本發(fā)明涉及用于電磁輻射，特別是光輻射，且更特別是太陽(yáng)輻射的偏振的系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。

本發(fā)明還涉及這種系統(tǒng)在基本上透明的表面的動(dòng)態(tài)屏蔽中的應(yīng)用，特別是在建筑結(jié)構(gòu)、汽車(chē)、建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)以及其他需要這種屏蔽的行業(yè)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)涉及大玻璃表面(glazed surface)的廣泛使用。這些表面具有源自建筑設(shè)計(jì)的美學(xué)功能，而且也意圖用來(lái)照亮內(nèi)部環(huán)境。

然而，這些表面的使用不是沒(méi)有問(wèn)題和缺點(diǎn)的。在冬天，玻璃表面比建筑物的不透明磚結(jié)構(gòu)是較不絕緣的，并分散較多的熱量。這需要更大的能量消耗來(lái)適當(dāng)?shù)丶訜岘h(huán)境。另一方面，在夏天，受到強(qiáng)烈輻射的玻璃表面產(chǎn)生所謂的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致強(qiáng)烈加熱內(nèi)部環(huán)境。此外，強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射需要在建筑物上采用足夠的內(nèi)部和/或外部屏蔽系統(tǒng)。

現(xiàn)代屏蔽系統(tǒng)的一些實(shí)例是光致變色和熱致變色可變透明窗，以及懸浮顆粒和電致變色可變透明窗。

這些系統(tǒng)提供一定程度的效率和通用性。然而，還需要能夠選擇電磁輻射的類型，特別是光輻射，并且更特別是太陽(yáng)輻射的類型。例如，可能期望阻擋輻射中的已知是有害的紫外線(UV)部分；或負(fù)責(zé)加熱內(nèi)部環(huán)境的近紅外(NIR)部分；或光輻射，以便在強(qiáng)烈陽(yáng)光的情況下針對(duì)其他需求來(lái)調(diào)節(jié)其強(qiáng)度。

專利US5164856描述了包括使用兩個(gè)偏振器的裝置的透射率可調(diào)窗。該系統(tǒng)不允許選擇輻射區(qū)域。

專利US8508681描述了在不給出任何特定實(shí)際應(yīng)用的情況下包括能夠提供連續(xù)或幾乎連續(xù)的透光率變化的“圖案化”偏振器的可變光透射率裝置。該裝置不能選擇電磁輻射的特定區(qū)域。

因此，仍然認(rèn)為需要具有能夠以選擇性和動(dòng)態(tài)方式屏蔽電磁輻射，特別是光輻射，特別是太陽(yáng)輻射的裝置。

還認(rèn)為需要一種用于對(duì)電磁輻射，特別是光輻射，特別是太陽(yáng)輻射透明的表面的屏蔽方法，其使得選擇電磁輻射的類型并且允許調(diào)節(jié)所述輻射的透射是可能的。這種需要被認(rèn)為特別針對(duì)光輻射(透明表面暴露于該光輻射)，更特別地針對(duì)紫外和/或可見(jiàn)光譜和/或近紅外輻射。

這種需要被認(rèn)為特別針對(duì)用于建筑結(jié)構(gòu)中的玻璃表面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，特別是能夠在裝置的設(shè)計(jì)階段中通過(guò)阻擋/吸收或通過(guò)反射來(lái)選擇電磁輻射，以及隨意調(diào)節(jié)電磁輻射、特別是光輻射和/或近紅外輻射(也被理解為熱輻射)的透射率。

令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在某一波長(zhǎng)處確定兩個(gè)納米結(jié)構(gòu)偏振器的絲狀體(filaments)之間的恒定間距(pitch)并以使得所述偏振器可以執(zhí)行相互線性平移運(yùn)動(dòng)的方式使所述偏振器耦合，解決了上述問(wèn)題。

