[发明专利]装有置于图像前方的经优化的光伏网的设备

说明书

被定位在图像前方的光伏带的网造成对于所有颜色而言不均匀的所述图像发光度降低并且造成当观察者改变其视角时被他所感知到的波纹闪光的光学现象。为了补救图像视觉质量的该降低，本发明描述了光伏带相对于图像的像素间隙的适当定位和尺寸。

技术领域。

本发明涉及装有用于放置在图像前方的光伏元件的设备，并且其中光伏元件的尺寸和布置被选择以使得最小化通过光伏元件的图像的视觉降级。

背景技术

光伏表面用于从环境光产生电，所述电使得能够至少部分地为我们日常中所使用的某些装置供给能量。为了保护我们环境的美学，合期望的是使得这些光伏表面要么是有色的以用于避免传统光伏板的黑色外观，要么使得它们尽可能的透明以用于让光伏表面的环境显现，而不让光伏表面本身显现。

不使穿过该透明光伏表面所见的图像变形是必要的，尤其当光伏表面是窗玻璃、运输车辆的挡风玻璃时又或当图像是景观时。

当这些图像属于电子显示设备（诸如尤其是便携式电话、电脑、GPS导航仪、手表、电视机、广告显示）时，该必要性甚至更明显。

若干技术已知用于使得光伏表面透明，而不造成被置于其后方的图像的视觉变形，因为将光伏元件布置成其宽度小于眼睛的分辨率能力的非常细的平行带这一事实实际上使得光伏元件对于裸眼不可见。

但是由于电能的产生与光伏元件的表面成比例，增加细的光伏带的数目是非常有利的，后果是：如果是无源图像，则对照亮图像的入射光形成障碍，又或如果是景观或电子图像或背光图像，则对由图像发射的光形成障碍。在所有情况下，图像与被插入在观察者和图像之间的光伏元件的表面成比例地、因此与所使用的细带的数目成比例地损失发光度。

一种折衷因此总是在用于产生最大电力的最大光伏带和用于仅以边际（marginal）方式降低图像的发光度的最小光伏带之间进行探究。

带的宽度和其间的距离根据观察者的距离来选择以使得其眼睛不感知到这些带的存在。如果这些值小于眼睛的分辨率能力、假设为0.017度的角，则将是这种情况。因此对于在20cm处的视觉，该角等同于在带之间的应当小于60微米的距离。

其像素发射光的电子屏幕又或是背光的电子屏幕的情况呈现一些特点，所述特点有时被使用以便优化光伏带的布置和大小以便限制屏幕发光度的损失。如此通过文档US2007/0102035所已知的，这些带可以布置在相邻像素之间的间隔（称为像素间隙（inter-pixel））对面，以便只部分地对由像素发射的光形成障碍。但是考虑到像素间隙的小尺寸，可用光伏表面是微小的，并且电能的产生是低微的。

此外通过文档US 2012/236540所已知的，由像素发射的光可以通过聚光透镜的网而朝向光伏带之间的间隔被重定向，这使得能够增大光伏带的宽度，而同时减少图像发光度的损失。但是该文档未描述光伏带被定位以使得均匀地覆盖图像的像素的整体。此外，在该文档的段落[0037]处明确指出透镜状的网被定位在图像区的网和光伏单元的网之间。附加的透镜状的网修改通过背光所发射的光的光学路径，以使得光绕过光伏区，以使得由于透镜状的网，没有任何波纹闪光（Moiré）现象可以出现。该解决方案是有代价的，即将透镜状的网集成在这样薄的结构中。相反，本专利申请所寻求解决的问题是避免在将不透明的光伏网随机定位在像素的网上时出现的波纹闪光现象，并且这是在不存在用于重定向光的透镜状网的情况下。

还通过文档US 2010/245731A1已知的是，光伏单元的网被有色滤光镜的网覆盖。然而，该文档预备（段落[0050]和权利要求1）光伏单元更好地传输其相应的颜色，这意味着其材料对于某些可见波长而言是半透明的。该文档结果不呈现其中光伏区不透明的情况中的解决方案，这有助于由于像素被不透明光伏区的随机掩蔽而引起的波纹闪光现象的出现。

事实上，通过试验已经注意到，一旦光伏带以随机方式覆盖图像的像素，图像的质量就遭损坏。