EP2984682A1 - Dispositif pour éclairer ou rétro-éclairer une image placée devant ou derrière un panneau solaire - Google Patents

Dispositif pour éclairer ou rétro-éclairer une image placée devant ou derrière un panneau solaire

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Publication number
EP2984682A1
EP2984682A1 EP14725210.0A EP14725210A EP2984682A1 EP 2984682 A1 EP2984682 A1 EP 2984682A1 EP 14725210 A EP14725210 A EP 14725210A EP 2984682 A1 EP2984682 A1 EP 2984682A1
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EP
European Patent Office
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image
plate
sub
light
transparent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14725210.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Joël GILBERT
Olivier Gagliano
Badre KERZABI
Robert MONTEILLIER
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Sunpartner Technologies SAS
Original Assignee
Sunpartner Technologies SAS
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to devices for illuminating partially transparent images that are positioned in front of or behind a solar panel.
  • the document WO200785721 relates to an optical system that makes it possible to visualize an image on the surface of a solar panel without this image preventing direct solar rays that must reach the solar panel. It consists of a solar panel, a lenticular surface formed of rectilinear lenses and a transparent film on which is printed an image which has been erased rectilinear strips parallel to the longitudinal axis of the lenses. At certain viewing angles an observer will only see the image bands while at other angles of incidence the sun's rays will pass through the transparent bands and will reach the active surface of the solar collector.
  • these images because they are necessarily semi-transparent to light, or because they are positioned behind a solar panel, can not be illuminated by conventional lighting because these lights would remain either inefficient or not would not be sufficiently transparent to solar radiation, the goal being that the lighting device intercepts only a small part of the sunlight that illuminates the solar panel.
  • Document WO2011 / 114262 also discloses a photovoltaic device that enables both the conversion of light energy into electrical current and the illumination of an image, by superposition of photovoltaic elements some of which are dedicated to the function of current generation and others dedicated to displaying information. The effectiveness of the device can be increased by a set of reflectors to obtain a concentration effect of the light energy.
  • this document does not describe optical means for obtaining, in a simple manner and with the aid of a single photosensitive layer, a combination of current generation by photovoltaic effect and illumination of an image printed on or affixed against a support.
  • the main purpose of the invention is therefore to improve the illumination of an image which is either positioned behind a semi-transparent solar panel or of a semi-transparent image which is placed in front of a solar panel, while ensuring that that said lighting device does little to obstruct the solar rays that pass through it. Indeed solar radiation that passes through the image or solar panel must also activate the solar panel with minimal loss to continue to generate significant electrical energy.
  • the device according to the invention therefore also aims to present the smallest possible obstacle to this incident solar radiation, since it is at the origin of the expected energy production.
  • Another aim of the device according to the invention will be to reduce the electrical intensity which is necessary for the illumination of the image, so the consumption overall electric light source used to illuminate the image in front of or behind the solar panel, which will include design of illuminated image display devices, while being energy-independent.
  • the invention comprises a light source, preferably an artificial one, and a device or transparent plate provided with optical means able to redirect this light towards the front of an image placed behind or in front of a solar panel. modifying only very little the amount of sunlight received by said solar panel.
  • image printed on a transparent plate designates in a general manner and to simplify the presentation, bringing the pixels of the image into contact with a transparent plate, without limitation to a particular technology for producing the image. whether it's an impression or some other technology.
  • the image may also be by extension an electronic image to the extent that it comprises at least one surface able to come into contact with one of the faces of said transparent optical plate.
  • the image can then be for example LCD, LED, OLED, Plasma, electronic ink (called “e-ink”) or electrophoretic ink.
  • the device according to the invention comprises a solar panel and a transparent optical plate on which is formed an image, for example by printing, so that there is no air gap between the transparent optical plate and the image.
  • Said printed plate is positioned behind or in front of the active surface of the solar panel and comprises a multitude of image areas which may be totally opaque or partly transparent or totally transparent to sunlight, it being understood that different image areas may be of different transparency.
  • a light source is positioned at the periphery of the optical plate and illuminates the wafer of said plate to propagate the light in its thickness.
  • the plate then plays the role of waveguide for the light which can not leave the plate only by its edges and by the image areas that are printed on one of the faces of the plate. Indeed the pixels or the ink printed on one of the faces of the plate has a refractive index close to that of the plate which allows the light to penetrate this ink and diffuse its color. Thus, the image areas will be illuminated without the transparent optical plate or the lighting system blocking incident solar radiation.
  • the various components of the preceding basic device can be combined with one another so as to create characteristics that are able to improve the visual effects sought, in particular able to improve the illumination of the image as a function of its position relative to the solar sensor. .
  • the subject of the invention is therefore a solar device, a device comprising a solar panel, a transparent plate acting as a light guide, an image composed of a multitude of opaque or semi-transparent image zones separated by zones of total transparency or micro holes which reveal said solar panel, said image being printed on or arranged directly against said transparent plate, and a light source propagating its light in the thickness of said transparent plate, characterized in that said transparent plate comprises means optical arranged to redirect to the image areas most of the light injected by said light source (4). In this way, the image being illuminated becomes much more visible.
  • the image is illuminated without there being any air gap between the light source and the image, so that almost all the light transmitted by the light source will illuminate the image. .
  • the image lighting device does not disturb the transmission of sunlight to the solar collector.
  • the transparent plate is located in front of the image, and the latter is located in front of the solar panel from the point of view of an observer or ambient light.
  • the image is located in front of the transparent plate, and it is located in front of the solar panel.
  • the transparent plate and the image are located behind the solar panel, the latter then being semi-transparent, or provided with micro-holes which pass some of the ambient light towards the image.
  • said optical means are situated on the front face and / or on the rear face of said transparent plate and comprise micro lenses and / or optical micro structures configured in such a way that the light that passes through the inside of said transparent plate preferably in the direction of the image areas, and in an angular range which substantially corresponds to the angular range of observation of the device by the observer. In this way, only or mainly the image bands are illuminated, which become visible by the observer even at night, without illuminating the solar panel.
  • the micro structures of the transparent plate are constituted by prisms or grooves arranged in the transparent plate.
  • the total area of said micro structures is less than 10% of the total area of transparent plate.
  • the transparent plate is composed of two sub-plates, namely a first sub-plate having its front face structured by an array of convex lenses, rectilinear and parallel to each other, and a second sub-plate.
  • plate with parallel faces positioned in front of the first sub-plate, that is to say between the first sub-plate and an observer or the sun, and this second sub-plate having its front face, its rear face, or both faces structured optically by micro-structures, the light of said light source being directed towards a lateral edge of the first sub-plate and / or of the second sub-plate, but preferably towards a lateral edge of the second subplate.
