED侧向辐射器的、边缘设置的LED带的情况下，LED发光装置可 以侧向照射半透明的功能层。这种边缘设置具有如下优点位于其间的居中的面(局部) 无需具有发光装置并且因此可以更简单地制造且具有更小的重量。可替选地或附加地，LED 发光装置可以从前面照射半透明的层。由此，可以实现具有规则的(理想情况下均勻的) 光图案的、大面积的发光面，其中光强度也可以通过LED的区域性密度来调节。为了均勻和 简单地构建多层系统，优选柔性的OLED面辐射器。于是必要时也可以省去半透明的层。照明装置可以构建为窗帘系统，尤其是用于建筑物内部区域，其中有利地可以使 用柔性的多层系统作为窗帘材料。所述至少一个亮度传感器、至少一个能量存储器和/或用于驱动所述至少一个光 源的至少一个镇流器于是可以有利地设置在至少一个滑架上。由此提供了一种特别紧凑、 可简单地投入使用的并且可靠的窗帘系统。照明装置也可以构建为用于户外区域的遮阳覆盖物，例如篷布、遮帘、遮阳篷等等 形式。
在以下附图中参照实施例示意性地详细地描述了本发明。在此，为了更为清楚，相 同或者作用相同的元件可以设置有相同的附图标记。图1在后视图中示出了根据第一实施形式的用于建筑物内部区域的窗帘系统形 式的照明装置；图2在后视图中示出了根据第二实施形式的用于建筑物内部区域的窗帘系统；图3在后视图中示出了根据第三实施形式的用于建筑物内部区域的窗帘系统；图4在侧视图中作为沿着图1中的剖切线A-A的剖面图示出了图1中的窗帘系 统；图5在斜视图中示出了带有根据本发明的照明装置的帐篷。图6在侧视图中作为剖面图示出了根据本发明的照明装置的另一实施例。
具体实施例方式图1示出了用于建筑物内部区域的窗帘系统1的背侧的正视图，即从内部区 域向外看，例如向窗看。该窗帘系统1具有至少部分柔性的窗帘2，其在上部借助柔 性的上部边缘增强部(未示出)保持在窗帘轨3上，并且在下侧具有负重的闭合板条 (Abschlussleiste) 4 从后部来看(从室内向外看)，窗帘2首先具有半透明的盖层5。半 透明的盖层5用于使入射到室内的光在空间中均勻化，并且由此避免了眩目效果和/或具有强烈的光强波动的光图案。在半透明的盖层5上存在带有在此为五个的垂直设置的LED 带6的产生光的功能层，LED带具有均勻间隔地成串设置的发光二极管(未示出)。发光二 极管构建为前侧辐射器，使得其直接地、即用其主照射方向垂直照射到半透明的盖层5上。 由此产生垂直的条形的光图案，该光图案通过半透明的盖层5散射到室内，并且由此被扩 宽并且平滑。在LED带6之后设置有带有大面积的太阳能电池(太阳能电池板)7的光致 电压的功能层。太阳能电池7的光接收面朝向前(即在观察方向，对应于y方向)并且由 此与LED带6背离。太阳能电池7层压到前部的透明的盖层8上，该盖层作为透明的膜存 在。太阳能电池7能够在光从前面入射的情况下产生电流。为了截取该电流或者存在的电 压，将太阳能电池7通过电线路(未示出)相连，这些线路也是光致电压的功能层的一部 分。为了将太阳能元件7彼此电连接，可以有利地使用层压到透明的膜8上的铜轨或者在 塑料支承体或者纸质支承体上嵌入的扁平线缆。透明的盖层8和半透明的盖层5在宽度和高度方面(即在x，z平面中)具有相同 的尺寸。该窗帘2由此形成了由数目局部变化的功能层构成的功能性多层系统。这样，窗 帘2在LED带6经过太阳能电池7的部位上具有四个功能层，即(后部的)半透明的盖层 5、带有LED带6的产生光的层、带有太阳能电池7的光致电压层和(前部的)透明的盖层 8。而在其他部位上透明的盖层8和半透明的盖层5可以直接相叠放置。图2在类似图1的视图中示出了带有窗帘10的窗帘系统9，其中LED带6与根据 图1的实施形式相比并非笔直地垂直向上走向，而是波纹状地走向。然而，原则上LED带6 的位置并不受限，其例如也可以倾斜地或者水平地定向，或者也可以具有开放的或者封闭 的自由形状(例如环状)。图3在与图1和图2类似的视图中示出了带有窗帘13的窗帘系统12，其中现在 与根据图1和图2的实施形式相比仅仅两个LED带14 (虚线表示)设置在窗帘的左边边缘 和右边边缘。LED带14构建为侧向辐射器，即其LED定向为使得它们侧向地照射进窗帘2 中，如通过箭头表示的那样。由此，半透明的盖层5被侧向地照明并且由于其散射特性而至 少部分将光平面地发射到室内。这两个LED带14被侧面的板条15遮盖用于对其进行保护 并且用于达到视觉上高品质的印象。为了提高发送到室内的光辐射的照明强度可以存在反 射性的功能层，其将由所述至少一个光源产生的光反射到半透明的盖层5上。图4在侧视图中作为沿着图1中的剖切线A-A的剖面图示出了窗帘系统1。窗帘 2在其前侧V上具有透明的盖层8，其中光(在此为日光S)入射到该前侧上。在透明的盖 层8的内侧层压有太阳能电池7，太阳能电池收集通过透明的盖层8入射的日光S并且转 换成电流。