EP2929564A1 - Dispositif pourvu d'un réseau photovoltaïque optimisé placé devant une image - Google Patents

Dispositif pourvu d'un réseau photovoltaïque optimisé placé devant une image

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EP2929564A1
EP2929564A1 EP13818251.4A EP13818251A EP2929564A1 EP 2929564 A1 EP2929564 A1 EP 2929564A1 EP 13818251 A EP13818251 A EP 13818251A EP 2929564 A1 EP2929564 A1 EP 2929564A1
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EP
European Patent Office
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photovoltaic
image
pixels
areas
functional
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13818251.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Philippe CARDI
David Coulon
Badre KERBAZI
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Sunpartner Technologies SAS
Original Assignee
Sunpartner Technologies SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Sunpartner Technologies SAS filed Critical Sunpartner Technologies SAS
Publication of EP2929564A1 publication Critical patent/EP2929564A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to devices provided with photovoltaic elements intended to be placed in front of an image, and in which the dimensions and the arrangements of the photovoltaic elements are chosen so as to minimize the visual degradation of the image by the photovoltaic elements.
  • Photovoltaic surfaces are used to produce electricity from the ambient light which allows to supply energy, at least partially, certain devices used in our daily life. In order to preserve the aesthetics of our environment, it is desirable to make these photovoltaic surfaces colorful to avoid the black appearance of conventional photovoltaic panels, or to make them as transparent as possible to reveal the environment of photovoltaic surfaces, but not the photovoltaic surfaces themselves.
  • Some techniques are already known for rendering a photovoltaic surface transparent without causing visual distortion of the image which is placed behind it, such as arranging the photovoltaic elements in very thin parallel strips whose width is smaller than the separating power of the eye, effectively making photovoltaic elements invisible to the naked eye.
  • the production of electrical energy is proportional to the surface of photovoltaic elements, there is every interest in multiplying the number of thin photovoltaic bands, the consequence being to block the incident light which illuminates the image if it is a passive image, or to block the light emitted by the image if it is a landscape or an electronic image or a backlit image.
  • the image loses brightness in proportion to the surface of the photovoltaic elements interposed between the observer and the image, therefore proportionally to the number of thin strips that are used.
  • a compromise is therefore always sought between a maximum of photovoltaic strips to produce a maximum of electricity and a minimum of photovoltaic bands to reduce only marginally the brightness of the image.
  • the width of the bands and the distance between them are chosen according to the distance of the observer so that his eye does not perceive the existence of these bands. This will be the case if these values are lower than the separating power of the eye, an angle of 0.017 degree. Thus for a vision at 20 cm this angle is equivalent to a distance between the bands that must be less than 60 micrometers.
  • the additional lenticular network modifies the optical path of the light emitted by the backlight, so that the light bypasses the photovoltaic areas, so that through the lenticular array, no Moiré phenomenon can occur.
  • This solution has a price, namely the integration of a lenticular network in such a fine structure.
  • the problem that the present patent application seeks to solve is to avoid the Moiré phenomena that appear during a random positioning of an opaque photovoltaic array, on a pixel array, and this in the absence of a lenticular network to redirect light.
  • Document US 2010/245731 A1 also discloses an array of photovoltaic cells which is covered by a network of color filters.
  • this document provides (paragraph [0050] and claim 1) that the photovoltaic cells transmit their respective colors much better, which means that their material is semi-transparent for certain visible wavelengths. This document therefore does not present a solution in the case where the photovoltaic zones are opaque, which favors the appearance of Moiré phenomena due to the random masking of the pixels by the opaque photovoltaic zones.
  • pixels including color screen pixels, are generally composed of three fundamental colors, Red, Green, Blue, (RGB), whose brightness is individually controlled to give the desired color.
  • RGB Red, Green, Blue
  • this brightness is controlled by the rotation of a polarizing filter.
  • the fact of randomly placing a network of opaque photovoltaic bands in front of the pixels then causes a decrease in the brightness of some colors and not others, which results in a degradation of the color of the image.
  • photovoltaic bands are often arranged in regular networks, that is to say that the distance between two adjacent bands is always identical and repetitive, but there is no strict relationship or wedging between the network photovoltaic bands and the array of pixels, their relative arrangement being random. As a result, some bands overlap inter-pixels and others do not, and this in a random manner, which causes alternations of image areas whose brightness is different. An optical Moire phenomenon then appears, which varies according to the angle of observation.
  • the main purpose of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks related to the state of the art.
  • the invention is particularly intended to densify the surface of the photovoltaic elements positioned in front of an image, while limiting the degradation of the transparency and / or quality of the image that generally results.
  • the invention consists in positioning and dimensioning, in a specific manner, opaque functional elements, in particular of the photovoltaic type, and placing them in front of an image, in such a way that these position and dimension characteristics have for effect of reduce the loss of transparency and / or the visual degradation of said image when viewed through said functional elements.
  • the functional elements opaque to visible light are photovoltaic elements, it being understood that the invention extends in the case where these functional elements can be photovoltaic, or have a another function (for example an electromagnetic antenna function), or a combination of a photovoltaic function and another function.
  • photovoltaic elements is defined here as surfaces, preferably having repetitive geometrical patterns, capable of transforming part of the light they receive into electricity. These photovoltaic elements may consist of any known material having this property of converting light energy into electrical energy, which is the case, for example, for crystalline, amorphous or organic silicon. These photovoltaic elements are also interconnected, and connected to external components ensuring the collection and use of electrical energy produced by electrical connections known to those skilled in the art and not described here. These photovoltaic elements may have various shapes, but to facilitate their realization by industrial means, they preferably have the form of parallel strips of small width.
  • Photovoltaic strips are a preferred variant among the geometric shapes of the photovoltaic elements, the generic form of these elements being arbitrary and will be designated by the terminology of "photovoltaic zone”.
  • Pixels are here included in the term colored pixels having areas of several colors, for example RGB, as well as monochrome pixels.
  • the pixels may also, depending on their production technology, be backlit or electroluminescent (this is the case in particular of the so-called emissive screen pixels), or printed (this is the case in particular for printed image pixels), or again the reflective screen pixels. It may also be pixels composed of colored or monochrome crystals placed on or integrated with reflecting surfaces such as mirrors, such as crystals of the type "cholesteric liquid crystal" in English terminology, also called crystals ChLCD.
  • the invention relates to a functional device, in particular of photovoltaic type, comprising in superposition a functional surface, in particular photovoltaic, semi-transparent and an image carrier, said functional surface or semi-photovoltaic transparent -transparent being composed of a set of transparency zones revealing an image and a set of opaque functional or photovoltaic zones arranged in a first regular pattern, the image being composed of pixels arranged according to a second regular pattern and of which some are covered in whole or in part by a photovoltaic zone or more generally a functional zone, characterized in that said functional or photovoltaic zones are dimensioned and are arranged relative to the pixels so that those image pixels which are covered by these areas are all covered with sensib overlay identical in position and surface.