本發(fā)明涉及一種包括兩個(gè)納米結(jié)構(gòu)型的、選擇性的、無(wú)源的和非均勻的“線柵(wire grid)”型的偏振器的透明多層裝置，所述偏振器沿著電磁輻射的傳播方向的路徑連續(xù)布置，并且所述偏振器中的每一個(gè)能夠相對(duì)于另一個(gè)執(zhí)行線性平移運(yùn)動(dòng)，其中絲狀體之間的間距是恒定的且小于390nm，并且所述絲狀體占據(jù)在間距間隔的2.5％到50％之間的基本上恒定的空間，所述絲狀體由規(guī)則形狀的平行帶構(gòu)成，并且所述帶具有相同的尺寸，但具有不同取向的偏振軸，其中每個(gè)帶的偏振軸相對(duì)于相鄰帶的偏振軸順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)穿過(guò)在介于1/10度到45度之間的范圍內(nèi)選擇的恒定角度。

本發(fā)明提供了選擇性地屏蔽入射輻射(例如太陽(yáng)輻射)的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的裝置使得可見(jiàn)光譜和熱光譜能偏振或可見(jiàn)光譜能透射而熱光譜能偏振。

根據(jù)本發(fā)明所述的裝置能夠在偏振分量的最大透射率的位置和最小透射率的位置之間提供漸變的且均勻的通道，從而改善其光學(xué)性能。

根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的實(shí)現(xiàn)相對(duì)于其他已知裝置更簡(jiǎn)單，因?yàn)閷Ｓ糜陔姶泡椛涞膭?dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的部件僅基于兩個(gè)二維的、納米結(jié)構(gòu)型的、非均勻的線柵偏振濾波器，而不是如在某些已知裝置中的大量的部件。

有利地，根據(jù)本發(fā)明所述的裝置使得能夠選擇性動(dòng)態(tài)屏蔽有關(guān)太陽(yáng)輻射的熱分量。

根據(jù)本發(fā)明的裝置提供了視覺(jué)舒適性的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，因?yàn)榭梢垣@得在超過(guò)利用理想偏振器可獲得的50％“理論最大值”的可見(jiàn)光范圍[>63％]中的幾乎恒定的透射率。

本發(fā)明將在下面以其概括形式和某些實(shí)現(xiàn)的方式與其它優(yōu)點(diǎn)一起進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1通過(guò)舉例示出了關(guān)于VIS+NIR(例如雙濾波器，約100[nm]的恒定絲狀體間距，約100[nm]的絲狀體高度)和NIR(例如雙濾波器，約230[nm]的恒定絲狀體間距，約120[nm]的絲狀體高度)的實(shí)現(xiàn)方式的選擇性透射率特性。這些值關(guān)聯(lián)于太陽(yáng)光譜的百分比能量分布而設(shè)置。

圖2以[％]標(biāo)度示出了相同裝置的光譜透射率值，示例了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式和執(zhí)行可能性。

圖3示出了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的一示例，注意在相等尺寸的平行帶中的絲狀體的取向和恒定間距。

圖4示出了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的另一個(gè)示例，注意平行帶的取向、絲狀體和相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度以及可能的分隔條。

圖5示出了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的另一個(gè)示例，注意在三維表示中的絲狀體的平行帶的取向和恒定尺寸和相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度以及可能的分割條。作為實(shí)現(xiàn)形式的簡(jiǎn)單的、非限制性示例的以3D橫截面示出的絲狀體的類型、斷層圖(stratigraphy)、形式和沉積側(cè)根據(jù)所使用的技術(shù)/生產(chǎn)過(guò)程和期望的效率/選擇性程度而變化。

圖6示出了表示用根據(jù)本發(fā)明所述的裝置獲得的最小和最大反射率和吸收值的光譜曲線。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的裝置使用“線柵”類型的兩個(gè)不均勻的各向異性偏振器。通過(guò)特定納米級(jí)圖案的計(jì)算和設(shè)計(jì)，本發(fā)明解決了太陽(yáng)輻射的選擇性和動(dòng)態(tài)屏蔽的問(wèn)題。

在本發(fā)明中使用的“線柵”類型的偏振器對(duì)于本領(lǐng)域的專家是已知的?？梢詤⒖家话慵夹g(shù)文獻(xiàn)。實(shí)施例描述于JP-2012155163、US2008316599和US20050128587中。