此外，通过太阳能电池挡住入射到太阳能电池上的光，使得窗帘2用作遮阳装 置。由太阳能电池7产生的电流通过电线路16引导至电流存储器17。电流存储器17例 如可以具有蓄电池、可重复充电的电池、超级电容器等等。LED带6在太阳能电池7的后部 侧上，并且在太阳能电池7之间的缝隙中垂直走向地固定在透明的盖层8的后部侧上。产 生光的功能层的、带有其在此未示出的发光二极管的LED带6从电流存储器17通过电供给 线路18获得其电流。窗帘2在其背侧R上完全被半透明的(opaken)盖层5封闭。窗帘2 通过可滑动地悬挂在窗帘轨3上的滑架19固定在窗帘轨3上，并且在其上可以如幕布一样 拉开并且又拉拢。对此，带有其多层系统5、6、7、8的窗帘2在上部借助柔性的上部边缘增 强部23(例如窗帘板条)来封闭。多层系统可以例如通过夹持、形状配合或者粘合固定在边缘增强部23上。电线路16、18可以在窗帘2的上端部上聚拢，以便随后通过在边缘增强 部23中的开口(未示出)来引导并且进一步连接到能量存储器17和激励电子装置21 (参 见下文)。可以使用市面上常见的窗帘轨3。在滑架19上可以借助拧合、铆接、粘合、搭扣 (Klettverschluss)等来固定。与幕布情况中类似，在下闭合板条4中存在重物20，以便将 窗帘2保持绷紧。有利地，太阳能电池7可以柔性地构建，例如作为柔性的有机太阳能电池 而存在，以便实现窗帘2的柔软的下垂，由此该窗帘还可以类似于幕布地成形。为了改善窗 帘2的可弯曲性，代替LED带6也可以使用整面的柔性的OLED辐射器。这种大面积的辐射 器也具有可以实现完全均勻地产生光的优点。在滑架19上并且由此可借助其移动地存在电流存储器17、镇流器形式的用于激 励LED带6(通常为产生光的功能层)的激励电子装置21以及亮度传感器22。激励电子装 置21可以具有用于LED带6的发光二极管的驱动电子装置。借助激励电子装置21来控制 或者调节对LED带6的馈电。激励电子装置21与亮度传感器(光度传感器)22相连，该亮 度传感器感测环境亮度。在达到或者低于预先给定的亮度阈值时，激励电子装置21对LED 带6馈电。换言之，在亮度降低时从预先确定的阈值起接通窗帘2或者LED带6。如果环境 亮度在亮度阈值以上，则激励电子装置21又关断LED带6。可替选地，LED带6可以随着降 低的环境亮度而逐渐更强地发光。在这里所示出的实施例中，LED带6从前面照射到室内， 即从窗帘2的背侧R出发，如通过相关的箭头L所表示的那样。在此，由LED带6的LED发 射的光L穿过后部的半透明的盖层5，借助该盖层使发光强度分布平滑，并且由此“涂抹”在 窗帘2的背侧R上所感知的光图案。通过将能量存储器17、激励电子装置21和亮度传感 器22安装在滑架19上，将窗帘2相对于这些元件17、21、22的相对位置保持位置固定；由 此可以将电线路16、18保持较短，并且使其机械应力最小。窗帘轨3可以固定在壁W上。照明装置1因此形成了模块化的照明系统，其包括太阳能电池板、LED板、能量存 储器、镇流器、机械支承体和光度传感器。图5示出了帐篷24，其帐篷帆布的材料或者至少用作顶的帐篷帆布的材料由如上 面所描述的多层系统5、6、7、8构建。由此，帐篷顶25在白天用作遮阳装置而在昏暗情况下 可以向内用作照明源。为了使用在户外区域中，多层系统还具有最外部的耐UV的膜，或者 层5至8是耐UV的，至电池的线缆穿通部和控制电子装置也必须用密封带包围并且它们必 须单独地安装在防潮的盒子中。环绕的板条用硅树脂密封。在周围的板条上用于将电线路 16、18穿通至能量存储器17和控制电子装置21的线缆穿通部用密封带包围，用于防止湿气 侵入。此外，能量存储器17和控制电子装置21单独地安装在防潮的盒子26中。在用作遮 阳篷或者顶棚的情况下，支架结构是优选的，以便发光窗帘不受到大的机械负载。图6示出了百叶窗27形式的根据本发明的照明装置的另一实施例，其中现在平面 的支承体(未示出)刚性地实施，其中百叶窗的每片28具有固定的支承体。在此情况下， 支承体是不透光的并且在其前侧V上具有太阳能电池(未示出)，而在其后侧R上在片28 的长度上施加有LED带(未示出)，并且被半透明的膜遮盖。由此，百叶窗27的背侧R(更 确切地说各个片28的背侧)可以用作发光面。当然，本发明并不限于所示的实施例。在窗帘中附加地可以在太阳能电池和光源之间存在衰减光的或者不透光的层，由 此得到了最大的遮阳。除了 LED带之外，也可以使用其他LED装置，例如LED网络或者LED串。除了发光二极管之外也可以使用其他光源，例如激光二极管或者其他半导体光源。光 源通常可以配备有一个或者多个光学系统用于引导射束，尤其是用于展宽射束。也可以使 用宽发射的发光二极管作为发光二极管，因为这样形成了更为均勻的光图案。太阳能电池 的大小、距离和数目可以与应用情况相协调，例如为了在非柔性的太阳能电池情况下也达 到相当的柔性可以使用许多小的可相对彼此弯曲的太阳能电池，它们可以从其他情况下柔 性的位置相对彼此转动。照明装置可以用作遮帘、遮阳篷、天篷等等或者与遮帘、遮阳篷、天篷结合使用。附图标记表1 窗帘系统2 窗帘3 窗帘轨4闭合板条5 半透明的盖层6 LED 带7 太阳能电池8 透明的盖层9 窗帘系统10 窗帘12 窗帘系统13 窗帘14 LED 带15 侧面板条16 电线路17 电流存储器18 电线路19 运行滑架20 重物21激励电子装置22亮度传感器23上部边缘增强部24 帐篷25 帐篷顶26 盒子27 百叶窗28 片R 背侧S 日光V 前侧W 壁
