裝有置于圖像前方的經(jīng)優(yōu)化的光伏網(wǎng)的設(shè)備的制造方法
【專利說明】裝有置于圖像前方的經(jīng)優(yōu)化的光伏網(wǎng)的設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及裝有用于放置在圖像前方的光伏元件的設(shè)備，并且其中光伏元件的尺寸和布置被選擇以使得最小化通過光伏元件的圖像的視覺降級。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏表面用于從環(huán)境光產(chǎn)生電，所述電使得能夠至少部分地為我們?nèi)粘Ｖ兴褂玫哪承┭b置供給能量。為了保護我們環(huán)境的美學(xué)，合期望的是使得這些光伏表面要么是有色的以用于避免傳統(tǒng)光伏板的黑色外觀，要么使得它們盡可能的透明以用于讓光伏表面的環(huán)境顯現(xiàn)，而不讓光伏表面本身顯現(xiàn)。
[0003]不使穿過該透明光伏表面所見的圖像變形是必要的，尤其當(dāng)光伏表面是窗玻璃、運輸車輛的擋風(fēng)玻璃時又或當(dāng)圖像是景觀時。
[0004]當(dāng)這些圖像屬于電子顯示設(shè)備(諸如尤其是便攜式電話、電腦、GPS導(dǎo)航儀、手表、電視機、廣告顯示)時，該必要性甚至更明顯。
[0005]若干技術(shù)已知用于使得光伏表面透明，而不造成被置于其后方的圖像的視覺變形，因為將光伏元件布置成其寬度小于眼睛的分辨率能力的非常細(xì)的平行帶這一事實實際上使得光伏元件對于裸眼不可見。
[0006]但是由于電能的產(chǎn)生與光伏元件的表面成比例，增加細(xì)的光伏帶的數(shù)目是非常有利的，后果是:如果是無源圖像，則對照亮圖像的入射光形成障礙，又或如果是景觀或電子圖像或背光圖像，則對由圖像發(fā)射的光形成障礙。在所有情況下，圖像與被插入在觀察者和圖像之間的光伏元件的表面成比例地、因此與所使用的細(xì)帶的數(shù)目成比例地?fù)p失發(fā)光度。
[0007]—種折衷因此總是在用于產(chǎn)生最大電力的最大光伏帶和用于僅以邊際(marginal)方式降低圖像的發(fā)光度的最小光伏帶之間進行探宄。
[0008]帶的寬度和其間的距離根據(jù)觀察者的距離來選擇以使得其眼睛不感知到這些帶的存在。如果這些值小于眼睛的分辨率能力、假設(shè)為0.017度的角，則將是這種情況。因此對于在20cm處的視覺，該角等同于在帶之間的應(yīng)當(dāng)小于60微米的距離。
[0009]其像素發(fā)射光的電子屏幕又或是背光的電子屏幕的情況呈現(xiàn)一些特點，所述特點有時被使用以便優(yōu)化光伏帶的布置和大小以便限制屏幕發(fā)光度的損失。如此通過文檔US2007/0102035所已知的，這些帶可以布置在相鄰像素之間的間隔(稱為像素間隙(inter-pixel))對面，以便只部分地對由像素發(fā)射的光形成障礙。但是考慮到像素間隙的小尺寸，可用光伏表面是微小的，并且電能的產(chǎn)生是低微的。
[0010]此外通過文檔US 2012/236540所已知的，由像素發(fā)射的光可以通過聚光透鏡的網(wǎng)而朝向光伏帶之間的間隔被重定向，這使得能夠增大光伏帶的寬度，而同時減少圖像發(fā)光度的損失。但是該文檔未描述光伏帶被定位以使得均勻地覆蓋圖像的像素的整體。此夕卜，在該文檔的段落