  • this design of functional elements, particularly photovoltaic optimized in terms of size and positioning, the partial overlap of a pixel always produces the same optical effect, from one covered pixel to another, which makes it possible to avoid especially the effects of Moiré.
  • the invention provides in an advantageous embodiment that said first regular pattern of the photovoltaic areas is arranged according to a first constant step between areas consecutive photovoltaic, and in that said second regular pattern of pixels is arranged in a second constant pitch. But this measure alone is not enough to ensure a constant overlap of the pixels arranged in part under a photovoltaic element, since a progressive shift of the pixel arrays and networks of photovoltaic elements would occur if the two steps in question are not not closely related.
  • the invention provides that said first step, that of the photovoltaic zones, is either equal to the pitch of the pixels, or constitutes a sub-multiple of this step.
  • the invention being independent of the nature of the pixels, it can be implemented with any type of pixel and any type of image.
  • the image carrier will advantageously be an emissive screen, in particular of the LCD type, the pixels of the image then being composed of zones of colored pixels (R, V, B) or areas of monochrome pixels.
  • the image carrier may be constituted by a reflective screen, the pixels of the image then being composed of zones reflecting ambient light.
  • the image medium used may be a reflective medium of electronic paper type ("e-paper" in English terminology).
  • the photovoltaic device according to the invention will comprise photovoltaic zones constituted by parallel photovoltaic strips of width L 1 delimiting transparency bands of width D x, and the colored or monochrome zones of the pixels of the image will in this case also be arranged in lines separated by non-colored lines parallel to each other, of width Ip and spaced by a distance Dp, and the photovoltaic strips will be parallel to the network of parallel lines formed by the unstained lines .
  • the photovoltaic strips can be active only on one side, or be active on two sides, in which case they will convert both the light coming from the outside of the device and the inner light coming from the pixels into electricity.
  • the distance (Dx + Lj) between two adjacent photovoltaic strips is equal to or is a sub-multiple of the distance (Dp + Ip) between two consecutive lines of unstained areas of the image.
  • the orientation of the photovoltaic strips and bands of pixels of the image, and inter-pixels on the device according to the invention may be arbitrary. Thus, these elements may form horizontal straight lines or vertical or oblique and / or broken.
  • the photovoltaic device according to the invention will not be reserved for a particular technology for the production of photovoltaic strips, which may be composed in particular of crystalline silicon, amorphous, organic, and / or a plurality of thin layers.
  • the technology and the nature of the pixels will not be limiting factors for the use of the invention, and the pixels of the image will be either emissive, backlit or electroluminescent, or reflective, printed or composed of colored crystals placed on or integrated with mirror surfaces.
  • the inter-pixels situated between the pixels or between the colored or monochrome areas of the pixels can have multiple appearances, and will be either transparent, or of uniform color, or white, or black.
  • the device according to the invention may be such that the photovoltaic zones or the photovoltaic bands as described above are respectively replaced by, or combined with, zones or functional bands of another type.
  • One of the examples of useful functional elements is that in which the photovoltaic zones or bands are replaced by, in whole or in part, electrically conductive zones or bands capable of forming an electromagnetic antenna, or by semiconductor zones or strips.
  • the device according to the invention will be rendered communicating electromagnetically, thanks to an antenna integrated in the device but invisible to the naked eye.
  • the subject of the invention is also a screen for an electronic device, characterized in that it comprises a photovoltaic device, or more generally a functional device, as described above, this screen being able to be of the reflective type of the ambient light (the photovoltaic zones or strips being then disposed above an image formed by pixels capable of reflecting ambient light), or of light emissive type (the photovoltaic zones or strips then being disposed above an image constituted by by backlit or luminescent pixels.)
  • the invention also relates to an electronic device, characterized in that it comprises a device or a screen as described above.
  • the description is given as a preferred example in the case where the photovoltaic bands or zones integrated in the device are of photovoltaic type, but as indicated above, the invention extends to the integration of other functional elements into a device, provided that this integration is done according to the same rules of dimensioning and positioning with respect to the pixels of the image, as in the example described in relation to photovoltaic elements.
  • FIGS. 1A, 2A and 3A are three known examples of positioning the colored areas of the pixels of an image, relative to one another.
  • FIGS. 1B, 2B and 3B respectively illustrate embodiments of the invention in which photovoltaic strips are superimposed on the colored areas of FIGS. 1A, 2A, 3A, when these colored areas of the pixels and these photovoltaic strips are respectively horizontal. oblique, or both horizontal and oblique.
  • FIGS. 1C, 2C and 3C illustrate an embodiment of the invention in which the distance between adjacent photovoltaic strips of the three preceding FIGS. 1B, 2B, 3B has been divided by an integer factor, namely the factor five.
  • FIG. 4 is a schematic perspective exploded view of a photovoltaic device according to the invention, showing the dimensions and the relative positioning of the pixels of an image and photovoltaic strips superimposed on certain areas of the image.
  • Figure 5 is a schematic view similar to Figure 4, showing the effect of a change in the viewing angle on the perception of the image by an observer.
  • a transparent surface is covered with parallel photovoltaic strips (FIG. 5), the length of which is L1, the width L1, the thickness Ep and the distance separating two consecutive bands Dx .
  • the width of the bands is less than the separating power of the human eye, ie 0.017 degrees, so that an observer, for example, placed 20 cm or more from the transparent surface will not perceive the bands individually but will only perceive a decrease in transparency of said surface if Lj in this example is less than 60 micrometers.
  • the surface transparent which is covered with photovoltaic strips becomes semi-transparent to the human eye. This semi-transparent surface will be called a "photovoltaic plate" when it is made in the form of a thin support positioned in front of an image composed of a pixel array.
  • the "photovoltaic plate” is positioned on an image where each pixel consists of three color zones Red (1) Green (2) and Blue (3).
  • the regular arrangement of each of the pixels relative to each other forms an ordered array of pixels and three sub-arrays of colored areas, each of these sub-networks being composed of all the colored areas of the same color.
  • Non-colored spaces are also observed between the colored zones of the same pixel, or between the colored zones of adjacent pixels, these spaces being able to form straight or broken lines, horizontal or vertical or oblique.
  • These spaces which are called “non-colored” here, are spaces that do not contain colored or monochrome pixels. They can both be transparent or have a uniform color, often consisting of the color of the image medium, such as white or black. These spaces will subsequently be designated by the generic term inter-pixels.
  • Each of the three subarrays of colored areas itself draws lines that can be rectilinear or triangular, horizontal, vertical or oblique.
  • the photovoltaic strips are parallel to one another and positioned in front of said colored areas and in front of said non-colored spaces, and according to the invention this covering is such that the overlapping surface and the positioning of the covering of said photovoltaic strips is the same for all the colored areas. (1,2,3) of the image.
  • the first consequence will be that the observer will perceive only an overall decrease in the brightness of the image without modification of its color, that is to say without the observation of a dominant color that could have appeared because that it would have been generally less covered by photovoltaic elements than other colors.