权利要求
一种照明装置(1；9；12)，具有 带有至少两个功能层(5 8；14)的多层系统，其中支承功能层(5)具有平面的支承体(5)，在该支承功能层上施加有带有至少一个太阳能电池(7)的光致电压的功能层； 用于存储通过所述至少一个太阳能电池(7)产生的能量的至少一个能量存储器(17)； 至少一个光源(6；14)，其能够借助存储在所述能量存储器(17)中的能量来驱动； 至少一个亮度传感器(22)； 其中所述至少一个光源(6；14)能够基于由所述至少一个亮度传感器(22)所感测的测量值选择性地激活和去激活。
2.根据权利要求1所述的照明装置(1；9 ；12)，其中支承功能层(5)是柔性的。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1；9 ；12)，其中支承功能层(5)是透明的。
4.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ;12)，其中光致电压的功能层的所述 至少一个太阳能电池(7)层压到支承功能层(5)上。
5.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ;12)，其中光致电压的功能层的所述 至少一个太阳能电池(7)是柔性的。
6.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ；12)，其中多层系统(5-8 ； 14)具有带 有所述至少一个光源(6;14)的产生光的功能层。
7.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ；12)，其中产生光的功能层具有至少 一个柔性的LED带(6 ;14)。
8.根据上述权利要求之一所述的照明装置，其中产生光的功能层具有至少一个柔性 的、平面的OLED辐射器。
9.根据上述权利要求之一所述的照明装置(12)，其中产生光的功能层的所述至少一 个光源(14)在边缘地设置在多层系统上。
10.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9)，其中产生光的功能层的所述至少 一个光源(6)均勻分布地设置。
11.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ；12)，其中多层系统(5-8 ； 14)具有 边缘增强部(4;14;23)。
12.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ；12)，其中多层系统(5-8 ； 14)具有 背离日光的半透明的盖层(8)。
13.根据上述权利要求之一所述的照明装置，其中多层系统具有阻挡紫外光的层。
14.根据上述权利要求之一所述的照明装置(1；9 ；12)，其中多层系统(5-8 ； 14)用作 窗帘材料(2)，并且所述至少一个亮度传感器(22)、所述至少一个能量存储器(17)和/或 用于驱动所述至少一个光源(6 ； 14)的至少一个激励电子装置(21)设置在至少一个运行滑 架(19)上。
15.根据上述权利要求之一所述的照明装置，其中多层系统构建为用于户外照明的篷 布(25)。
全文摘要
本发明涉及一种照明装置，其具有带有至少两个功能层的多层系统，其中支承功能层具有平面的支承体，在该支承功能层上施加有带有至少一个太阳能电池的第二功能层。此外，该照明装置具有用于存储通过所述至少一个太阳能电池产生的能量的至少一个能量存储器。该照明装置也具有至少一个光源，其能够借助存储在所述能量存储器中的能量来驱动；以及具有至少一个亮度传感器。借助亮度传感器，光源能够基于由所述至少一个亮度传感器所感测的测量值选择性地激活和去激活。
文档编号F21S9/02GK101949516SQ20101022751
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月12日 优先权日2009年7月10日
发明者克里斯蒂娜·迈尔 申请人:奥斯兰姆有限公司