根據(jù)本發(fā)明的裝置使得兩個(gè)偏振器沿著電磁輻射的傳播方向的路徑連續(xù)地放置，并且這些偏振器在沿著與設(shè)計(jì)的主方向相反的方向進(jìn)行線性平移運(yùn)動(dòng)時(shí)使得設(shè)計(jì)這些偏振器所針對(duì)范圍的太陽(yáng)輻射能選擇性透射和反射，消除濾波表面過(guò)熱的問(wèn)題。在濾波器的設(shè)計(jì)中所尋求的選擇性的目的是在冬天實(shí)現(xiàn)高的太陽(yáng)光能增益并且在夏天實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光能貢獻(xiàn)的減少，從而在照明、加熱和冷卻方面節(jié)省能量。

在一種實(shí)現(xiàn)方式中，裝置配備有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)周期性地處理從適當(dāng)?shù)夭贾迷诃h(huán)境中的一系列傳感器導(dǎo)出的大量數(shù)據(jù)，所述傳感器監(jiān)測(cè)：太陽(yáng)的位置/存在、可見(jiàn)光分量(380-780nm)和近紅外分量(780-2500nm)的輻射的強(qiáng)度、內(nèi)部和外部溫度、受限環(huán)境中存在的濕度水平、場(chǎng)所中人的存在以及用戶所期望的手動(dòng)和自動(dòng)設(shè)置的選擇。還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接傳送關(guān)于所記錄的數(shù)據(jù)的報(bào)告，以便開(kāi)發(fā)和改進(jìn)安裝在微控制器中的軟件的預(yù)測(cè)能力。

致動(dòng)器系統(tǒng)，優(yōu)選精確模型，使得該裝置能通過(guò)使用合適的裝置(例如納米伺服電機(jī))使兩個(gè)偏振濾波器以平移運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)。

根據(jù)在透明基板(可選地被另一透明保護(hù)層覆蓋)上的多個(gè)取向配置的線構(gòu)成兩個(gè)偏振濾波器的非均勻偏振光柵。每種濾波器根據(jù)正在創(chuàng)建的圖案中的帶的寬度和數(shù)量包含多個(gè)偏振軸。圖3-6示出了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的示例。

在本發(fā)明的第一實(shí)現(xiàn)方式中，偏振器的納米取向的絲狀體以在范圍160>間距<390[nm]內(nèi)的間距產(chǎn)生。在這種情況下，獲得“NIR”選擇性裝置。

在兩個(gè)圖案中的一個(gè)的平移運(yùn)動(dòng)(其對(duì)于不同或傾斜取向的區(qū)段可以是水平的、垂直的、曲線型的或正弦型的)之后，熱光譜中的“近紅外”部分被偏振并因此被選擇性地調(diào)節(jié)，同時(shí)保持可見(jiàn)光輻射部分的高透射率水平[Tvis>63％]。這是由于這些特定380-780波長(zhǎng)的低偏振能力，這些特定380-780波長(zhǎng)短于近紅外范圍的那些波長(zhǎng)。

這些選擇性特性解決了將動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)用于透明建筑表面(包括中小尺寸的建筑表面)的問(wèn)題。

在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，產(chǎn)生具有小于160[nm]的間距的納米取向的絲狀體，并且獲得“VIS+NIR”選擇性裝置。

每個(gè)濾波器根據(jù)圖案中的帶的數(shù)量和寬度包含多個(gè)偏振軸。在兩個(gè)圖案中的一個(gè)的平移運(yùn)動(dòng)之后，VIS和NIR分量以實(shí)質(zhì)上線性的方式減小。因此，如果存在在最暖的季節(jié)提供高水平的太陽(yáng)光能增益的大玻璃表面，則這種解決方案是最適合的選擇。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，就兩個(gè)偏振濾波器而言，可以例如通過(guò)粘附來(lái)添加附加層，從而產(chǎn)生可移動(dòng)或部分可移動(dòng)的透明裝置，即具有集成的屏蔽或適于航行的空間的雙層玻璃單元。根據(jù)應(yīng)用的類型，構(gòu)成裝置的透明層的數(shù)量將因此隨它們的剛度、距離、類型和尺寸而變化。