[0037]處明確指出透鏡狀的網(wǎng)被定位在圖像區(qū)的網(wǎng)和光伏單元的網(wǎng)之間。附加的透鏡狀的網(wǎng)修改通過背光所發(fā)射的光的光學(xué)路徑，以使得光繞過光伏區(qū)，以使得由于透鏡狀的網(wǎng)，沒有任何波紋閃光(Moir6)現(xiàn)象可以出現(xiàn)。該解決方案是有代價的，BP將透鏡狀的網(wǎng)集成在這樣薄的結(jié)構(gòu)中。相反，本專利申請所尋求解決的問題是避免在將不透明的光伏網(wǎng)隨機定位在像素的網(wǎng)上時出現(xiàn)的波紋閃光現(xiàn)象，并且這是在不存在用于重定向光的透鏡狀網(wǎng)的情況下。
[0011]還通過文檔US 2010/245731A1已知的是，光伏單元的網(wǎng)被有色濾光鏡的網(wǎng)覆蓋。然而，該文檔預(yù)備(段落
[0050]和權(quán)利要求1)光伏單元更好地傳輸其相應(yīng)的顏色，這意味著其材料對于某些可見波長而言是半透明的。該文檔結(jié)果不呈現(xiàn)其中光伏區(qū)不透明的情況中的解決方案，這有助于由于像素被不透明光伏區(qū)的隨機掩蔽而引起的波紋閃光現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0012]事實上，通過試驗已經(jīng)注意到，一旦光伏帶以隨機方式覆蓋圖像的像素，圖像的質(zhì)量就遭損壞。
[0013]事實上，像素，尤其是彩色屏幕的像素，通常由三種基色(紅、綠、藍(RVB))組成，所述三種基色的發(fā)光度被單獨控制以便給出所希望的顏色。因此，對于例如IXD (英語為“液晶顯示器”)類型的像素，該發(fā)光度通過偏振的濾光鏡的旋轉(zhuǎn)來控制。以隨機方式將不透明光伏帶的網(wǎng)放置在像素前方這一事實于是造成某些顏色并且不是其它顏色的發(fā)光度的降低，這通過圖像的顏色的降級而表現(xiàn)出來。
[0014]另一方面，光伏帶經(jīng)常被布置成規(guī)則的網(wǎng)，也就是說，在相鄰兩個帶之間的距離總是相等的并且重復(fù)的，但是在光伏帶的網(wǎng)和像素的網(wǎng)之間沒有嚴(yán)格的關(guān)系或適配(calage)，其相對布置是隨機的。由此，某些帶覆蓋一些像素間隙，并且其它不覆蓋，并且這以隨機方式，從而造成其發(fā)光度不同的圖像區(qū)的交替。于是出現(xiàn)波紋閃光的光學(xué)現(xiàn)象，其根據(jù)觀察角而變化。
[0015]—旦期望最大地保持基底圖像的質(zhì)量而同時加密(densifier)被置于表面的光伏元件的表面，也就是說，一旦用光伏材料覆蓋像素本身的全部或部分而不是僅僅像素間隙變成必要的，解決這些不同光學(xué)問題的必要性就顯現(xiàn)出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的是補救與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的前述缺陷。
[0017]本發(fā)明的特定目的在于使得能夠加密被定位于圖像前方的光伏元件的表面，而同時限制透明度和/或一般來自其中的圖像的質(zhì)量的降級。
[0018]發(fā)明概述
在其基本原理中，本發(fā)明在于以特定方式對尤其是光伏類型的不透明功能元件進行定位和定尺寸，并且將它們置于圖像前方，以使得這些定位和尺寸特性具有的效果在于降低透明度損失和/或所述圖像在其穿過所述功能元件而被觀察時的視覺降級。
[0019]在下文中，將在特別有利的情況中描述本發(fā)明，或者對可見光不透明的功能元件是光伏元件，其中領(lǐng)會到本發(fā)明擴展到其中這些功能元件可以是光伏的或具有另一功能(例如電磁天線功能)或在光伏功能和另一功能之間的組合的情況。