  • the micro structures of the second sub-plate are configured so that the light which is injected into the second sub-plate by the lighting light source is diffused preferentially towards the lenses of the second sub-plate. first sub-plate, and this under an angle such that said lenses redirect the light to the image areas without reaching the solar panel. In this way, the observer sees the image, without being disturbed by a partial vision of the solar panel.
  • the lenses of the first sub-plate are configured so that a part of the ambient light, in particular the sunlight, is directed by the lenses essentially towards the zones of transparency. total image, so as to illuminate the photovoltaic panel and produce electricity.
  • the surfaces of the two sub-plates are in contact and these contacts form optical lines through which the light which propagates in the thickness of the second sub-plate can pass to then spread its radiation towards the image and more particularly towards the image bands, in order to illuminate said image or said image bands by the front.
  • the solar panel is positioned behind the transparent plate and said image is generally semi-transparent and is composed of a multitude of image zones, possibly themselves opaque, which are printed on the rear face of the image.
  • plate said image areas being in the form of parallel strips spaced by bands of total transparency
  • the front face of the plate being optically structured by an array of rectilinear, convex and parallel lenses, the longitudinal axis of the lenses being parallel to the image bands so that each lens corresponds to an image band close to its focal plane
  • the illumination of the front of the image zones being done by a light which runs through the inside of the transparent plate, this light being injected by the edge of the one of the two sides of the plate which is perpendicular to the longitudinal axis of the lenses.
  • the solar panel is positioned behind the transparent plate composed of two sub-plates, a first sub-plate being structured on its front face by an array of convex lenses, rectilinear and parallel to each other, said image being composed of a multitude of image areas printed for a first part at the back of this first sub-plate in the form of parallel strips spaced by bands of total transparency and for a second part on a second parallel-face transparent sub-plate positioned in front of said first sub-plate, said first part of the printed image being of preferably opaque and preferably white (support white), said second portion of the printed image (colored portion) being composed of a multitude of semi-transparent image areas, preferably without the support white, this second part of the image being printed on the front face or on the rear face of said second sub-plate, the illumination of said first part of the image zones being done by a light which is injected by the edge of one of the two sides of the first sub-plate which is perpendicular to the longitudinal axis of the lenses.
  • the second part of the image is also illuminated by a light which is injected by the wafer of at least one of the four sides of said second sub-plate and which runs through the interior of the second sub-plate.
  • the first sub-plate including the printed image strips and possibly the lateral lighting device of said first sub-plate, are integrated in a front window. solar panel protection, or replace this front glass.
  • said transparent plate or said first and second sub-plates are covered with a transparent protective film of low refractive index in order to increase the efficiency of the light-guiding effect.
  • the solar panel may be of different types or forms, for example include a photovoltaic solar collector, thermal or mixed, flat or curved, rigid or flexible.
  • the solar panel is a photovoltaic panel and its rear face is reflective, for example by using the rear electrode of the photovoltaic cells when it is metallic, in particular of aluminum, silver or copper type.
  • the device dimensions is not related to particular dimensions, it is independent of the thickness of photovoltaic cells, plate, sub-plates, lenses, pixels or components of the lighting, these dimensions being able to be miniaturized up to about 100 microns.
  • the light source of illumination is preferably configured to inject into the transparent plate a collimated light, and which is injected into the transparent plate or into one or the other of the sub-plates at an angle of less than 30 ° by relative to the reflection surfaces of the plates. In this way, it is ensured that the light diffused into the plate only comes out at the level of the optical means intended to be efficiently directed towards the image.
  • the transparent plate consists of a sheet of optical fibers of different colors having the property of diffusing light on the surface.
  • the transparent plate is rigid or flexible, synthetic material, organic or mineral.
  • the light source is of variable nature, it can be solar or artificial, of any color and of any nature such as a filament lamp, LED, OLED, Fluo, Laser, Neon.
  • the image can also be of variable nature.
  • it When it is semi-transparent, it consists for example of colored pixels composed of inks, UV inks, or ink with metallic or phosphorescent additives so that the light is absorbed by one of the front or rear faces pixels, then re-emits on the other side of the pixels possibly with another color.
  • the illuminated image may be an electronic image, fixed or animated, for example of LCD, OLED, Plasma, and its support preferably has a surface capable of being put in direct contact with the transparent plate to avoid optical losses in air knives.
  • Another particular case is that in which the photovoltaic electrical energy produced by the device supplies the lighting of the image in real time, without resorting to a device for storing electrical energy, and therefore without batteries, accumulators or capacitors.
  • This self-powered power supply will not only serve a night lighting but daylighting, for example to improve the brightness of the image and increase its visibility.
  • Figure 1 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of opaque areas and is positioned in front of the solar panel.
  • Figure 2 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of semi-transparent image areas and is positioned in front of the solar panel.
  • Figure 3 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of semi-transparent image areas and is positioned behind the solar panel.
  • FIG. 4 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of opaque image areas, and the transparent plate is a lenticular plate, the assembly being positioned behind a semitransparent solar panel.
  • FIG. 5 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of semi-transparent image areas, and the transparent plate is a lenticular plate, the assembly being positioned behind a semi-transparent solar panel.
  • FIG. 6 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the image consists of semi-transparent image areas and the solar panel is also semi-transparent, the two surfaces being in contact with the in front of the backlight plate and in contact with the back of a lenticular surface.
  • FIG. 7 is a perspective diagram of the device according to the invention when the image consists of image bands printed on a lenticular plate, the image and the plate being positioned in front of the solar panel.
  • Fig. 8 is a cross-sectional diagram of the device of Fig. 7, showing that the illumination light of the image is redirected mainly to the observer.
  • FIG. 9 is a cross-sectional diagram of a preferred variant of the device of FIG. 7 in which the illumination front of the image is made by a plate consisting of two optically structured sub-plates.
  • FIG. 9A and 9B are enlargements of Fig. 9 showing the optical paths of sunlight (Fig. 9A) and illumination light (Fig. 9B).
  • FIG. 10 is a perspective diagram of the device according to the invention when part of the image consists of opaque image bands printed on a first sub-plate which is lenticular and when a second part of the image is semi transparent and printed on a second sub-plate, the two sub-plates and the image being positioned in front of the solar panel.
  • FIG. 11 is a cross-sectional diagram of the device of FIG. 10 which shows that an observer placed in front of the image will see the superposition of the transparent image of the second sub-plate with the opaque image bands of the first sub-plate. plate.