根據(jù)已經(jīng)被選擇來(lái)控制的太陽(yáng)光分量(UV和/或VIS和/或NIR)，兩個(gè)偏振濾波器是納米結(jié)構(gòu)型的并且具有多個(gè)偏振軸，以便提供用于在兩個(gè)偏振濾波器中的一個(gè)或兩個(gè)的線性平移運(yùn)動(dòng)(對(duì)于不同或傾斜取向的部分是水平的、垂直的、曲線型的或正弦型的)后對(duì)電磁輻射的無(wú)源但動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的能力。這種線性平移運(yùn)動(dòng)由單個(gè)偏振器和/或兩個(gè)偏振器的雙重和/或單平移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。在本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式中，由濾波器中的一個(gè)和/或兩個(gè)的雙重平移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的平移運(yùn)動(dòng)允許控制相互反射現(xiàn)象，從而有利于透射率參數(shù)的穩(wěn)定。

在其中圖案被設(shè)計(jì)成僅調(diào)節(jié)NIR熱分量的透射率和反射水平(在160到390[nm]之間的恒定的絲狀體間距)的實(shí)現(xiàn)方式中的裝置使得可見(jiàn)光分量的透射率能實(shí)質(zhì)上不改變或可見(jiàn)光分量能部分偏振透射并且通過(guò)透明基板和/或通過(guò)保護(hù)層吸收UV分量。

在其中圖案被設(shè)計(jì)成選擇性地調(diào)節(jié)UV-VIS+NIR分量的或僅在UV被吸收的情況下的VIS+NIR的透射率的實(shí)現(xiàn)方式中的裝置具有<160[nm]的絲狀體間的恒定間距。

在某些條件下，由于存在于大氣中的氣體原子的振動(dòng)，或者由于來(lái)自位于裝置附近的建筑物、城市或自然元素的強(qiáng)反射分量的存在，因而例如在可見(jiàn)范圍內(nèi)，在裝置的主面中的一個(gè)或兩個(gè)上的入射輻射被部分偏振。

在本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式中，為了改善裝置的光學(xué)性質(zhì)，電磁輻射在其照射所述裝置的偏振器之前沿其傳播方向穿過(guò)去偏振器(depolariser)。

在這種實(shí)現(xiàn)方式中，部分偏振的入射電磁輻射穿過(guò)去偏振器，其中其主偏振軸根據(jù)濾波器的特定特性旋轉(zhuǎn)通過(guò)各種角度，并且從其去偏振后射出。線性去偏振器和圖案化去偏振器是本領(lǐng)域的專家已知的濾波器(例如，微延遲器消色差去偏振器陣列/圖案、液晶聚合物消色差去偏振器、石英楔形消色差去偏振器等)，并且是用于解決由其中使用所述裝置的環(huán)境造成的主要光學(xué)問(wèn)題的有效儀器。

首先接收太陽(yáng)輻射(因?yàn)槠涫禽^外部的)的濾波器包括彼此粘附的2或3個(gè)部件。剛性或柔性的透明基板總是存在的，折射率在1.3到2.7之間，并且被計(jì)算以便排除可見(jiàn)光范圍內(nèi)的高階衍射。該計(jì)算方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的；參見(jiàn)例如US20050128587?；暹x自對(duì)于VIS和NIR分量具有高的透射能力并且任選地對(duì)于UV分量具有高的吸收能力的任何已知的無(wú)機(jī)和/或有機(jī)材料。其表面可以是平滑的或根據(jù)納米取向的浮雕幾何形狀結(jié)構(gòu)化并且被制備用于未來(lái)的金屬偏振圖案的固定。

折射率在1.3到2.7之間的透明材料最適合于產(chǎn)生選擇性線柵偏振器的基板。最常用于制造這些偏振器的基板的那些材料是例如無(wú)機(jī)來(lái)源的：玻璃或陶瓷，或無(wú)機(jī)來(lái)源的：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、酮樹(shù)脂、多酚樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯類樹(shù)脂、三乙酸纖維素等。

有機(jī)來(lái)源的基板和上保護(hù)層優(yōu)選選自在經(jīng)受熱輻射(“熱固化”)時(shí)能夠硬化的那些或者選自在紫外輻射下硬化的樹(shù)脂，如在某些納米制造工藝中所使用的。