  • this invention spaces the adjacent photovoltaic strips by a distance Dx such that the pitch Dx + Lj is equal to, or or a sub-multiple of, the distance Dp + Ip which is the pitch which separates the lines formed by the non-colored spaces, these lines being those which are parallel to the photovoltaic strips.
  • This characteristic has the second consequence of suppressing the appearance of moire areas when the viewing angle of the device by an observer is changing.
  • the modification of the viewing angle of the observer causes the apparent displacement of the photovoltaic strips with respect to the colored areas and with respect to the non-colored areas.
  • This apparent displacement is done according to a parallax optical phenomenon that virtually moves the photovoltaic strips perpendicular to their length.
  • some photovoltaic strips can cover unstained areas which causes an imbalance between the overlapping surfaces of each colored area and therefore a moiré optical phenomenon.
  • the first step Dx + Lj between two consecutive photovoltaic strips is equal to or is a sub-multiple of the second pitch Dp + Ip between two lines of non-colored consecutive areas which are parallel to said photovoltaic bands.
  • the pitch Dx + Lj between the photovoltaic strips is at least 5 times smaller than the pitch Dp + Ip between two consecutive lines of non-colored areas that are parallel to said photovoltaic strips.
  • the increase in the number of photovoltaic strips that cover each colored zone implies that the width Lj of the strips is reduced by the same amount and that the moire defect which appears when, under certain observation angles, photovoltaic bands are positioned on the unstained areas.
  • FIGS. 1A, 2A and 3A are three known examples of positioning the fundamental colored zones (1, 2, 3) of an image with respect to one another.
  • a triplet of colors l (Red), 2 (Green), 3 (Blue) defines a pixel which is the basic constituent of the image.
  • the set of colored areas (1,2,3) are arranged in an ordered network which can hang in the form: - a rectilinear mesh ( Figure 1A) whose repetitive sequence of colors within the horizontal lines is 1,2,3,1,2,3 ... and each vertical line includes the same series of color.
  • the non-colored spaces separating the colored areas (1,2,3) form horizontal lines (1A1) and vertical lines (1A2) - of a crossed mesh ( Figure 2A) whose repetitive sequence inside the lines oblique is 1,3,2,1,3,2 ... and the sequence of horizontal lines is 1,2,3,1,3,1 ...
  • the non-colored spaces separating the colored areas (1,2 , 3) form horizontal lines (2A2) and oblique lines (2A1).
  • FIG. 3A a cross mesh (FIG. 3A) whose repetitive sequence inside the oblique lines is a series of colored zones of the same color for example
  • FIGS. 1B, 2B, 3B are particular embodiments of the invention in which the photovoltaic strips partly cover the colored areas (1, 2, 3) of the three preceding figures (FIGS. 1A, 2A, 3A).
  • the covering is such that the covering surface of all the colored zones (1, 2, 3) by photovoltaic material is identical in size and in position, and that the displacement of said strips perpendicular to their length does not modify this identity. This is made possible by the fact that the distance Dx + Lj which separates the photovoltaic strips is equal to the distance Dp + Ip which separates the lines from the unstained zones which are parallel to said photovoltaic bands.
  • FIG. 1B illustrates the case where each photovoltaic strip (1B1, 1B2, 1B3) covers a horizontal line of colored zones (1,2,3,1,2,3 ).
  • Figure 2B illustrates the case where each photovoltaic band (2B1,2B2,2B3) is oblique and covers an oblique line of colored areas (1,3,2,1,3,2 ..).
  • the pitch Dx + Lj can be divided by an integer without modifying the desired image quality.
  • (3B4,3B5,3B6) and (3B1,3B2,3B3) cover both rows of colored areas horizontal (1,2,3,1,2,3 7) and lines of oblique colored zones (1,1,1, ... 2,2,2 ... 3,3,3 ... ).
  • FIGS. 1C, 2C, 3C are other particular embodiments of a device according to the invention, in which the pitch of the photovoltaic strips Dxx + Lj is at least five times smaller than the pitch Dp + Ip between the lines of the spaces not colored.
  • FIG. 1C illustrates this particular embodiment in the case of a network with rectilinear mesh of colored zones.
  • Photovoltaic bands are here horizontal (ICI) but they could also be vertical (not shown).
  • FIGS. 2C and 3C illustrate the case of an oblique mesh network in which the photovoltaic strips are oblique (2C1, 3C1) and / or horizontal (3C2).
  • a device consists of a rectangular transparent photovoltaic plate 80 x 60 mm and 400 ⁇ thick on which was deposited a network of parallel photovoltaic strips thin layer of amorphous silicon.
  • the pitch value for the pixel array and for the photovoltaic array is the same, the positioning of the photovoltaic plate in front of the screen of the mobile phone does not cause any deterioration of the colors of the image, only an overall decrease in its image.
  • brightness of 20% corresponding to the percentage of surface coverage of the photovoltaic strips.
  • the invention responds well to the goals set by increasing the visual quality of an image when it is positioned behind a network of photovoltaic strips according to the rules of the invention, that is to say by dimensioning and positioning said photovoltaic strips in a specific manner with respect to the pixels and inter-pixels of the image.
  • the principle and the dimensioning of the photovoltaic device according to the invention are independent of the type of image displayed, provided that it is structured in pixels in a regular pattern.
  • the device according to the invention when the device according to the invention is associated with an image displayed on an electronic screen, it does not depend on the screen or image support technology used, and is equally suitable for emitting screens, for example LCD type, reflective screens, and color or monochrome displays.

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Abstract

Un réseau de bandes photovoltaïques positionnées devant une image provoque une diminution de la luminosité de la dite image qui n'est pas uniforme pour toutes les couleurs et provoque un phénomène optique de moiré qui est perçu par l'observateur lorsqu'il change son angle de vision. Afin de remédier à cette baisse de qualité visuelle de l'image la présente invention décrit un positionnement et une dimension appropriés des bandes photovoltaïques par rapport aux inter-pixels de l'image.

Description

Dispositif pourvu d'un réseau photovoltaïque optimisé placé devant une image La présente invention se rapporte à des dispositifs pourvus d'éléments photovoltaïques destinés à être placés devant une image, et dans lesquels les dimensions et les dispositions des éléments photovoltaïques sont choisies de manière à minimiser la dégradation visuelle de l'image par les éléments photovoltaïques. ETAT DE LA TECHNIQUE
Les surfaces photovoltaïques servent à produire de l'électricité à partir de la lumière ambiante ce qui permet d'alimenter en énergie, au moins partiellement, certains appareils utilisés dans notre quotidien. Afin de préserver l'esthétique de notre environnement il est souhaitable de rendre ces surfaces photovoltaïques soit colorées pour éviter l'apparence noire des panneaux photovoltaïques classiques, soit de les rendre les plus transparentes possible pour laisser apparaître l'environnement des surfaces photovoltaïques, mais pas les surfaces photovoltaïques elles-mêmes.
