对部分地覆盖光能量传感器的图像给出提升外观的光学装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及对放置在光能量传感器之前的图像区给出提升外观的光学装置。
【背景技术】
[0002] 诸如太阳能传感器(典型地为深暗的外观）的光能量传感器的不引入注目的视觉 集成在主要功能在于至少部分地遮住太阳光线的物体中是特别有用的，如例如在遮帘、遮 光罩、阳伞、和荫蔽（ombri紅e)等的情况中。但是太阳能传感器的良好视觉和功能集成还 可W在更广范围的载体中是有用的，如建筑物、屋顶、墙壁、瓦片、装配玻璃、运输车辆(其中 包括船舶和飞机)、广告面板、表、便携式电子显示设备、服装、背包W及一般方式上说在任 何平面或非平面载体上。
[0003] 将太阳能传感器(尤其是深暗或黑暗外观的光伏单元）视觉地集成在黑暗环 境中的需要使得在完全尽可能小地降低太阳能传感器的性能的情况下由一种颜色或一 种半透明图像来覆盖太阳能传感器成为必要。更特别地，已经知悉有光学装置的专利 W0/2007/085721(Sunpa;rtne;rTechnologies)和W0/2010/067029(Saint_GobainGlass), 运些光学装置由直线形透镜网格和与所述透镜相对地放置的图像区网格组成，其允许观察 者交替地观看到由所述透镜重构出的图像或者被放置在装置之后的太阳能传感器。图像或 太阳能传感器的可视化于是取决于相对于光学表面的观察角度。当透镜是直线形的W及柱 状的时，运种交替大约按每25'>来重复。
[0004] 运种系统的主要限制之一与如下事实有关：根据观察者相对于装置的相对位置， 所述观察者不会W连续方式看到同一图像。此外，需要在观察者和装置之间的最小距离W 便各图像区的全体是在它们的整体上被看到的。因此存在对其而言观察者只能看到传感器 或被截断的图像的观察位置。最后，外部光仅对于给定的入射角度到达太阳能传感器，运使 得需要W适当的方式将装置相对于太阳轨道进行定位。先前所描述的现象限制了已知系统 对于其观察和产生的角度区域是受限制的固定系统的应用。
[0005] 运种装置的另一限制源自于其制备方法，该方法需要在图像区和直线形透镜网格 之间的极为精确的配准，尤其是为了图像带相对于透镜的纵向轴的对准。运种配准因为透 镜网格的分辨率而更加难W获得，也就是说每单位长度的透镜的数量小。实际上，除了手动 W外不存在用于实现运种对准的方式，运对于运样的装置的商用化来说是事实上的限制。
【发明内容】
[0006] 对先前提到的问题的同时的解决方案因此允许不依赖于光能量传感器的观察角 度的范围而改善对它们的集成并且允许使运样的装置的制备方法便利，同时还不论装置相 对于光源的定向如何，都将传感器的视在有源表面相对于运些太阳能传感器的总表面的比 例保持为差不多恒定，运又回过来表明对于装置的给定的定向而言，传感器的电产生将是 同样地恒定的。
[0007] 本发明目标在于，通过提出一种新的光学装置的结构来解决运些问题并且克服现 有技术中的上述缺点。与其说力求完全地掩蔽传感器，该新的集成方法反倒在于使得传感 器的表面的一部分可见，用图像来部分地将其覆盖并且对所述系统给予=维性和/或提升 幻像，从而传感器对于观察者变得有吸引力或有趣味。
[000引本发明的对象由在如下的权利要求中限定的装置构成。
[0009] 根据本发明的装置至少包括： (a) 来自外部光源的光能量的传感器； (b) 布置在所述外部光源和所述传感器之间的被光学地构造的透明板，包括被称为"前 部面"的第一面和被称为"后部面"的第二面，所述"前部面"被定向为朝向所述外部光源， 所述"后部面"被定向为朝向所述传感器，至少通过直线形的并且彼此平行的多个光学元件 来在所述透明板的两个面中的一个上光学地构造所述透明板； (C)由透明带分离开的多个图像带； 所述装置的特征在于，所述图像带的纵向轴相对于所述透明板的光学元件的纵向轴倾 斜一非零角度，W使得通过所述透明板看到的所述图像呈现为具有提升的外观，而无论所 述外部光在所述装置上的入射角如何所述传感器的能量产生都保持差不多恒定。