用于構(gòu)造偏振光柵的材料必須具有高的反射率。因此，通常使用鋁或銀，但也可以使用貴金屬，例如金、鉑、銅或其它高反射性合金。

在正常反射的輻射分量必須被吸收這樣的應(yīng)用的情況下，產(chǎn)生由介電材料與非介電材料層交替而組成的多層納米線。要使用的覆蓋過(guò)程的描述和組件的選擇可以在US2008316599中找到。

對(duì)于表面保護(hù)材料，通常使用聚合物來(lái)源的透明材料(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，三乙酸纖維素等)與粘合劑或硅、鈦、鋁、鋅、鋯等的氧化物。

用于產(chǎn)生大的線柵表面的優(yōu)選的納米制造技術(shù)是納米壓印光刻(NIL)技術(shù)，特別是使用卷對(duì)卷(Roll-to-Roll)工藝的那些技術(shù)，其使得能夠根據(jù)所生產(chǎn)的濾波器的厚度產(chǎn)生可通過(guò)延伸多達(dá)數(shù)百米復(fù)制的大的表面。

根據(jù)用于金屬絲狀體的沉積的技術(shù)和所選擇的用于基板的材料的類型，在透明基板和偏振圖案之間可以存在介電材料層，其能夠改善金屬絲狀體和基板之間的黏附性。介電材料通常選自金屬(例如硅)氧化物、氮化物、鹵化物和類似材料。

在透明基板上總是有由納米結(jié)構(gòu)型的反射性金屬線產(chǎn)生的偏振圖案存在。

該圖案的特征在于，由具有規(guī)則形狀和尺寸的平行帶構(gòu)造的單個(gè)金屬光柵，其中每一個(gè)帶由納米線產(chǎn)生，這些納米線由具有相同幾何特性的反射性材料制成并且以規(guī)則(即恒定)間距(<390[nm])布置，使得它們可以針對(duì)預(yù)期的用途與最合適范圍的太陽(yáng)輻射選擇性地相互作用。

在寬度上，金屬線占據(jù)介于間距間隔(pitch period)的2.5％到50％之間基本上恒定的空間；沉積的金屬層的厚度和絲狀體的高度主要根據(jù)所選擇的間距以及在抑制電磁輻射方面的期望效率而變化。為了提高偏振效率，還期望金屬層的沉積不應(yīng)涉及在透明基板上產(chǎn)生的絲狀體的兩個(gè)主側(cè)面。

為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“基本上恒定”是指關(guān)于上述范圍可以進(jìn)行變化，只要根據(jù)本發(fā)明的裝置的功能不被改變也不被損壞即可。

因此，對(duì)于所考慮的波長(zhǎng)，納米線的高度總是保持在(10[nm]<h<1[μm])之間，并且在該范圍內(nèi)，優(yōu)選在60[nm]到180[nm]之間的值，但不排除其他h<1[μm]的可能的實(shí)現(xiàn)方式。

帶具有相等的尺寸，但是相對(duì)于偏振軸具有不同的取向。

每個(gè)帶的寬度取決于裝置的應(yīng)用的類型，并且從5微米至9.9米變化。

每個(gè)帶的偏振軸相對(duì)于相鄰帶的偏振軸旋轉(zhuǎn)穿過(guò)在1/10度到45度之間的范圍中選擇的恒定角度。該角度越小，介于偏振分量的最大和最小透射率水平之間的中間透射率水平越大。

帶的不同偏振角沿一個(gè)方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)，以形成在幾乎二維的濾波器的整個(gè)表面上重復(fù)的圖案。參見(jiàn)圖3-5。

可選的第三透明元件是根據(jù)預(yù)期用途產(chǎn)生的偏振圖案的保護(hù)層。該層可以具有濾除紫外線(UV)輻射的功能和/或提高未被金屬圖案偏振的電磁輻射的透射水平的功能。其在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域具有高透明度，并且根據(jù)其折射率進(jìn)行選擇和數(shù)值驗(yàn)證，該折射率必須總是大于1.3。

其次接收由第一濾波器濾波和偏振的太陽(yáng)輻射的濾波器被表征并類似于第一偏振器工作。

對(duì)于其中對(duì)太陽(yáng)光譜的整個(gè)范圍(UV-VIS-NIR)具有最大視覺(jué)調(diào)光和/或最大抑制能力是重要的的器件，第二圖案類似于第一圖案產(chǎn)生，但是具有能夠可選擇性地吸收與透射分量正交的偏振分量的多層納米線。