  • Figure 12 is a cross-sectional diagram of the device according to the invention when the transparent plate consists of a multitude of colored optical fibers placed in front of the solar panel.
  • FIG. 1 illustrates the device when it comprises a solid solar panel (1), a transparent plate (2) and an image (3) which is composed of a multitude of opaque image zones separated by zones of total transparency.
  • the image (3) to be illuminated is printed on the rear face of the transparent plate (2).
  • Said plate (2) is positioned in front of the solar panel
  • the light from the source (4) (which will be designated for simplicity by the light (4)) and which runs through the inside of the plate (2) illuminates the face of the image areas (3) which is turned towards the plate (2), this light diffuses in all directions and emerges mainly towards the front of said plate (2), thus towards the observer (5).
  • the light (4) running through the interior of the plate (2) does not emerge from the areas of total transparency of the image, which is a power gain in this lighting. Indeed a lighting that would be outside the plate
  • FIG. 2 illustrates the device according to the invention when it comprises a solid solar panel (1), a transparent plate (2) and an image (3) which is composed of a multitude of semi-transparent image zones, possibly separated by areas of total transparency.
  • the image (3) is printed on the front face of the transparent plate (2).
  • Said plate (2) is positioned in front of the solar panel (1) so that its printed face is on the opposite side to that facing the solar panel (1).
  • the image (3) is printed on the side of the observer (5).
  • the light (4) which traverses the interior of the plate (2) illuminates from the rear the image areas (3) which are semi-transparent so that a part of the light (4) passes through said zones images and diffuse in all directions outside the plate (2), mainly to the front, so to the observer (5).
  • the light (4) running through the inside of the plate (2) does not emerge from the zones of total transparency of the image, which constitutes a gain in power with respect to this illumination. Indeed a backlight placed between the solar panel (1) and the plate (2) printed would have seen some of its light pass through the transparency spaces total without illuminating the semi-transparent image areas, which in addition to wasted energy, would dazzle the observer who would see less image (3).
  • FIG. 3 illustrates the device when it comprises a semi-transparent solar panel (6), a transparent plate (2) and an image (3) composed of a multitude of semi-transparent image zones, possibly separated by zones of total transparency.
  • the image (3) is printed on the front face of the transparent plate (2).
  • Said plate (2) is positioned behind the solar panel (6) so that its printed face is on the side of the solar panel (6).
  • the solar panel (6) is rendered semitransparent, for example by means of a network of holes or a network of transparent strips through which the light emitted by the image areas (3) which are backlit passes.
  • FIG. 4 illustrates the device when it comprises a semitransparent solar panel (6), a transparent plate (2) and an image (3) composed of a multitude of image zones that are preferably completely opaque, possibly spaced apart by image zones. transparent.
  • the image (3) is printed on the back side of the transparent plate (2).
  • Said plate (2) is positioned behind the solar panel (6) with its printed face which is opposite to that facing the solar panel (6).
  • the front face and / or the rear face of the plate (2) is optically structured, preferably by an array of micro lenses (13), scratches, or prisms, so that the light (4) passing through said plate (2) and which is diffused by the image (3) emerges from this front face and in a preferential direction.
  • the solar panel (6) is semi-transparent, for example by means of a network of micro-holes or a network of transparency strips.
  • the light emerging from the front of the plate (2) is preferably directed towards the holes or bands of transparency of the solar panel (6) and is perceived by the observer (5).
  • FIG. 5 illustrates the device when it comprises a semi-transparent solar panel (6), a transparent plate (2) and an image (3) composed of a multitude of semi-transparent image zones, possibly spaced apart by zones of total transparency.
  • Said plate (2) is positioned behind the solar panel (6) with its printed side which is on the side of the solar panel (6).
  • the front face and / or the rear face of the plate (2) is optically structured, preferably by a network of microlenses (13), stripes, or prisms, so that the light (4) that leaves through this optical structure (13) projects in a preferred direction before passing through said semi-transparent image areas (3).
  • the solar panel (6) is semi-transparent, for example by means of a network of micro-holes or a network of transparency strips.
  • the light (4) issuing from the front of the plate (2) and which passes through the image zones (3) is preferentially directed towards the orifices or strips of transparency of the solar panel (6) and is perceived by the observer (5). ), so that the image (3) is seen by backlighting.
  • FIG. 6 illustrates a variant of the preceding device (FIG. 5) when the optical array of micro lenses (10), stripes or prisms, is placed in front of the semi-transparent solar panel (6) and in front of the image (3).
  • the image carrier (3) is in contact with the front of the plate (2) and the image is backlit by the light (4) which propagates inside said plate (2), then the light which has passed through the image (3) then passes through the orifices made in the solar panel (6).
  • the optical array of lenses (10) makes it possible to preferentially redirect the light emitted by the image towards the observer (5) and to preferentially redirect the sunlight towards the solar cells, in particular to the photovoltaic cells thereof if the solar collector is a photovoltaic sensor.
  • An option of this variant (not shown) consists in positioning the image zones (3) in front of the orifices made in the photovoltaic panel or film (6), the latter having been deposited on a transparent support forming the plate (2) at the moment of its manufacture, so that said transparent support (2) serves as a plate (2) and acts as a light guide for the device.
  • Figures 7 and 8 illustrate the device when it comprises a solid solar panel (1) positioned behind the transparent plate (2) and a semi-transparent image which is composed of a multitude of optionally opaque image zones (8) which are printed on the rear face of the plate (2), said image zones (8) being in the form of parallel strips spaced by strips (9) of total transparency.
  • the front face of the plate (2) is optically structured by an array of lenses (10) rectilinear, convex and parallel.
  • the longitudinal axis of the lenses (10) is parallel to the image bands (8) so that each lens corresponds to an image band close to the focal plane of the lens.
  • the illumination of the front of the image zones (8) is done by a light (4) running through the inside of the plate (2), this light being injected by the edge of one of the two sides of the plate (2). ) which is perpendicular to the longitudinal axis of the lenses (10).
  • This characteristic allows the light (4) to propagate substantially parallel to the longitudinal axis of the lenses (10), which limits the angles of incidence on the internal surface of the lenses to a value of less than 45 °. (10) and thus causes the total reflection of the light (4) even within said lenses (10).
  • This characteristic of the lighting (4) allows a better result, because the efficiency of the propagation of the light (4) inside the plate (2) would not be maintained if the light (4) was injected by the edge of one of the other two sides of the plate (2).
  • Figure 9 is a preferred variant of the previous combination ( Figure 8) in which the transparent plate (2) is composed of two sub-plates (7, 12).