Ne pas déformer les images qui sont vues au travers de cette surface photovoltaïque transparente est nécessaire notamment lorsque la surface photovoltaïque est une vitre, un pare-brise de véhicule de transport, ou encore lorsque l'image est un paysage.
Cette nécessité est encore plus évidente lorsque ces images appartiennent à des dispositifs d'affichage électroniques tels que notamment des téléphones portables, des ordinateurs, des navigateurs GPS, des montres, des téléviseurs, des affichages publicitaires.
Quelques techniques sont déjà connues pour rendre une surface photovoltaïque transparente sans provoquer la déformation visuelle de l'image qui est placée derrière elle, comme le fait de disposer les éléments photovoltaïques en bandes parallèles très fines dont la largeur est inférieure au pouvoir séparateur de l'œil, rendant de fait les éléments photovoltaïques invisibles à l'œil nu. Mais comme la production d'énergie électrique est proportionnelle à la surface des éléments photovoltaïques, il y a tout intérêt à multiplier le nombre des fines bandes photovoltaïques, la conséquence étant de faire obstacle à la lumière incidente qui éclaire l'image si c'est une image passive, ou bien de faire obstacle à la lumière émise par l'image si c'est un paysage ou une image électronique ou une image rétro éclairée. Dans tous les cas l'image perd en luminosité proportionnellement à la surface des éléments photovoltaïques interposés entre l'observateur et l'image, donc proportionnellement au nombre de fines bandes qui sont utilisées.
Un compromis est donc toujours recherché entre un maximum de bandes photovoltaïques pour produire un maximum d'électricité et un minimum de bandes photovoltaïques pour ne diminuer que de façon marginale la luminosité de l'image.
La largeur des bandes et la distance entre elles sont choisies en fonction de la distance de l'observateur de manière à ce que son œil ne perçoive pas l'existence de ces bandes. Ce sera le cas si ces valeurs sont inférieures au pouvoir séparateur de l'œil, soit un angle de 0,017 degré. Ainsi pour une vision à 20 cm cet angle équivaut à une distance entre les bandes qui doit être inférieure à 60 micromètres.
Le cas des écrans électroniques dont les pixels émettent de la lumière, ou bien ceux qui sont rétro éclairés, présente des particularités qui sont quelquefois utilisées afin d'optimiser la disposition et la taille des bandes photovoltaïques afin de limiter la perte de luminosité de l'écran. Ainsi il est connu de par le document US 2007/0102035, que les bandes peuvent être disposées en face des espaces entre pixels adjacents, appelés inter-pixels, afin de ne faire que partiellement obstacle à la lumière émise par les pixels. Mais compte tenu de la faible taille des inter-pixels, la surface photovoltaïque disponible est minime, et la production d'énergie électrique est infime.
Il est connu par ailleurs de par le document US 2012/236540 que la lumière émise par les pixels peut être redirigée par un réseau de lentilles convergentes vers les espaces entre les bandes photovoltaïques, ce qui permet d'augmenter la largeur des bandes photovoltaïques tout en réduisant la perte de luminosité de l'image. Mais ce document ne décrit pas que les bandes photovoltaïques sont positionnées de manière à recouvrir uniformément l'ensemble des pixels de l'image. De plus, il est précisé à l'alinéa [0037] de ce document que le réseau lenticulaire est positionné entre le réseau de zones image et le réseau de cellules photovoltaïques. Le réseau lenticulaire additionnel modifie le trajet optique de la lumière émise par le rétro éclairage, de façon que la lumière contourne les zones photovoltaïques, de sorte que grâce au réseau lenticulaire, aucun phénomène de Moiré ne peut apparaître. Cette solution a un prix, à savoir l'intégration d'un réseau lenticulaire dans une structure aussi fine. Au contraire, le problème que cherche à résoudre la présente demande de brevet est d'éviter les phénomènes de Moiré qui apparaissent lors d'un positionnement aléatoire d'un réseau photovoltaïque opaque, sur un réseau de pixels, et ceci en l'absence d'un réseau lenticulaire pour rediriger la lumière.
On connaît également, de par le document US 2010/245731 Al, un réseau de cellules photovoltaïques qui est recouvert par un réseau de filtres colorés. Toutefois, ce document prévoit (alinéa [0050] et revendication 1) que les cellules photovoltaïques transmettent bien mieux leurs couleurs respectives, ce qui signifie que leur matériau est semi-transparent pour certaines longueurs d'ondes visibles. Ce document ne présente par conséquent pas de solution dans le cas où les zones photovoltaïques sont opaques, ce qui favorise l'apparition de phénomènes de Moiré du fait du masquage aléatoire des pixels par les zones photovoltaïques opaques.
En effet, on a remarqué au travers d'expérimentations que la qualité d'une l'image est détériorée dès lors que des bandes photovoltaïques recouvrent les pixels de l'image d'une manière aléatoire.
En effet les pixels, notamment les pixels d'écrans couleur, sont composés généralement de trois couleurs fondamentales, Rouge, Vert, Bleu, (RVB), dont la luminosité est individuellement contrôlée afin de donner la couleur voulue. Ainsi, pour les pixels de type LCD (« Liquid Crystal Display » en terminologie anglo- saxonne) par exemple, cette luminosité est contrôlée par la rotation d'un filtre polarisant. Le fait de placer d'une manière aléatoire un réseau de bandes photovoltaïques opaques devant les pixels provoque alors une diminution de la luminosité de certaines couleurs et pas des autres, ce qui se traduit par une dégradation de la couleur de l'image.
D'autre part les bandes photovoltaïques sont souvent agencées en réseaux réguliers, c'est-à-dire que la distance entre deux bandes adjacentes est toujours identique et répétitive, mais il n'y a pas de relation stricte ou de calage entre le réseau de bandes photovoltaïques et le réseau de pixels, leur disposition relative étant aléatoire. De ce fait certaines bandes recouvrent des inter-pixels et d'autres pas, et ceci d'une manière aléatoire, ce qui provoque des alternances de zones d'image dont la luminosité est différente. Un phénomène optique de moiré apparaît alors, qui varie en fonction de l'angle d'observation.
La nécessité de résoudre ces différents problèmes optiques apparaît dès lors que l'on souhaite conserver au maximum la qualité de l'image de base tout en densifiant la surface des éléments photovoltaïques qui sont placés en surface, c'est- à-dire dès lors qu'il devient nécessaire de recouvrir avec du matériau photovoltaïque tout ou partie des pixels eux-mêmes, et pas seulement les inter-pixels.
BUT DE L'INVENTION
L'invention a pour but principal de remédier aux inconvénients précités liés à l'état actuel de la technique.
L'invention a pour but particulier de permettre de densifier la surface des éléments photovoltaïques positionnés devant une image, tout en limitant la dégradation de la transparence et/ou de la qualité de l'image qui généralement en découle.