兩個(gè)偏振濾波器都是使用納米制造技術(shù)制造的，其中最公知的用于制造大表面的是使用卷對(duì)卷工藝的納米壓印光刻(NIL)技術(shù)，但是可以使用其他已知的技術(shù)作為納米光刻的替代。

當(dāng)?shù)谝缓偷诙V波器的各個(gè)偏振軸彼此平行并且沿著入射電磁波的傳播方向?qū)?zhǔn)時(shí)，獲得偏振分量的最大透射率。實(shí)現(xiàn)所述透射率的與偏振軸正交的電磁輻射的分量被偏振和反射。當(dāng)?shù)谝缓偷诙V波器的各個(gè)偏振軸彼此正交并且沿著入射電磁波的傳播方向?qū)?zhǔn)時(shí)，獲得偏振分量的最小透射率。在這種情況下，反射處于其最大值(參見(jiàn)圖6)。

偏振軸之間的中間角度將給出在最小值和最大值之間幾乎線性變化的透射率。

入射電磁輻射的沒(méi)有被金屬圖案偏振的分量以相對(duì)于所使用的透明材料的針對(duì)特定波長(zhǎng)的透射程度的百分比傳輸。

偏振器中的一個(gè)或兩個(gè)都連接到已知類型的一個(gè)或多個(gè)線性平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，例如機(jī)電或精密液壓系統(tǒng)。

平移運(yùn)動(dòng)通過(guò)由連接到各種傳感器的微控制器發(fā)送到致動(dòng)器的電輸入和用戶的臨時(shí)或永久選擇(設(shè)置：季節(jié)的、每月的、每日的，每小時(shí)的和根據(jù)環(huán)境基準(zhǔn))來(lái)調(diào)節(jié)，所述各種傳感器用于監(jiān)測(cè)環(huán)境變化(各種VIS和/或NIR波長(zhǎng)的內(nèi)部和外部亮度、溫度、濕度、房屋中人的存在、來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)或與微控制器通信的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)仿真模型的預(yù)測(cè)輸入)。

圖1通過(guò)舉例示出了關(guān)于VIS+NIR(例如雙濾波器，約100[nm]的線間間距，約100[nm]的線高度)和NIR(例如雙濾波器，約230[nm]的線間間距，約120[nm]的線高度)的實(shí)現(xiàn)方式的選擇性透射率特性。這些值關(guān)聯(lián)于太陽(yáng)光譜的百分比能量分布而設(shè)置。

圖2以[％]標(biāo)度示出了相同裝置的光譜透射率值，示例了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式和執(zhí)行可能性。

相對(duì)于傳統(tǒng)的屏蔽系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的裝置使得能始終向外部清晰觀看，不需要任何維護(hù)，因此沒(méi)有任何額外的成本；它不需要針對(duì)來(lái)自雪或風(fēng)的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，也不需要檢查來(lái)自酸侵蝕、鹽水/海洋腐蝕或氧化的腐蝕，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)將其定位在被密封的玻璃腔中來(lái)保護(hù)，并且其內(nèi)部的空氣用例如氬、氪或氙等絕緣氣體或者用脫水空氣替換，和/或可以用適于該目的的分子吸收劑進(jìn)行修改。該裝置可以通過(guò)智能控制系統(tǒng)隨意調(diào)節(jié)，智能控制系統(tǒng)根據(jù)用戶的選擇和內(nèi)部與外部環(huán)境條件的變化做出決策。它可以遠(yuǎn)程控制或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制。它可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)或瞬時(shí)根據(jù)記錄的值復(fù)位，并且控制系統(tǒng)可以與用于建筑物的動(dòng)態(tài)仿真模型交互。

控制硬件和軟件可以是開(kāi)放的(Open)并且可由用戶定制，用戶可以選擇哪些變量控制它(內(nèi)部照明，太陽(yáng)的位置和存在，瞬時(shí)的、季節(jié)的或每小時(shí)的變量，內(nèi)部和/或外部溫度，手動(dòng)選擇)并因此適用于任何取向和不同緯度。