  • the first sub-plate (7) has its front face structured by an array of lenses (10) convex, rectilinear and parallel to each other.
  • the second sub-plate (12) is parallel-facing and is positioned in front of the first sub-plate (7) (ie on the side of an observer looking at the device, or on the side of the illuminating sun). the device).
  • the second sub-plate (12) has one or both optically structured faces in such a way that the lumen (4) running internally through said second sub-plate (12) is diffused (15) and preferably collimated towards the lenses ( 10) of the first sub-plate (7).
  • the second sub-plate (7) comprises microstructures (13), for example in the form of prism-shaped grooves, the geometry of which is calculated so that the light reflected by said microstructurations proceeds from the first sub-plate.
  • plate (7) substantially in an angular range corresponding to the angular range in which an observer placed in front of the device is likely to see the image bands (8).
  • FIGS. 9A, 9B The optical paths of sunlight and light from the artificial source (4) are shown in more detail in FIGS. 9A, 9B.
  • the light source (4) is not lit, only a light external to the device, for example sunlight (17), strikes the device. It passes through the second sub-plate (12), then reaches the lenses (10) of the first sub-plate.
  • the lenses (10) are dimensioned on the one hand so that most of the sunlight converges preferentially to the zones (9) of total transparency, so that the sunlight (17) reaches the photovoltaic sensor (1) without substantially touching the image areas (8), and on the other hand for an observer (5) placed in front of the device to essentially see the light rays (18) reflected by the image areas (8), and not to see the photovoltaic sensor (1).
  • the light source (4) is lit, which is useful especially at night, or when the ambient lighting is weak. Without the artificial lighting (4), the image (3) would not be very visible.
  • the light from (4) propagates in the first sub-plate (12) which acts as a waveguide, and falls on the microstructures (13) thereof. These microstructures (13) are calculated to deflect the light (4) along the rays (19), in the direction of the image areas (8), which being illuminated, are then visible by the observer according to the light rays (18).
  • the light source (4) must itself be collimated, and be provided in the transparent plate (2) or in one or other of its sub-plates (7). 12) preferably at an angle of less than about 30 ° to their surfaces.
  • the rear face of the first sub-plate (7) is in contact with a semi-transparent image (3), for example image strips (8) positioned opposite and in parallel with each of the lenses. (10) and spaced apart by strips of total transparency (9), so that the sunlight passing through the two sub-plates (7, 12) is preferably directed towards the strips of total transparency (9) and illuminates the panel solar (1) which is positioned behind the two sub-plates (7,12) and the image (3).
  • a semi-transparent image (3) for example image strips (8) positioned opposite and in parallel with each of the lenses. (10) and spaced apart by strips of total transparency (9), so that the sunlight passing through the two sub-plates (7, 12) is preferably directed towards the strips of total transparency (9) and illuminates the panel solar (1) which is positioned behind the two sub-plates (7,12) and the image (3).
  • An additional variant consists in causing the surfaces of the two sub-plates (7, 12) to touch one another, so that the apices of the lenses (10) of the first sub-plate touch the adjacent face of the second sub-plate (12). .
  • the contacts (14) between the first sub-plate (7) and the second sub-plate (12) then form optical lines through which the light (4) propagates in the thickness of the second sub-plate (12). ) can pass by diffusing its radiation to the image (3) and more particularly to the image bands (8), which is an effective way to illuminate from the front said image (or said image bands).
  • Figures 10 and 11 illustrate the device according to the invention when it comprises a solar panel (1) which is positioned behind a transparent plate (2) having a first sub-plate (7) structured on its front face by a network of lenses (10) convex, rectilinear and parallel to each other.
  • the image is composed on the one hand by a multitude of image areas (8) and on the other hand by image areas (11).
  • the image areas (8) are printed at the rear of this first sub-plate (7) in the form of parallel image bands (8) spaced by bands of total transparency (9).
  • the image areas (11) are printed on a second parallel face transparent sub-plate (12) positioned in front of the first sub-plate (7).
  • the first part of the printed image (8) is preferably opaque and may constitute, for example, the white of the image.
  • the second part of the printed image is composed of a multitude of semi-transparent image areas (11), preferably without the supporting white which is usually the under layer that increases the color contrast.
  • This second part (11) of the image can be printed on the front face or the rear face of the second sub-plate (12).
  • the illumination of the first part (8) of the image areas is done by a light (4) running through the interior of the first sub-plate (7) and / or the inside of the second sub-plate (12). .
  • the light (4) is injected by the edge of one of the two sides of the first sub-plate (7) which is perpendicular to the longitudinal axis of the lenses and / or by the edge of at least one of the four sides of the second sub-plate (12).
  • This characteristic allows the light (4) to propagate substantially parallel to the longitudinal axis of the lenses (10), which limits the angles of incidence to the inner surface of the lenses to a value of less than 45 °. (10) and thus causes the total reflection of light even inside said lenses (10).
  • This characteristic is interesting because the efficiency of the propagation of light (4) inside the first sub-plate (7) would not be maintained if the light (4) was injected by the edge of one of the two other sides of the lenticular subplate (7).
  • Each image band (8) which is illuminated in this manner diffuses a light inside the first sub-plate (7) and emerges through the lenses (10) in the direction of the second sub-plate (12). The light then passes through the second part (11) of the image which is printed on the second sub-plate (12) and is finally perceived by the observer (5) as the superposition of the first part (8) of the image and the second part (11) of the image.
  • the observer (5) will see a reconstructed image of good quality that will be partly reflective and partly emissive.
  • the sunlight will be little absorbed by the second part (11) of the image because it will be very transparent since printed without the white of support, and the sunlight will be very little absorbed by the first part (8) of the image because the lenses (10) will deflect solar radiation between the image bands (8), through the strips (9) whose transparency is total.
  • the first lenticular sub-plate (7) including the printing of the image bands (8), and optionally including, where appropriate, the artificial lateral illumination device of said first sub-plate ( 7), are integrated on the front face of said solar panel (1), that is to say that this first sub-plate (7) is glued to the front protective glass of said solar panel (1) or possibly replace it this.
  • Fig. 12 illustrates the illumination device when the solar panel (1) is placed behind a plate (2) which is composed of a plurality of optical fibers (16).
  • These optical fibers (16) have the property of diffusing the light (4) through their wall which makes them bright (18).
  • these optical fibers (16) consist of transparent materials, the sunlight (17) passing through them transversely is poorly absorbed, which allows the solar panel (1) to remain illuminated by the daylight (17) even when said solar panel (1) is covered by these optical fibers (16).