[0020]按照慣例，將稱光伏元件在圖像“前方”，也就是說在與圖像的觀察者的同一側(cè)，圖像的像素因此在光伏元件“后方”。
[0021]此處將術(shù)語“光伏元件”定義為表面，其優(yōu)選地呈現(xiàn)重復(fù)的幾何圖案，能夠?qū)⑵浣邮盏墓獾囊徊糠肿儞Q成電。這些光伏元件可以由具有將光能轉(zhuǎn)換成電能的該屬性的所有已知材料所構(gòu)成，這例如是對于結(jié)晶硅、非晶硅或有機硅的情況。這些光伏元件此外在其之間相連，并且被連到外部組件從而確保所產(chǎn)生的電能的收集和利用，這通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知并且此處未描述的電連接。這些光伏元件可以具有變化的形式，但是為了促進它們通過工業(yè)手段的實現(xiàn)，它們優(yōu)選地具有小寬度的平行帶的形式。
[0022]在下文中，術(shù)語“光伏帶”因此作為非限制性示例而被使用。光伏帶是在光伏元件的幾何形狀之中優(yōu)選的變型，這些元件的一般形狀可以是任意的并且將通過術(shù)語“光伏區(qū)”來表明。
[0023]本發(fā)明在其原理上獨立于像素的性質(zhì)。此處在術(shù)語“像素”中包括具有多種顏色(例如RVB)的區(qū)的有色像素，以及單色像素。
[0024]像素根據(jù)其實現(xiàn)技術(shù)還可以是背光的或電致發(fā)光的(這尤其是稱為發(fā)射性的屏幕的像素的情況)、或印刷的、(這尤其是印刷的圖像像素的情況)、又或反射性的屏幕的像素。還可以涉及由被安置于諸如鏡件之類的反射表面上或集成到所述反射表面的有色或單色晶體所組成的像素，如例如英語中“cholesteric liquid crystal (膽甾型液晶)”類型的晶體，還稱為ChIXD晶體。
[0025]在其最一般的實施例中，本發(fā)明的目的在于一種功能設(shè)備，尤其是光伏類型的，其通過疊覆而包括尤其為光伏的、半透明的功能表面以及圖像載體(support)，所述功能的或半透明光伏的表面由讓圖像顯現(xiàn)的透明區(qū)的集合以及根據(jù)第一規(guī)則圖案而布置的功能的或不透明光伏的區(qū)的集合組成，所述圖像由根據(jù)第二規(guī)則圖案所布置的像素組成并且所述像素中的某些全部或部分地被光伏區(qū)或更一般地功能區(qū)覆蓋，其特征在于，所述功能的或光伏的區(qū)被定尺寸并且相對于像素而被布置，以使得被這些區(qū)所覆蓋的圖像像素中的那些全部根據(jù)在定位方面和在面積方面基本上相同的覆蓋而被覆蓋。憑借在尺寸和定位方面經(jīng)優(yōu)化的尤其光伏的功能元件的所述概念，像素的部分覆蓋從被覆蓋的一個像素到另一個總是產(chǎn)生相同的光學(xué)效應(yīng)，這使得能夠尤其避免波紋閃光效應(yīng)。
[0026]很好理解地，至少部分地沒有被光伏區(qū)覆蓋的像素中的那些的發(fā)光度通過本發(fā)明不被影響。
[0027]為了使得至少部分地被光伏區(qū)覆蓋的像素全部以相同的方式被覆蓋，本發(fā)明在有利的實施例中預(yù)備光伏區(qū)的所述第一規(guī)則圖案根據(jù)相繼光伏區(qū)之間恒定的第一步長而被布置，并且在于像素的所述第二規(guī)則圖案根據(jù)第二恒定步長而被布置。但是該措施單獨地不足以確保部分地布置在光伏元件下方的像素的恒定覆蓋，因為像素的網(wǎng)以及光伏元件的網(wǎng)的漸進偏移將產(chǎn)生，如果所考慮的兩個步長不是緊密相關(guān)的話。
[0028]為此，本發(fā)明預(yù)備:光伏區(qū)的所述第一步長要么等于像素的步長，要么構(gòu)成該步長的約數(shù)。