由于不需要打開(kāi)透明表面，因此通過(guò)通風(fēng)立即降低熱擴(kuò)散，以及使現(xiàn)代窗戶和門(mén)框架的空氣密封效率最大化。

如果根據(jù)本發(fā)明所述的裝置集成到玻璃系統(tǒng)中，則其直接與窗戶被裝配并調(diào)節(jié)，因此不需要任何進(jìn)一步的裝配階段。它還增加任何有機(jī)基板的壽命和在內(nèi)部與外部之間的隔音(如果與層合窗戶安裝和/或安裝在外部和/或內(nèi)部層合窗內(nèi))。

關(guān)于內(nèi)部屏蔽，除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，本文描述的裝置還顯著減少了在夏季建筑物因?yàn)榭照{(diào)而對(duì)能量的需求，因?yàn)閹缀跛形幢恢苯油干涞妮椛涠急环瓷涞酵獠俊?/p>

關(guān)于使用TIM(透明絕緣材料)作為框架的填料的窗戶，根據(jù)本發(fā)明所述的裝置解決了透明性的問(wèn)題，在具有TIM的窗戶中的透明性由于所使用的產(chǎn)品的半透明性而被否定。它還可以與TIM技術(shù)配合，其中存在安裝三層玻璃窗的可能性，以便通過(guò)傳導(dǎo)/對(duì)流(在具有極度惡劣的冬天的氣候中)減少熱交換。

作為另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的裝置使得能進(jìn)行可編程動(dòng)態(tài)控制。

關(guān)于光致變色和熱致變色可變透明度窗，根據(jù)本發(fā)明所述的裝置實(shí)現(xiàn)在冬季更大的太陽(yáng)光能貢獻(xiàn)。

光致變色窗戶不適合建筑結(jié)構(gòu)，因?yàn)榧词乖诙?，如果受到直接輻射的照射，它們變暗，因此抵消了?duì)建筑物的自由太陽(yáng)光能貢獻(xiàn)，并且不能對(duì)透明度進(jìn)行個(gè)性化調(diào)節(jié)。

與熱致變色單元的平均30分鐘相比，本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)通過(guò)幾乎瞬時(shí)的過(guò)渡時(shí)間呈現(xiàn)。與兩種水平的熱致變色單元(25-55％冷卻和5-12％溫?zé)?相比，它具有寬范圍的透射率水平，并且能夠選擇性地并且顯著地減少紅外輻射，從而使得可見(jiàn)光輻射能穿過(guò)。在一些情況下，熱致變色窗口僅降低可見(jiàn)光范圍內(nèi)的透明度，而在其他情況下，它們以幾乎線性的方式降低可見(jiàn)光和近紅外光的透射率。

關(guān)于電致變色可變透明窗，本發(fā)明提供更長(zhǎng)的壽命，因?yàn)樗皇峭ㄟ^(guò)化學(xué)-物理轉(zhuǎn)化的循環(huán)而工作，而是在有利的情況下使用光的矢量性質(zhì)。其主要化學(xué)成分和其狀態(tài)在所有正常使用條件下保持不變；它不消耗任何電能以保持透明；并且其不產(chǎn)生對(duì)人類潛在地有害的恒定電磁場(chǎng)。

與根據(jù)本發(fā)明所述的提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)較寬的選擇的裝置不同，許多電致變色裝置僅具有幾個(gè)(3-5)水平的透明度選擇。

根據(jù)方向和使用設(shè)置，本文描述的裝置可以被設(shè)計(jì)為在能量方面自給自足持續(xù)3至6個(gè)月的時(shí)間的獨(dú)立裝置。在這段時(shí)間之后，它可以像普通便攜式裝置一樣在幾小時(shí)內(nèi)充電。另一方面，電致變色裝置具有60分鐘的平均放電時(shí)間，因?yàn)榧词棺罴亚闆r在12[伏]下平均消耗0.3[W/mq]以保持透明度，并且因此需要連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)饋電。

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了在需要或希望獲得對(duì)電磁輻射，特別是光輻射，更特別是太陽(yáng)輻射的屏蔽的所有應(yīng)用中的工業(yè)應(yīng)用。例如：民用和工業(yè)建筑(豎直、水平或傾斜封閉物，包括中小尺寸的封閉物)；用于房間分離的內(nèi)部裝修。