  • These optical fibers (16) are traversed by lights (4) of different colors and are positioned on the surface of the solar panel (1) to form colored light patterns which therefore remain transparent to daylight (17) and visible by the observer (5).
  • FIG. 1 A first embodiment according to the embodiment of FIG. 1
  • 1 comprises a rectangular photovoltaic solar panel (1) 72 cm x 116 cm with a power of 100 W and a plate (2) made of PMMA of the same dimensions and 8 mm thick, one of whose faces has been printed with an image (3) comprising a multitude of zones of total transparency of hexagonal shape and an average diameter of 4 mm.
  • the total area of the transparent areas represents 40% of the total area of the solar panel (1).
  • a strip of light-emitting diodes whose light beam (4) is directed towards the thickness of the plate so that said light (4) penetrates into the thickness of said plate.
  • the face opposite the image (3) is structured with micro scratches parallel to each other whose density is progressively increasing. in such a way that the light propagating inside the plate and reflected by these optical micro-structures is preferably redirected towards the image (3).
  • the plate (2) is positioned in front of the active face of the solar panel (1) with the face on which the image positioned on the side of the solar panel (1) has been printed.
  • the lighting device illuminates the front of the image (3) thanks to the LED light which propagates in the thickness of the plate and which diffuses in contact with the ink which is in contact with the back side of the plate.
  • the artificial light (4) which illuminates the front of the image (3) does not emerge through the spaces of total transparency because a blade of air of low refractive index is left between the printed plate (2) and the front window of the solar panel (1) which causes the total reflection of the said light at these locations.
  • the solar panel (1) well exposed to the sun provides an electric power of about 60 W, which corresponds to the calculated electrical power of the solar panel when the semi transparent image is positioned in front of him, but the lighting device of the image that includes the transparent plate and the diode array do not interfere with solar radiation which does not decrease the operating power of the solar panel.
  • a second exemplary embodiment according to the embodiment of FIGS. 10 and 11 uses the same solar panel (1) as the first example.
  • the plate (2) is composed of two sub-plates (7,12) made of PMMA, of substantially identical dimensions to that of the solar panel and 6 mm thick.
  • the first sub-plate (7) has its front face which is structured with convex rectilinear lenses (10) parallel to each other and the width of each lens is 2 mm, and the rear face of said first sub-plate (7) which is printed with white stripes (8) 1 mm wide so that each white strip (8) is parallel to the longitudinal axis of the lenses (10) and positioned in front of each of the lenses (10).
  • the white strips (8) were printed with a metal ink loaded with aluminum particles so as to make them very bright.
  • Two bars of light diodes (4) are positioned on each of the two sides of the sub-plate (7) which are perpendicular to the longitudinal axis of the lenses (10). This positioning of the entrance of the light (4) in the thickness of the plate (7) allows said light to propagate all along the plate (7) by multiple reflections on its surface, even at the level of the inner surface of the lenses (10).
  • the light (4) illuminates the white strips (8) which diffuse the light towards the front of this first sub-plate (7) and leaves the sub-plate (7) through the lenses (10).
  • a second sub-plate (12) is printed on its back side of an image (11) without the first layer of support blank which is usually applied beforehand. As a result, the image (11) is very transparent.
  • This second sub-plate (12) is positioned in front of the first sub-plate (7) which is itself positioned in front of the active surface of the solar panel (1).
  • the artificial lighting device illuminates the white strips (8) whose light is reflected towards the front of the first sub-plate (7) and therefore through the image ( 11). The observer will then see the image (11) which is backlit by the artificial light (4) which is reflected on the white stripes (8).
  • the invention responds well to the goals set by allowing the illumination of an image (3) which is either opaque and positioned behind a semi-transparent solar panel (6), or semi-transparent and placed in front of an opaque solar panel ( 1), so that the lighting device (2,4) makes little obstacle to the light which illuminates said solar panel (1).

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Abstract

L'invention concerne un dispositif comprenant un panneau solaire (1), une plaque transparente (2) faisant office de guide de lumière, une image (3) composée d'une multitude de zones image (8) opaques ou semi-transparentes séparées par des zones (9) de transparence totale ou des micro trous qui laissent apparaître ledit panneau solaire, ladite image (3) étant imprimée sur ou disposée directement contre ladite plaque transparente (2), et une source de lumière (4) propageant sa lumière dans l'épaisseur de ladite plaque transparente (2). Ce dispositif est notamment caractérisé en ce que ladite plaque transparente (2) comporte des moyens optiques (10,13) agencés pour rediriger vers les zones image (8) l'essentiel de la lumière injectée par ladite source de lumière (4).

Description

DISPOSITIF POUR ECLAIRER OU RETRO-ECLAIRER UNE IMAGE PLACEE DEVANT OU DERRIERE UN PANNEAU SOLAIRE
La présente invention se rapporte aux dispositifs qui permettent d'éclairer des images en partie transparentes qui sont positionnées devant ou derrière un panneau solaire.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La plupart des capteurs solaires thermiques ou photovoltaïques sont de couleur sombre, voire noire, afin de capturer le maximum de la lumière du soleil. Toutefois afin de diffuser une information visuelle positionnée sur leur surface ou afin de les rendre plus esthétiques et permettre leur meilleure intégration visuelle dans l'environnement, ou bien encore pour les rendre aptes à communiquer des images ou des messages visuels, lesdits capteurs ont intérêt à prendre des apparences de couleurs ou d'images variées et à ne plus apparaître uniformément noirs ou sombres.
Des techniques existent déjà qui permettent soit de rendre en partie transparent un capteur solaire photovoltaique de manière à ce qu'il laisse passer une partie de la lumière qu'il reçoit, soit de rendre en partie transparente une image qui le recouvre afin que le capteur solaire reçoive au moins une partie du rayonnement solaire.
Par ailleurs, le document WO200785721 se rapporte à un système optique qui permet de visualiser une image à la surface d'un panneau solaire sans que cette image fasse obstacle aux rayons solaires directs qui doivent atteindre le panneau solaire. Il est constitué d'un panneau solaire, d'une surface lenticulaire formée de lentilles rectilignes et d'un film transparent sur lequel est imprimée une image dont on a effacé des bandes rectilignes parallèles à l'axe longitudinal des lentilles. Sous certains angles de vision un observateur ne verra que les bandes image alors que sous d'autres angles d'incidence les rayons du soleil passeront au travers des bandes transparentes et atteindront la surface active du capteur solaire.
Ce document apporte une contribution décisive à l'intégration visuelle des panneaux solaires dans leur environnement. Mais il n'aborde pas le problème de l'éclairage de l'image affichée, qui peut s'avérer nécessaire dans certaines circonstances, par exemple la nuit, ou en conditions de mauvaise lumière ambiante.
En outre, ces images, parce qu'elles sont nécessairement semi-transparentes à la lumière, ou parce qu'elles sont positionnées derrière un panneau solaire, ne peuvent pas être éclairées par des éclairages classiques car ces éclairages resteraient soit peu efficaces, soit ne seraient pas suffisamment transparents au rayonnement solaire, le but étant que le dispositif d'éclairage n'intercepte qu'une faible partie de la lumière solaire qui éclaire le panneau solaire.
On connaît par ailleurs de par le document WO2011/114262 un dispositif photovoltaïque permettant à la fois la conversion d'énergie lumineuse en courant électrique et l'éclairage d'une image, par superposition d'éléments photovoltaïques dont certains sont dédiés à la fonction de génération de courant et d'autres dédiés à l'affichage d'une information. L'efficacité du dispositif peut être augmentée par un jeu de réflecteurs pour obtenir un effet de concentration de l'énergie lumineuse. Cependant, ce document ne décrit pas de moyens optiques pour obtenir, de manière simple et à l'aide d'une seule couche photosensible, une combinaison de génération de courant par effet photovoltaïque et d'éclairage d'une image imprimée sur ou apposée contre un support. BUT DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but principal d'améliorer l'éclairage d'une image qui est soit positionnée derrière un panneau solaire semi transparent, soit celui d'une image semi transparente qui est placée devant un panneau solaire, tout en faisant en sorte que ledit dispositif d'éclairage fasse peu obstacle aux rayons solaires qui le traversent. En effet le rayonnement solaire qui traverse l'image ou le panneau solaire doit aussi activer le panneau solaire avec le minimum de perte afin de continuer de générer de l'énergie électrique de façon significative. Le dispositif selon l'invention a donc aussi pour but de présenter le plus faible obstacle possible à ce rayonnement solaire incident, puisqu'il est à l'origine de la production d'énergie attendue.
Un autre but visé par le dispositif selon l'invention sera de diminuer l'intensité électrique qui est nécessaire à l'éclairage de l'image, donc la consommation électrique globale de la source lumineuse utilisée pour éclairer l'image devant ou derrière le panneau solaire, ce qui permettra notamment de concevoir des dispositifs d'affichage d'images éclairés, tout en étant autonomes d'un point de vue énergétique.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Dans son principe de base, l'invention comprend une source de lumière, de préférence artificielle, et un dispositif ou plaque transparente pourvue de moyens optiques aptes à rediriger cette lumière vers l'avant d'une image placée derrière ou devant un panneau solaire en ne modifiant que très peu la quantité de lumière solaire reçue par ledit panneau solaire.
Le terme « image imprimée sur une plaque transparente» désigne d'une manière générale et pour simplifier l'exposé, la mise en contact des pixels de l'image avec une plaque transparente, sans limitation à une technologie particulière de réalisation de l'image, qu'il s'agisse d'une impression ou d'une autre technologie.
L'image peut être aussi par extension une image électronique dans la mesure où elle comprend au moins une surface apte à se mettre en contact avec une des faces de ladite plaque optique transparente. L'image peut alors être par exemple de type LCD, LED, OLED, Plasma, encre électronique (dite « e-ink ») ou encre électrophorétique.
Dans sa version de base, le dispositif selon l'invention comprend un panneau solaire et une plaque optique transparente sur laquelle est formée une image, par exemple par impression, de manière qu'il n'y ait pas de lame d'air entre la plaque optique transparente et l'image. Ladite plaque imprimée est positionnée derrière ou devant la surface active du panneau solaire et comprend une multitude de zones image qui peuvent être totalement opaques ou en partie transparentes ou totalement transparentes à la lumière solaire, étant entendu que différentes zones image peuvent être de transparences différentes.
Une source de lumière est positionnée en périphérie de la plaque optique et éclaire la tranche de ladite plaque afin de propager la lumière dans son épaisseur. La plaque joue alors le rôle de guide d'onde pour la lumière qui ne pourra sortir de la plaque que par ses bords et par les zones image qui sont imprimées sur l'une des faces de la plaque. En effet les pixels ou l'encre imprimée sur une des faces de la plaque possède un indice de réfraction proche de celui de la plaque ce qui permet à la lumière de pénétrer cette encre et de diffuser sa couleur. Ainsi les zones images seront éclairées sans que la plaque optique transparente ni le système d'éclairage ne fassent obstacle au rayonnement solaire incident.
Les différents composants du dispositif de base précédent peuvent se combiner les uns aux autres de manière à créer des caractéristiques aptes à améliorer les effets visuels recherchés, notamment aptes à améliorer l'éclairage de l'image en fonction de sa position par rapport au capteur solaire.
L'invention a donc pour objet un dispositif solaire un dispositif comprenant un panneau solaire, une plaque transparente faisant office de guide de lumière, une image composée d'une multitude de zones image opaques ou semi-transparentes séparées par des zones de transparence totale ou des micro trous qui laissent apparaître ledit panneau solaire, ladite image étant imprimée sur ou disposée directement contre ladite plaque transparente, et une source de lumière propageant sa lumière dans l'épaisseur de ladite plaque transparente, caractérisé en ce que ladite plaque transparente comporte des moyens optiques agencés pour rediriger vers les zones image l'essentiel de la lumière injectée par ladite source de lumière (4). De cette manière, l'image étant éclairé devient bien plus visible. En outre, l'image est éclairée sans qu'il n'y ait de lame d'air entre la source de lumière et l'image, de sorte que quasiment toute la lumière transmise par la source de lumière va donc éclairer l'image. En outre, le dispositif d'éclairage de l'image ne perturbe pas la transmission de la lumière solaire au capteur solaire.
Plusieurs variantes de disposition relatives du panneau solaire, de l'image et de la plaque transparente pourvue de ses moyens optiques, sont possibles.
Selon une variante de réalisation du dispositif, la plaque transparente est située devant l'image, et celle-ci est située devant le panneau solaire du point de vue d'un observateur ou de la lumière ambiante.
Selon une autre variante de réalisation, l'image est située devant la plaque transparente, et celle-ci est située devant le panneau solaire. Selon une autre variante de réalisation, la plaque transparente et l'image sont situées derrière le panneau solaire, celui-ci étant alors semi-transparent, ou pourvu de micro trous qui laissent passer une partie de la lumière ambiante vers l'image.
Plusieurs variantes de réalisation existent en fonction de la localisation des moyens optiques de la plaque transparente. Selon une variante, lesdits moyens optiques sont situés en face avant et/ou en face arrière de ladite plaque transparente et comportent des micro lentilles et/ou des micro structures optiques configurées spécialement de manière que la lumière qui traverse l'intérieur de ladite plaque transparente en ressorte préférentiellement en direction des zones image, et ce dans une plage angulaire qui correspond sensiblement à la plage angulaire d'observation du dispositif par l'observateur. De cette manière, on éclaire uniquement ou principalement les bandes image, qui deviennent visibles par l'observateur même la nuit, sans éclairer le panneau solaire.
Selon l'invention, les micro structures de la plaque transparente sont constituées par des prismes ou des rainures aménagées dans la plaque transparente. De préférence, la surface totale desdites micro structures représente moins de 10% de la surface totale de plaque transparente.
Selon une variante avantageuse de l'invention, la plaque transparente est composée de deux sous-plaques, à savoir une première sous-plaque ayant sa face avant structurée par un réseau de lentilles convexes, rectilignes et parallèles entre elles, et une deuxième sous-plaque à faces parallèles positionnée devant la première sous-plaque, c'est-à-dire entre la première sous-plaque et un observateur ou le soleil, et cette deuxième sous-plaque ayant sa face avant, sa face arrière, ou ses deux faces structurée(s) optiquement par des micro structures, la lumière de ladite source de lumière étant dirigée vers un chant latéral de la première sous-plaque et/ou de la deuxième sous-plaque, mais de préférence vers un chant latéral de la deuxième sous-plaque.
Plus précisément, les micro structures de la deuxième sous-plaque sont configurées pour que la lumière qui est injectée dans la deuxième sous-plaque par la source de lumière d'éclairage soit diffusée préférentiellement vers les lentilles de la première sous-plaque, et ce sous un angle tel que lesdites lentilles redirigent la lumière vers les zones image sans atteindre le panneau solaire. De cette manière, l'observateur voit l'image, sans être perturbé par une vision même partielle du panneau solaire.
Afin d'assurer également un fonctionnement optimal du dispositif en lumière ambiante, les lentilles de la première sous-plaque sont configurées pour qu'une partie de la lumière ambiante, notamment la lumière solaire, soit dirigée par les lentilles essentiellement vers les zones de transparence totale de l'image, de manière à éclairer le panneau photovoltaïque et produire du courant électrique.
Selon une variante de réalisation avantageuse, les surfaces des deux sous- plaques sont en contact et ces contacts forment des lignes optiques par lesquelles la lumière qui se propage dans l'épaisseur de la deuxième sous-plaque peut passer pour ensuite diffuser son rayonnement vers l'image et plus particulièrement vers les bandes image, afin d'éclairer ladite image ou lesdites bandes image par le devant.
Selon un mode de réalisation du dispositif, le panneau solaire est positionné derrière la plaque transparente et ladite image est globalement semi transparente et est composée d'une multitude de zones image, éventuellement elles-mêmes opaques, qui sont imprimées sur la face arrière de la plaque, lesdites zones image étant en forme de bandes parallèles espacées par des bandes de transparence totale, la face avant de la plaque étant structurée optiquement par un réseau de lentilles rectilignes, convexes et parallèles, l'axe longitudinal des lentilles étant parallèle aux bandes image de sorte qu'à chaque lentille corresponde une bande image proche de son plan focal, l'éclairage du devant des zones images se faisant par une lumière qui parcourt l'intérieur de la plaque transparente, cette lumière étant injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la plaque qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif, le panneau solaire est positionné derrière la plaque transparente composée de deux sous-plaques, une première sous-plaque étant structurée sur sa face avant par un réseau de lentilles convexes, rectilignes et parallèles entre elles, ladite image étant composée d'une multitude de zones image imprimées pour une première partie à l'arrière de cette première sous-plaque sous forme de bandes parallèles espacées par des bandes de totale transparence et pour une deuxième partie sur une deuxième sous-plaque transparente à faces parallèles positionnée devant la dite première sous-plaque, ladite première partie de l'image imprimée étant de préférence opaque et de préférence blanche (blanc de soutien), ladite deuxième partie de l'image imprimée (partie colorée) étant composée d'une multitude de zones image semi transparentes, de préférence sans le blanc de soutient, cette deuxième partie de l'image étant imprimée sur la face avant ou sur la face arrière de ladite deuxième sous-plaque, l'éclairage de ladite première partie des zones images se faisant par une lumière qui est injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la première sous-plaque qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la deuxième partie de l'image est également éclairée par une lumière qui est injectée par la tranche d'au moins un des quatre côtés de la dite deuxième sous-plaque et qui parcourt l'intérieur de la deuxième sous-plaque.
Il peut être avantageux, par mesure de simplification de fabrication ou d'économie, que la première sous-plaque, y compris les bandes image imprimées et éventuellement le dispositif d'éclairage latéral de ladite première sous-plaque, soient intégrées à une vitre avant de protection du panneau solaire, ou remplacent cette vitre avant.
Selon une variante de réalisation, ladite plaque transparente ou lesdites première et deuxième sous-plaques sont recouvertes d'un film de protection transparent de faible indice de réfraction afin d'augmenter l'efficacité de l'effet de guidage de la lumière.
Le panneau solaire peut être de différents types ou formes, par exemple comporter un capteur solaire photovoltaïque, thermique ou mixte, plan ou courbe, rigide ou souple. Dans une variante avantageuse, le panneau solaire est un panneau photovoltaïque et sa face arrière est réfléchissante, par exemple en utilisant l'électrode arrière des cellules photovoltaïques lorsque celle-ci est métallique, notamment de type aluminium, argent ou cuivre. Il est à noter que le dispositif les dimensions n'est pas lié à des dimensions particulières, il est indépendant de l'épaisseur des cellules photovoltaïques, de la plaque, des sous-plaques, des lentilles, des pixels ou des composants de l'éclairage, ces dimensions pouvant être miniaturisées jusqu'à environ 100 microns.
La source de lumière d'éclairag est de préférence configurée pour injecter dans la plaque transparente une lumière collimatée, et qui est injectée dans la plaque transparente ou dans l'une ou l'autre des sous-plaques selon un angle inférieur à 30° par rapport aux surfaces de réflexion des plaques. De cette manière on assure que la lumière diffusée dans la plaque ne ressorte qu'au niveau des moyens optiques prévus pour être dirigée efficacement vers l'image.
Selon une variante de réalisation, la plaque transparente est constituée par une nappe de fibres optiques de couleurs différentes ayant la propriété de diffuser la lumière en surface.
Selon d'autres variantes, la plaque transparente est rigide ou souple, en matière synthétique, organique ou minérale.
La source de lumière est de nature variable, elle peut être solaire ou artificielle, de n'importe quelle couleur et de toutes natures comme par exemple une lampe à filament, à LED, OLED, Fluo, Laser, Néon.
L'image peut également être de nature variable. Lorsque qu'elle est semi transparente, elle est par exemple constituée de pixels colorés composés d'encres, d'encres UV, ou d'encre avec des additifs métalliques ou phosphorescents de sorte que la lumière soit absorbée par une des faces avant ou arrière des pixels, puis réémise sur l'autre face des pixels éventuellement avec une autre couleur.
En outre, l'image éclairée peut être une image électronique, fixe ou animée, par exemple de type LCD, OLED, Plasma, et son support comporte de préférence une surface apte à être mise en contact direct avec la plaque transparente afin d'éviter les pertes optiques dans des lames d'air.
Un autre cas particulier est celui où l'énergie électrique photovoltaique produite par le dispositif alimente l'éclairage de l'image en temps réel, sans recourir à un dispositif de stockage de l'énergie électrique, donc sans batteries, accumulateurs ou condensateurs. Cette auto alimentation électrique ne servira plus seulement à un éclairage nocturne mais à un éclairage de jour, par exemple pour améliorer la luminosité de l'image et augmenter sa visibilité.
L'invention est décrite maintenant plus en détail grâce aux figures indexées.
La figure 1 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones opaques et est positionnée devant le panneau solaire. La figure 2 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones image semi transparentes et est positionnée devant le panneau solaire.
La figure 3 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones image semi transparentes et est positionnée derrière le panneau solaire.
La figure 4 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones image opaques, et la plaque transparente est une plaque lenticulaire, l'ensemble étant positionné derrière un panneau solaire semi-transparent.
La figure 5 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones image semi transparentes, et la plaque transparente est une plaque lenticulaire, l'ensemble étant positionné derrière un panneau solaire semi transparent.
La figure 6 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de zones image semi transparentes et le panneau solaire est également semi transparent, les deux surfaces étant en contact avec le devant de la plaque de rétro éclairage et en contact avec l'arrière d'une surface lenticulaire.
La figure 7 est un schéma en perspective du dispositif selon l'invention lorsque l'image est constituée de bandes images imprimées sur une plaque lenticulaire, l'image et la plaque étant positionnées devant le panneau solaire.
La figure 8 est un schéma en coupe transversale du dispositif de la figure 7, qui montre que la lumière d'éclairage de l'image se redirige principalement vers l'observateur.
La figure 9 est un schéma en coupe transversale d'une variante préférée du dispositif de la figure 7 dans laquelle l'éclairage face avant de l'image se fait par une plaque constituée de deux sous-plaques structurées optiquement.
Les figures 9A et 9B sont des agrandissements de la figure 9 faisant apparaître les chemins optiques de la lumière solaire (figure 9A) et de la lumière d'éclairage (figure 9B). La figure 10 est un schéma en perspective du dispositif selon l'invention lorsqu'une partie de l'image est constituée de bandes image opaques imprimées sur une première sous-plaque qui est lenticulaire et lorsqu'une deuxième partie de l'image est semi transparente et imprimée sur une deuxième sous-plaque, les deux sous-plaques et l'image étant positionnées devant le panneau solaire.
La figure 11 est un schéma en coupe transversale du dispositif de la figure 10 qui montre qu'un observateur placé devant l'image verra la superposition de l'image transparente de la deuxième sous-plaque avec les bandes image opaques de la première sous-plaque. La figure 12 est un schéma en coupe transversale du dispositif selon l'invention lorsque la plaque transparente est constituée d'une multitude de fibres optiques colorées placées devant le panneau solaire.
La Figure 1 illustre le dispositif lorsqu'il comprend un panneau solaire plein (1), une plaque (2) transparente et une image (3) qui est composée d'une multitude de zones image opaques séparées par des zones de transparence totale. Dans ce mode de réalisation, l'image (3) à éclairer est imprimée sur la face arrière de la plaque (2) transparente. Ladite plaque (2) est positionnée devant le panneau solaire
(1) de sorte que sa face imprimée soit du côté du panneau solaire (1). En fonctionnement, la lumière issue de la source (4) (qu'on désignera pour simplifier par la lumière (4)) et qui parcourt l'intérieur de la plaque (2) éclaire la face des zones images (3) qui est tournée vers la plaque (2), cette lumière se diffuse dans toutes les directions et ressort principalement vers le devant de ladite plaque (2) donc vers l'observateur (5). La lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la plaque (2) ne ressort pas par les zones de transparence totale de l'image, ce qui constitue un gain de puissance quant à cet éclairage. En effet un éclairage qui serait extérieur à la plaque
(2) aurait vu une partie de sa lumière (4) passer au travers des espaces de transparence totale sans illuminer les zones image.
La Figure 2 illustre le dispositif selon l'invention lorsqu'il comprend un panneau solaire plein (1), une plaque transparente (2) et une image (3) qui est composée d'une multitude de zones image semi-transparentes, éventuellement séparées par des zones de transparence totale. Dans ce mode de réalisation, l'image (3) est imprimée sur la face avant de la plaque (2) transparente. Ladite plaque (2) est positionnée devant le panneau solaire (1) de sorte que sa face imprimée soit du côté opposé à celle qui est tournée vers le panneau solaire (1). L'image (3) est donc imprimée du côté de l'observateur (5). En fonctionnement, la lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la plaque (2) éclaire par l'arrière les zones images (3) qui sont semi-transparentes de sorte qu'une partie de la lumière (4) traverse lesdites zones images et se diffuse dans toutes les directions en dehors de la plaque (2), principalement vers le devant, donc vers l'observateur (5). La lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la plaque (2) ne ressort pas par les zones de transparence totale de l'image ce qui constitue un gain de puissance quant à cet éclairage. En effet un rétro éclairage placé entre le panneau solaire (1) et la plaque (2) imprimée aurait vu une partie de sa lumière passer au travers des espaces de transparence totale sans illuminer les zones image semi transparentes, ce qui en plus de l'énergie gaspillée, conduirait à éblouir l'observateur qui verrait donc moins bien l'image (3).
La Figure 3 illustre le dispositif lorsqu'il comprend un panneau solaire semi- transparent (6), une plaque transparente (2) et une image (3) composée d'une multitude de zones image semi-transparentes, éventuellement séparées par des zones de transparence totale. