CN104769728B - 用于改善由半透明光伏膜覆盖的图像的质量的设备 - Google Patents
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Abstract
所提出的问题：如何降低当图像（1）被置于半透明的光伏膜或板（5）后方时显现的该图像的视觉质量的损失。解决方案：一方面增大图像的发光度，这通过在转向图像的光伏单元（4）的面上沉积白色或金属或反射层（3）；并且另一方面通过修改图像的发光度、对比度和色彩饱和度。
Description
技术领域
本发明涉及由半透明的光伏（photovoltaïque）板所覆盖的图像的领域。
背景技术
允许在图像表面产生光伏电的设备一般使用被安置或贴合在图像表面的半透明光伏板。
该光伏板由透明板构成，在所述透明板上沉积了小宽度的平行光伏带，其由作为希望获得的透明度的函数的距离所间隔。于是，该距离越大，并且光伏层的覆盖率越小，并且因此透明度越大。相反，光伏带之间的距离越小，并且覆盖率越大，这引起越小的透明度。透明度越小，并且图像在发光度上损失越多。
由板生成的电的产生与光伏表面成比例，完全有益的是：增大该表面，然而不超过作为图像发光度的容许劣化的函数的阈值。在寻求最大产电与图像发光度的最小减小之间的该折衷是主观的，因为其取决于图像的特征、环境发光度和观察者的视觉感知。
已知论证了，当光伏层最接近于图像、因此在图像和光伏不透明层之间没有间隔时，有发光度的最小损失。但是某些配置强制在图像和光伏板之间存在距离，如在旋转广告显示的情况下，其中图像相对于装有玻璃的板移动，并且应当因此保持与所述板隔开以便避免静电吸引和由摩擦导致的过早磨损。
还已知一些设备，其将光伏带与多个交错的图像相关联，以便通过称为视差屏障的技术而产生凸起的图像光学效应。在这些不同的情况中，图像可以是任何性质的，其中包括电子图像。光伏层也可以是任何性质的，由晶质或非晶质硅制成，或由（如CIGS的）光敏多层构成。
发明内容
发明目的
将半透明的板布置在图像上造成其发光度的降低。事实上，照亮图像的光的量被光伏带降低，所述光伏带构成障碍并且吸收入射光的一部分。当图像和光伏板彼此隔开、因此在其之间不贴合时，由图像发射的光的一部分本身被光伏单元阻止，这还又降低图像的外观发光度。
本发明的目的是减小光伏单元的荫蔽效应，而同时保持相同的光伏表面，这将允许保持相同的电功率并且增大图像的发光度，因此增大其视觉质量。
凭借本发明，还可以以另一方式增大光伏单元的表面而同时保持相同的发光度，因此保持图像的视觉质量。
发明概要
术语“光伏板”一般地包括“光伏膜”，其是小厚度并且柔性的光伏板。
术语“图像”包括印刷在任何介质上的所有图像以及仅使用环境光的电子图像以及任何“物体”的表面，该表面构成可以是任何形式的图像。
本发明作为目的的设备由其上布置了半透明光伏板的图像构成。图像可以是印刷图像或例如LCD类型的电子图像，又或由通过镜面而背光的像素构成的图像，又或任何物体的着色表面，其平坦或非平坦，如壁、瓦或桌。
半透明的光伏板是由晶质玻璃制成或由有机玻璃制成、刚性或柔性、平面或弯曲的透明板，在其上沉积了晶质或非晶质的光伏单元，如例如硅，又或如例如CIGS的光敏和光伏薄层的堆叠，又或有机单元。这些单元可以是不透明或半透明的。它们分布在透明板的表面上以用于形成由透明区分离的不透明区，又或其以几何图形的网的形式分布，如例如由透明带所分离的平直和平行的带。
光伏单元拥有两个面，其中之一转向图像或转向物体。转向图像或物体的该面由对光非常反射的层覆盖，如例如白色的墨或涂料，或者具有镜面效应的铝或铬的金属沉积。例如，转向图像的光伏单元的面能将其接收的光的多于30%反射。该反射面通过非零距离而自图像或物体表面分离。在光伏单元的反射面和图像之间如此创建的间隔可以是空气又或透明材料，如晶质玻璃或有机玻璃。
图像和覆盖它的板被入射光照亮，所述入射光的一部分被光伏单元拦住并且其另一部分穿过透明区并且照亮图像。图像的每个像素因此使该光在所有方向上漫射。由图像漫射的该光要么重新穿过透明区直至观察者，要么被光伏单元的反射面反射，要么在透明区处被反射，这发生在满足两个条件的时候：在单元和图像之间的间隔的折射指数大于空气，并且在经过高指数朝向低指数的屈光面时光线的入射角大于全反射的临界角。
在由图像漫射的光被反射的情况中，所述光被重新反射向将重新使其漫射的图像。结果是：离开板朝向观察者的由图像漫射的光在强度上将大于如果单元的内面不是反射的情况下的光。对于观察者，与如果单元的内面保持吸收或非反射的情况相比，他将因此看见更亮的图像。
在本发明的特定实施例中，并且总是为了增大由图像发出的发光度并且补偿由光伏单元吸收的光损失，所述设备相关联于用于尤其是在其亮度、对比度和色彩饱和度的特征方面修改原始图像的装置。事实上，图像接收较少的光，因为其一部分被光伏单元阻止。观察者因此将看见与原始图像相比较暗、较少发亮的图像。为了部分地修正该缺陷，原始数字图像经受信息处理，其在于增大其像素的全部或部分的发光度。发光度的该增大的百分比将是原始图像的特征和光伏单元的荫蔽百分比的函数。特别地，用于修改图像发光度的装置被调节以用于以等于或大于板上光伏单元的覆盖百分比的百分比来增大图像的发光度。
对于将被修改的对比度和色彩饱和度而言将是相同的，以使得观察者的视觉最接近于原始图像的视觉。于是，由光伏板覆盖的图像将在最小视觉劣化的情况下产电。
附图说明
现在借助于列入索引的图1和2的描述来更详细地描述本发明。
图1是根据本发明的设备的剖面原理示意图。
图2是在单元和图像之间具有高折射指数的间隔的设备的变型的剖面原理示意图。
具体实施方式
本发明作为目的的设备（图1）由其上布置了半透明光伏板的图像（7）构成。图像（7）可以是印刷的图像，或例如LCD类型的电子图像，又或由通过镜面而背光的像素构成的图像，又或任何物体的着色表面，其平坦或非平坦，如壁、瓦或桌。
半透明光伏板是由晶质玻璃制成或由有机玻璃制成的、刚性或柔性的、平面或弯曲的透明板（5），在其上沉积了晶质或非晶质的光伏单元（4），如例如硅，又或如例如CIGS的光敏薄层的堆叠，又或有机单元。这些单元（4）可以是不透明或半透明的。它们分布在透明板（5）的表面上以用于形成由透明区分离的不透明区，又或其以几何图形的网的形式分布，如例如由透明带分离的平直和平行的带。
光伏单元（4）拥有两个面，其中之一转向图像或物体。转向图像或物体的该面由对光非常反射的层（3）覆盖，如例如白色的墨或涂料，或具有镜面效应的铝或铬的金属沉积。该反射面（3）通过非零距离而自物体的表面（1）或图像（1）分离。在光伏单元的反射面（3）和图像（1）之间如此创建的间隔（2）可以是空气又或透明材料（图2），如晶质玻璃或有机玻璃，其折射指数大于1。
图像（1）和覆盖它的单元（4）被入射光（6）照亮，所述入射光（6）的一部分被光伏单元（4）拦住并且其另一部分穿过透明区并且照亮图像（1）。图像的每个像素（7）因此使该光在所有方向（8,9,10）上漫射。由图像漫射的该光要么重新穿过透明区直至观察者（9），要么被光伏单元（4）的反射面（3）反射，要么在透明区处被反射（10,11）（图2），这发生在满足两个条件的时候：在单元（4）和图像（1）之间的间隔（2）的折射指数大于空气，并且在经过高指数朝向低指数的屈光面时，光线（10-图2）的入射角大于全反射的临界角。
在其中由图像漫射（10-图2）的光被反射（11）的情况下，所述光重新被反射向将重新使其漫射的图像（1）。结果是：离开板朝向观察者的由图像（1,7）漫射的光将在强度上大于如果单元（4）的内面不是反射（3）的情况下的光。与如果单元（4）的内面是吸收性的或非反射的情况下相比，观察者将因此看见更亮的图像（1）。
在本发明的特定实施例中，其未图示并且总是为了增大由图像（1）发出的发光度并且补偿由光伏单元（4）吸收的光损失，原始图像（1）尤其是在其亮度、对比度和色彩饱和度的特征方面被修改。事实上，图像（1）接收较少的光，因为其一部分被光伏单元（4）阻止。观察者因此将看见与原始图像相比较暗、较少发亮的图像。为了部分地修正该缺陷，原始数字图像经受信息处理，其在于增大其像素的全部或部分的发光度。发光度的该增大的百分比将是原始图像的特征和光伏单元的荫蔽百分比的函数。对于将被修改的对比度和色彩饱和度而言将是相同的，以使得观察者的视觉最接近于原始图像的视觉。于是，由光伏板（5）覆盖的图像（1）将在最小视觉劣化的情况下产电。
现在描述具体实现示例。
根据本发明的设备包括边为1米的方形纸质图像（1）以及相同尺寸并4mm厚的玻璃板（5），在所述玻璃板（5）上沉积了由非晶硅制成的光伏薄层（4）的平行带的网，所述平行带的宽度为1mm并且将它们分离的距离为3mm。
光伏带（4）在面之一（3）上被具有将其接收的光的多于60%反射的特性的铝薄层的沉积所覆盖。覆盖有反射层的该面（3）转向图像（1）并且覆盖它。在光伏板和图像之间的距离是1cm。该间隔（2）只包含空气。板的表面上的光伏覆盖率是25%。数字图像在其纸质印刷（1）之前被修改，通过增大其发光度30%并且通过降低其对比度5%。于是，穿过光伏板（5）而观看图像（1）的观察者将看见只损失其原始发光度中非常少的图像。光伏板（5）在晴朗时将产生大约15瓦特的电功率，同时复原非常接近于原始图像的图像。
发明优点
最终，本发明响应于所确定的目标。其特别适合于用半透明的光伏板或膜覆盖图像或物体，而同时减小图像的视觉劣化。
Claims (11)
1.一方面包括图像（1）并且另一方面包括被布置在图像和观察者之间的光伏板（5）的设备，该光伏板由发光的透明区和被光伏单元（4）覆盖的区构成，所述光伏单元（4）的两个面之一（3）面向图像（1），其特征在于，转向图像的光伏单元（4）的所述面（3）是反射的以使得将由所述图像发出的光的一部分反射向图像（1），并且增大其由观察者穿过透明区所看见的发光度，以便补偿由光伏单元所引起的荫蔽效应。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，光伏板（5）被布置在图像（1）的表面上的非零距离处。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，转向图像的光伏单元（4）的所述面（3）能反射其接收的光的多于30%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，转向图像的光伏单元（4）的所述面（3）是白色或外观为金属的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，光伏板（5）是薄和/或柔性的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，光伏板（5）是由晶质玻璃制成或由有机玻璃制成的。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，光伏单元（4）是由晶质和/或非晶质硅制成的或者是有机的或者由多个光伏薄层构成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，光伏单元（4）形成彼此平行并且由透明带分离的带的网。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，光伏单元（4）通过间隔（2）而与图像（1）或物体分隔开，所述间隔（2）包括其折射指数大于1的透明材料。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，其包括用于修改图像的发光度和/或图像的对比度和/或图像（1）的色彩饱和度的装置，以使得在视觉上补偿由于光伏板（5）叠覆在图像之上所引起的图像的劣化。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，用于修改图像的发光度的所述装置被调节以用于以等于或大于板（5）上光伏单元（4）的覆盖百分比的百分比来增大图像的发光度。
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