[0010] 根据装置的不同实施方式，各图像带的总表面差多不与各透明带的总表面相同。
[0011] 在特定的实施方式中，透镜的纵向轴和图像带的纵向轴之间的倾斜角度介于35" 和7〇0之间，从而所述图像的表观按照装置的观察角度保持差不多恒定。
[0012] 所述图像带是固定的或者是活动的，并且由不透明的、反光的或半透明的许多个 像素构成，所述图像带由后向照射组件、电致发光组件或反光组件所印制或W电的方式形 成。因此，通过借助于图像带之间的透明区的尺寸或者借助于构成其的像素的透明性，从而 可W调制可到达传感器表面的光能量的量。
[0013] 所述图像带能够被定位在传感器和透明板的后部面之间或者在所述传感器的下 游，术语"下游"参照光从外部光源朝向装置的传播方向。
[0014] 所述图像带同样能够与所述传感器和/或透明板的所述后部面接触，或者通过折 射率不同于透明板的折射率的材料而与运些表面分离开。W运样的方式，能够将图像带直 接定位在透明板的后部面上或者定位在随后被对着透明板的所述后部面布置的透明载体 上。在后者的情况下，所述透明载体能够或者通过空气或者通过折射率接近透明板的折射 率的光学胶而与透明板的所述后部面和/或所述传感器分离开。第一种方案给出在不改变 透明板或传感器的情况下替代图像或装置的可能性，并且第二种方案避免了寄生反射W及 光能量在界面处的损失。
[0015] 本发明将其原理应用于其中光能量传感器是如下类型的太阳能传感器的情况：热 太阳能传感器、光伏太阳能传感器、化学或混合型太阳能传感器、平坦或弯曲太阳能传感 器、刚性或柔性太阳能传感器。
[0016] 根据实现的补充变形，所述光能量传感器由通过透明区彼此接合或分离开的实屯、 或半透明的有源区构成。
[0017] 根据预定的实施方式，透明板的光学元件是： (a) 对称的或非对称的凸透镜或凹透镜； (b) 棱镜。
[0018] 由此得出透明板的光学结构可W被实现在其各面中的仅一个之上或者被适当地 实现在两个面上，具有可W相同或不同的几何形状。
[0019]根据装置的不同实施方式，透明板、图像带和传感器被有利地包含在彼此平行的 平面中，但是能够经受形变W致于运些平坦表面变为弯曲表面(尤其是在柔软装置的情况 下)。
[0020] 在特定的实施方式中，透明板和图像带的光学元件被组成为单元结构的网格。术 语"单元"修饰网格的最小素材，素材一旦被重复，就构成所述网格并且相邻的两个单元素 材的同样的两个点之间的规则间距限定网格的步长。W此方式，能够将光能量传感器的均 匀表面转换为由规则素材构成的表面。运些素材的颜色和形状同时依赖于传感器的颜色、 透明板的光学元件的网格的形状W及最后还依赖于图像带的网格的颜色和形状。
[0021] 根据预定的实施方式，透明板和图像带是固定的或者通过例如经受平动和/或旋 转运动而相对于传感器是可动的。
[0022] 透明板由固态、液态或气态的透明材料构成，如矿物玻璃、有机玻璃或者甚至PMMA、PET或聚碳酸醋类型的聚合物，并且可W是平坦或弯曲的、刚性的或柔性的、在其总体 上有色或者无色。
[0023]在未表示出的一个特定实施方式中，所述透明板的两个面中的一个至少由具有除 了光的简单透射之外的辅助功能(例如，抗反射效果，抗污溃效果或抗UV效果）的功能表面 来覆盖。
[0024]根据未表示出的装置的实现的辅助变形，图像带由一个或多个照射源照射，照射 源的光的主要部分在起波导作用的透明板的厚度上传播，或者在被放置在透明板的上游或 下游的附加透明板中传播，术语"上游"和"下游"参照光从照射源朝向装置传播的方向。
[0025]在根据本发明的装置的另一有利的变形中，光能量传感器是在所述传感器的表面 上被提供有电子采集栅格的光伏传感器，并且所述图像带的表面的一部分由