RESUME DE L'INVENTION
Dans son principe de base, l'invention consiste à positionner et à dimensionner d'une manière spécifique des éléments fonctionnels opaques, notamment de type photovoltaïques, et à les placer devant une image, de telle manière que ces caractéristiques de position et de dimension aient pour effet de réduire la perte de transparence et/ou la dégradation visuelle de ladite image lorsqu'elle est observée au travers desdits éléments fonctionnels.
Dans la suite, on décrira l'invention dans le cas particulièrement avantageux ou les éléments fonctionnels opaques à la lumière visible sont des éléments photovoltaïques, étant entendu que l'invention s'étend au cas où ces éléments fonctionnels peuvent être photovoltaïques, ou avoir une autre fonction (par exemple une fonction d'antenne électromagnétique), ou une combinaison entre une fonction photovoltaïque et une autre fonction.
Par convention, on dira que les éléments photovoltaïques sont « devant » l'image, c'est-à-dire du même côté que l'observateur de l'image, les pixels de l'image étant par conséquent « derrière » les éléments photovoltaïques.
On définit ici le terme « éléments photovoltaïques » comme des surfaces, de préférence présentant des motifs géométriques répétitifs, capables de transformer une partie de la lumière qu'elles reçoivent en électricité. Ces éléments photovoltaïques peuvent être constitués de tous matériaux connus ayant cette propriété de conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique, ce qui est le cas par exemple pour le silicium cristallin, amorphe, ou organique. Ces éléments photovoltaïques sont par ailleurs reliés entre eux, et reliés à des composants extérieurs assurant la collecte et l'utilisation de l'énergie électrique produite, par des connexions électriques connues de l'homme de métier et non décrites ici. Ces éléments photovoltaïques peuvent avoir des formes variées, mais pour faciliter leur réalisation par des moyens industriels, ils ont de préférence la forme de bandes parallèles de faible largeur.
Ci-après le terme « bandes photovoltaïques » est donc utilisé à titre d'exemple non limitatif. Les bandes photovoltaïques sont une variante préférée parmi les formes géométriques des éléments photovoltaïques, la forme générique de ces éléments pouvant être quelconque et sera désignée par la terminologie de « zone photovoltaïque ».
L'invention dans son principe est indépendante de la nature des pixels. On inclut ici dans le terme pixels, les pixels colorés ayant des zones de plusieurs couleurs, par exemple RVB, aussi bien que les pixels monochromes. Les pixels pourront aussi, selon leur technologie de réalisation, être rétro éclairés ou électroluminescents (c'est le cas notamment des pixels des écrans dits émissifs), ou imprimés, (c'est le cas notamment des pixels d'images imprimées), ou encore les pixels d'écrans réflectifs. Il peut encore s'agir de pixels composés de cristaux colorés ou monochromes posés sur ou intégrés à des surfaces réfléchissantes tels que des miroirs, comme par exemple les cristaux de type « cholesteric liquid crystal » en terminologie anglo-saxonne, encore appelés cristaux ChLCD.
Dans son mode de réalisation le plus général, l'invention a pour objet un dispositif fonctionnel, notamment de type photovoltaïque, comportant en superposition une surface fonctionnelle, notamment photovoltaïque, semi- transparente et un support d'image, ladite surface fonctionnelle ou photovoltaïque semi-transparente étant composée d'un ensemble de zones de transparence laissant apparaître une image et d'un ensemble de zones fonctionnelles ou photovoltaïques opaques disposées selon un premier motif régulier, l'image étant composée de pixels disposés selon un second motif régulier et dont certains sont recouverts en tout ou partie par une zone photovoltaïque ou plus généralement une zone fonctionnelle, caractérisé en ce que lesdites zones fonctionnelles ou photovoltaïques sont dimensionnées et sont disposées relativement aux pixels de manière à ce que ceux des pixels d'image qui sont recouverts par de ces zones sont tous recouverts selon un recouvrement sensiblement identique en position et en surface. Grâce à cette conception des éléments fonctionnels, notamment photovoltaïques, optimisée en termes de dimension et de positionnement, le recouvrement partiel d'un pixel produit toujours le même effet optique, d'un pixel recouvert à un autre, ce qui permet d'éviter en particulier les effets de Moiré.
Bien entendu, la luminosité de ceux des pixels non recouverts au moins partiellement par une zone photovoltaïque, n'est pas affectée par l'invention.
Afin de faire en sorte que les pixels recouverts au moins en partie par une zone photovoltaïque soit tous recouverts de la même manière, l'invention prévoit dans un mode de réalisation avantageux que ledit premier motif régulier des zones photovoltaïques est disposé selon un premier pas constant entre des zones photovoltaïques consécutives, et en ce que ledit second motif régulier des pixels est disposé selon un second pas constant. Mais cette mesure à elle seule ne suffit pas pour assurer un recouvrement constant des pixels disposés en partie sous un élément photovoltaïque, puisqu'un décalage progressif des réseaux de pixels et des réseaux d'éléments photovoltaïques se produirait si les deux pas en question ne sont pas étroitement liés.
A cet effet, l'invention prévoit que ledit premier pas, celui des zones photovoltaïques, est soit égal au pas des pixels, soit constitue un sous-multiple de ce pas.
De cette manière, on assure que les pixels surmontés en partie par une zone photovoltaïque soient toujours surmontés par la même surface photovoltaïque, et que cette surface soit toujours située au même endroit des pixels concernés.
A titre d'exemple, s'agissant d'une image constituée de pixels colorés ayant 3 zones de couleur R,V,B, si une première rangée de pixels est recouverte par une zone photovoltaïque au niveau de sa zone rouge R, il en sera de même pour les autres pixels de la rangée, et la luminosité des pixels recouverts partiellement de matériau photovoltaïque ne sera pas déformée d'un pixel à l'autre.
De façon surprenante et empirique, il a été constaté que l'effet de la répartition respective des zones photovoltaïques et des zones de pixels sur la qualité de l'image est encore meilleur lorsque ledit premier pas des bandes photovoltaïques adjacentes est au moins 5 fois plus petit que le second pas des pixels de l'image, ou ce qui revient au même, le pas des inter-pixels.
L'invention étant indépendante de la nature des pixels, elle peut être mise en œuvre avec tout type de pixel et tout type d'image.
Mais en pratique, le support d'image sera avantageusement un écran émissif notamment de type LCD, les pixels de l'image étant alors constitués de zones de pixels colorées (R,V,B) ou de zones de pixels monochromes.
Alternativement, le support d'image pourra être constitué par un écran réflectif, les pixels de l'image étant alors constitués de zones réfléchissant la lumière ambiante. En particulier, le support d'image utilisé pourra être un support réflectif de type papier électronique (« e-paper » en terminologie anglo-saxonne). Dans un mode de réalisation très simple à mettre en œuvre, le dispositif photovoltaïque selon l'invention comportera des zones photovoltaïques constituées par des bandes photovoltaïques parallèles de largeur Lj délimitant des bandes de transparence de largeur Dx, et les zones colorées ou monochromes des pixels de l'image seront dans ce cas également agencées selon des lignes séparées par des lignes non colorées parallèles entre elles, de largeur Ip et espacées d'une distance Dp, et les bandes photovoltaïques seront parallèles au réseau des lignes parallèles formées par les lignes non colorées. Les bandes photovoltaïques peuvent être actives seulement sur une face, ou être actives sur deux faces, auquel cas elles convertiront en électricité à la fois la lumière en provenance de l'extérieur du dispositif, et la lumière intérieure en provenance des pixels.
Dans ce mode de réalisation, la distance (Dx + Lj) entre deux bandes photovoltaïques adjacentes est égale à ou est un sous-multiple de la distance (Dp + Ip) entre deux lignes consécutives de zones non colorées de l'image.
L'orientation des bandes photovoltaïques et des bandes de pixels de l'image, et des inter-pixels sur le dispositif selon l'invention pourra être quelconque. Ainsi, ces éléments pourront former des lignes droites horizontales ou verticales ou obliques et/ou brisées.
Le dispositif photovoltaïque selon l'invention ne sera pas réservé à une technologie particulière pour la réalisation des bandes photovoltaïques, celles-ci pouvant être composées notamment de silicium cristallin, amorphe, organique, et/ou d'une pluralité de couches minces.
Da façon similaire, la technologie et la nature des pixels ne seront pas des facteurs limitant l'usage de l'invention, et les pixels de l'image seront soit émissifs, du type rétro éclairés ou électroluminescents, soit réflectifs, du type imprimés ou composés de cristaux colorés posés sur ou intégrés à des surfaces miroirs.
De la même manière, les inter-pixels situés entre les pixels ou entre les zones colorées ou monochromes des pixels, pourront avoir des apparences multiples, et seront soit transparents, soit de couleur uniforme, soit blancs, soit noirs.
Ayant réussi à intégrer des zones ou bandes photovoltaïques dans un dispositif comme décrit ci-dessus, on s'aperçoit que le concept peut être étendu à l'intégration d'autres éléments fonctionnels opaques, non photovoltaïques, ou une combinaison ou une juxtaposition d'éléments photovoltaïques et d'autres éléments fonctionnels, en fonction des besoins applicatifs du dispositif.
Ainsi, le dispositif selon l'invention pourra être tel que les zones photovoltaïques ou les bandes photovoltaïques comme décrit précédemment sont respectivement remplacées par, ou combinées avec, des zones ou des bandes fonctionnelles d'un autre type.
Un des exemples d'éléments fonctionnels utiles, parmi d'autres, est celui dans lequel les zones ou bandes photovoltaïques sont remplacées par, en tout ou en partie, des zones ou des bandes électriquement conductrices aptes à former une antenne électromagnétique, ou par des zones ou bandes semi-conductrices. De ce fait le dispositif selon l'invention sera rendu communiquant par voie électromagnétique, grâce à une antenne intégrée dans le dispositif mais invisible à l'œil nu.
L'invention a également pour objet un écran pour dispositif électronique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif photovoltaïque, ou plus généralement un dispositif fonctionnel, tel que décrit ci-dessus, cet écran pouvant être de type réflectif de la lumière ambiante (les zones ou bandes photovoltaïques étant alors disposées au-dessus d'une image constituée par des pixels aptes à réfléchir la lumière ambiante), ou de type émissif de lumière (les zones ou bandes photovoltaïques étant alors disposées au-dessus d'une image constituée par des pixels rétro éclairés ou luminescents.)
L'invention a encore pour objet un appareil électronique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ou un écran tel que décrits précédemment.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détails à l'aide de la description des figures 1A à 5 indexées.
La description est faite à titre d'exemple préféré dans le cas où les bandes ou zones photovoltaïques intégrées au dispositif sont de type photovoltaïque, mais comme indiqué précédemment, l'invention s'étend à l'intégration d'autres éléments fonctionnels dans un dispositif, pour autant que cette intégration se fasse selon les mêmes règles de dimensionnement et de positionnement par rapport aux pixels de l'image, que dans l'exemple décrit en relation avec des éléments photovoltaïques.
- Les figures 1A, 2A et 3A sont trois exemples connus de positionnement des zones colorées des pixels d'une image, les unes par rapport aux autres.
- Les figures 1B, 2B et 3B illustrent respectivement des modes de réalisation de l'invention dans lesquels des bandes photovoltaïques sont superposées aux zones colorées des figures 1A, 2A, 3A, lorsque ces zones colorées des pixels et ces bandes photovoltaïques, sont respectivement horizontales, obliques, ou à la fois horizontales et obliques.
- Les figures 1C, 2C et 3C illustrent un mode de réalisation de l'invention dans lequel la distance entre bandes photovoltaïques adjacentes des trois figures 1B,2B,3B précédentes a été divisée par un facteur entier, en l'occurrence le facteur cinq.
- La figure 4 est une vue schématique en perspective éclatée d'un dispositif photovoltaïque selon l'invention, faisant apparaître les dimensions et le positionnement relatif des pixels d'une image et des bandes photovoltaïques superposées à certaines zones de l'image.
- La figure 5 est une vue schématique similaire à la figure 4, montrant l'effet d'une modification de l'angle d'observation sur la perception de l'image par un observateur.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une surface transparente est recouverte de bandes photovoltaïques parallèles (figure 5) dont la longueur vaut Ll, la largeur vaut Lj , l'épaisseur Ep et la distance qui sépare deux bandes consécutives est notée Dx. La largeur des bandes est inférieure au pouvoir séparateur de l'œil humain, soit 0,017 degrés, de sorte qu'un observateur par exemple placé à 20 cm ou plus de la surface transparente ne percevra pas les bandes individuellement mais percevra seulement une diminution de la transparence de ladite surface si Lj dans cet exemple est inférieure à 60 micromètres. La surface transparente qui est recouverte des bandes photovoltaïques devient donc semi- transparente pour l'œil humain. On appellera cette surface semi-transparente une « plaque photovoltaïque » lorsque celle-ci est réalisée sous la forme d'un support fin positionné devant une image composée d'un réseau de pixels.
La « plaque photovoltaïque » est positionnée sur une image dont chaque pixel est constitué de trois zones colorées Rouge (1) Vert (2) et Bleu (3). La disposition régulière de chacun des pixels les uns par rapport aux autres forme un réseau ordonné de pixels et trois sous-réseaux de zones colorées, chacun de ces sous-réseaux étant composé de toutes les zones colorées d'une même couleur.
On observe aussi des espaces non colorés entre les zones colorées d'un même pixel, ou entre les zones colorées de pixels adjacents, ces espaces pouvant former des lignes rectilignes ou brisées, horizontales ou verticales ou obliques. Ces espaces qu'on appelle ici « non colorés » sont des espaces qui ne contiennent pas de pixels colorés ou monochromes. Ils peuvent donc aussi bien être transparents ou bien avoir une couleur uniforme, souvent constituée par la couleur du support de l'image, comme par exemple blanche ou noire. On désignera par la suite ces espaces par le terme générique d'inter-pixels.
Chacun des trois sous-réseaux de zones colorées dessine lui-même des lignes qui peuvent être rectilignes ou en triangle, horizontales, verticales ou obliques.
Les bandes photovoltaïques sont parallèles entre elles et positionnées devant lesdites zones colorées et devant lesdits espaces non colorés, et selon l'invention ce recouvrement est tel que la surface de recouvrement et le positionnement du recouvrement desdites bandes photovoltaïques soit la même pour toutes les zones colorées (1,2,3) de l'image.
La première conséquence sera que l'observateur ne percevra qu'une diminution globale de la luminosité de l'image sans modification de sa couleur, c'est- à-dire sans l'observation d'une couleur dominante qui aurait pu apparaître du fait que celle-ci aurait été globalement moins recouverte par des éléments photovoltaïques que les autres couleurs.
D'une manière plus spécifique, cette invention espace les bandes photovoltaïques adjacentes d'une distance Dx telle que le pas Dx + Lj soit égal à, ou soit un sous-multiple de, la distance Dp + Ip qui est le pas qui sépare les lignes formées par les espaces non colorés, ces lignes étant celles qui sont parallèles aux bandes photovoltaïques.
Cette caractéristique a pour deuxième conséquence de supprimer l'apparition de zones moirées lorsque l'angle de vision du dispositif par un observateur se modifie. En effet, comme schématisé en figure 5, la modification de l'angle de vision de l'observateur entraine le déplacement apparent des bandes photovoltaïques par rapport aux zones colorées et par rapport aux zones non colorées. Ce déplacement apparent se fait suivant un phénomène optique de parallaxe qui déplace virtuellement les bandes photovoltaïques perpendiculairement à leur longueur. Ainsi certaines bandes photovoltaïques peuvent recouvrir des zones non colorées ce qui provoque un déséquilibre entre les surfaces de recouvrement de chaque zone colorée donc un phénomène optique de moiré.
Pour éviter ce phénomène lorsque l'angle d'observation se modifie, le premier pas Dx + Lj entre deux bandes photovoltaïques consécutives est égal ou est un sous-multiple du second pas Dp + Ip entre deux lignes de zones non colorées consécutives qui sont parallèles aux dites bandes photovoltaïques.
Suivant un mode particulier de réalisation avantageux, le pas Dx + Lj entre les bandes photovoltaïques est au moins 5 fois plus petit que le pas Dp + Ip entre deux lignes consécutives de zones non colorées qui sont parallèles aux dites bandes photovoltaïques.
L'augmentation du nombre de bandes photovoltaïques qui recouvrent chaque zone colorée implique de diminuer d'autant la largeur Lj des bandes et permet de minimiser proportionnellement le défaut de moiré qui apparaît lorsque, sous certains angles d'observation, des bandes photovoltaïques se positionnent sur les zones non colorées.
Les Figures 1A, 2A et 3A sont trois exemples connus de positionnement des zones colorées fondamentales (1,2,3) d'une image les unes par rapport aux autres.
Un triplet de couleurs l(Rouge), 2(Vert), 3(Bleu) définit un pixel qui est le constituant de base de l'image. L'ensemble des zones colorées (1,2,3) sont disposées en un réseau ordonné qui peut pendre la forme : - d'un maillage rectiligne (Figure 1A) dont la séquence répétitive des couleurs à l'intérieur des lignes horizontales est 1,2,3,1,2,3... et dont chaque ligne verticale comprend la même série de couleur. Les espaces non colorés qui séparent les zones colorées (1,2,3) forment des lignes horizontales (1A1) et des lignes verticales (1A2) - d'un maillage croisé (Figure 2A) dont la séquence répétitive à l'intérieur des lignes obliques est 1,3,2,1,3,2... et la séquence des lignes horizontales est 1,2,3,1,3,1... Les espaces non colorés qui séparent les zones colorées (1,2,3) forment des lignes horizontales (2A2) et des lignes obliques (2A1).
- d'un maillage croisé (Figure 3A) dont la séquence répétitive à l'intérieur des lignes obliques est une série de zones colorées de même couleur par exemple
1,1,1,1... et la séquence à l'intérieur des lignes horizontales est 1,2,3,1,2,3,1... Les espaces non colorés qui séparent les zones colorées (1,2,3) forment des lignes horizontales (3A2) et des lignes obliques (3A1).
Les figures 1B,2B,3B sont des modes particuliers de réalisation suivant l'invention dans lesquels les bandes photovoltaïques recouvrent en partie les zones colorées (1,2,3) des trois figures précédentes (Figures 1A,2A,3A). Le recouvrement est tel que la surface de recouvrement de toutes les zones colorées (1,2,3) par du matériau photovoltaïque soit identique en taille et en position, et que le déplacement desdites bandes perpendiculairement à leur longueur ne modifie pas cette identité. Ceci est rendu possible grâce au fait que la distance Dx + Lj qui sépare les bandes photovoltaïques est égale à la distance Dp + Ip qui sépare les lignes des zones non colorées qui sont parallèles aux dites bandes photovoltaïques.
La figure 1B illustre le cas où chaque bande photovoltaïque (1B1,1B2,1B3) recouvre une ligne horizontale de zones colorées (1,2,3,1,2,3...). La figure 2B illustre le cas où chaque bande photovoltaïque (2B1,2B2,2B3) est oblique et recouvre une ligne oblique de zones colorées (1,3,2,1,3,2..).
Afin d'augmenter la densité de la surface photovoltaïque, le pas Dx +Lj peut être divisé par un nombre entier sans modifier la qualité recherchée de l'image.
Suivant un autre mode de réalisation (Figure 3B), et toujours afin d'augmenter la densité de la surface photovoltaïque, les bandes photovoltaïques
(3B4,3B5,3B6) et (3B1,3B2,3B3) recouvrent à la fois des lignes de zones colorées horizontales (1,2,3,1,2,3...) et des lignes de zones colorées obliques (1,1,1,... 2,2,2... 3,3,3...).
Les figures 1C, 2C, 3C sont d'autres modes particuliers de réalisation d'un dispositif selon l'invention, dans lesquels le pas des bandes photovoltaïque Dxx + Lj est au moins cinq fois inférieur au pas Dp + Ip entre les lignes des espaces non colorés.
La figure 1C illustre ce mode particulier de réalisation dans le cas d'un réseau à maillage rectiligne de zones colorées. Les bandes photovoltaïques sont ici horizontales (ICI) mais elles pourraient aussi être verticales (non illustré).
Les figures 2C et 3C illustrent le cas d'un réseau à maillage oblique dans lequel les bandes photovoltaïques sont obliques (2C1,3C1) et/ou horizontales (3C2).
On décrit maintenant un exemple concret de réalisation :
Un dispositif selon l'invention est constitué d'une plaque photovoltaïque transparente rectangulaire de 80 x 60 mm et de 400 μιη d'épaisseur sur laquelle a été déposé un réseau de bandes photovoltaïques parallèles en couche mince de silicium amorphe. Les bandes photovoltaïques font Lj = 30 pm de large et sont espacées de Dx = 125 m, ce qui fait un réseau dont le pas vaut Dx + Lj = 155 im. Cette plaque photovoltaïque est positionnée sur un écran LCD de téléphone mobile dont les pixels sont agencés en un réseau rectiligne dont le pas vaut également 155 μπι, soit Dp = 130 μηη pour la largeur et la hauteur du pixel et Ip =25 μιτι pour la valeur de l'inter-pixel.
La valeur du pas pour le réseau de pixels et pour le réseau de bandes photovoltaïques étant identique, le positionnement de la plaque photovoltaïque devant l'écran du téléphone mobile ne provoque pas de détérioration des couleurs de l'image, seulement une baisse globale de sa luminosité de 20% correspondant au pourcentage de couverture surfacique des bandes photovoltaïques.
Cette absence de détérioration des couleurs de l'image se maintient même en cas de visualisation de l'écran sous des angles différents du fait que, suivant les caractéristiques de l'invention, la couverture globale des bandes photovoltaïques reste identique pour chacune des trois couleurs fondamentales de l'écran. Cette qualité d'image resterait identique même avec un pas deux fois moindre pour les bandes photovoltaiques, c'est-à-dire avec un pas de 77 μιτι correspondant à une largeur de bandes de Lj = 15 pm et des espacements Dx = 62 pm.
AVANTAGES DE L'INVENTION
En définitive l'invention répond bien aux buts fixés en augmentant la qualité visuelle d'une image lorsque celle-ci est positionnée derrière un réseau de bandes photovoltaiques selon les règles de l'invention, c'est-à-dire en dimensionnant et en positionnant lesdites bandes photovoltaiques d'une manière spécifique par rapport aux pixels et aux inter-pixels de l'image.
On s'aperçoit en outre que ce résultat est obtenu sans qu'il soit nécessaire d'interposer une optique entre les pixels de l'image et les bandes photovoltaiques pour diriger la luminosité de l'image autour des bandes photovoltaiques.
Par ailleurs, le principe et le dimensionnement du dispositif photovoltaïque selon l'invention sont indépendants du type d'image affichée, pour autant que celle-ci soit structurée en pixels selon un motif régulier. En particulier, lorsque le dispositif selon l'invention est associé à une image affichée sur un écran électronique, il ne dépend pas de la technologie d'écran ou de support d'image utilisée, et convient aussi bien aux écrans émissifs, par exemple de type LCD, qu'aux écrans réflectifs, et aux écrans couleurs, ou monochromes.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif comportant en superposition une surface fonctionnelle partiellement transparente (10) et un support d'image, ladite surface fonctionnelle partiellement transparente étant composée d'un ensemble de zones de transparence laissant apparaître une image et d'un ensemble de zones fonctionnelles opaques (11) disposées selon un premier motif régulier, l'image étant composée de pixels (Px) disposés selon un second motif régulier et dont au moins certains sont recouverts en tout ou partie par une zone fonctionnelle opaque, caractérisé en ce que lesdites zones fonctionnelles opaques (11) sont dimensionnées et sont disposées relativement aux pixels (Px) de manière à ce que ceux des pixels d'image (Px) qui sont recouverts par des zones fonctionnelles opaques (11), sont tous recouverts selon un recouvrement sensiblement identique en position et en surface.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones fonctionnelles opaques (11) sont des zones photovoltaïques utilisant un matériau photovoltaïque opaque. 3 - Dispositif photovoltaïque selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier motif régulier des zones photovoltaïques (11) définit un premier pas (15) constant entre des zones photovoltaïques consécutives, en ce que ledit second motif régulier des pixels (Px) définit un second pas (16) constant, et en ce que ledit premier pas (15) est soit égal audit second pas (16), soit constitue un sous-multiple dudit second pas (16).
4 - Dispositif photovoltaïque selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier pas (15) des bandes photovoltaïques adjacentes est au moins 5 fois plus petit que ledit second pas (16). 5 - Dispositif photovoltaique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'image est un écran émissif notamment de type LCD, les pixels de l'image étant constitués de zones de pixels colorées (R,V,B) ou de zones de pixels monochromes.
6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support d'image est un écran réflectif, notamment de type papier électronique, les pixels de l'image étant constitués de zones colorées ou monochromes réfléchissant la lumière ambiante.
7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones photovoltaïques (11) sont constituées par des bandes fonctionnelles parallèles (1B1,1B2,1B3) de largeur Lj délimitant des bandes de transparence de largeur Dx, et en ce que les zones colorées ou monochromes des pixels de l'image sont agencées selon des lignes séparées par des zones non colorées (1A1,1A2) formant des lignes parallèles de largeur Ip et espacées d'une distance Dp, lesdites bandes fonctionnelles (1B1,1B2,1B3) étant parallèles à au moins un réseau desdites lignes parallèles (1A1,1A2) formées par les zones non colorées. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distance (Dx
+ Lj) entre deux bandes fonctionnelles adjacentes est égale à ou est un sous- multiple de la distance (Dp + Ip) entre deux lignes consécutives de zones non colorées de l'image. 9 - Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites bandes fonctionnelles (11 ; 1B1,1B2,1B3) sont des bandes photovoltaïques actives sur une face ou sur deux faces, et sont composées d'un matériau semi-conducteur organique ou inorganique, et/ou d'une pluralité de couches minces. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pixels (Px) de l'image sont soit émissifs, du type rétro éclairés ou électroluminescents, soit réflectifs, du type imprimés ou composés de cristaux colorés (1,2,3) posés sur ou intégrés à des surfaces miroirs.
11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones non colorées de l'image forment des lignes droites horizontales (1A2, 2A2, 3A2) ou verticales (1A1) ou obliques (2A1,3A1) et/ou brisées (2A1,3A1).
12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inter-pixels situés entre les pixels (Px) ou entre les zones colorées ou monochromes des pixels, sont soit transparents, soit de couleur uniforme, soit blancs, soit noirs.
13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il combine des zones ou des bandes fonctionnelles de type photovoltaïque avec des zones ou des bandes fonctionnelles d'un autre type. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les zones ou bandes fonctionnelles d'un autre type sont des zones ou bandes électriquement conductrices aptes à former une antenne électromagnétique.
15 - Ecran pour dispositif électronique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
16 - Ecran selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est de type réflectif de la lumière ambiante, les zones ou bandes fonctionnelles (11), de type photovoltaïque ou non, sont disposées au-dessus d'une image constituée par des pixels aptes à réfléchir la lumière ambiante.
FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91) ISA/EP 17 - Ecran selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est de type émissif de lumière, les zones ou bandes fonctionnelles(ll) étant disposées au-dessus d'une image constituée par des pixels rétro éclairés ou luminescents. 18 - Appareil électronique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ou un écran selon l'une des revendications 15 à 17.
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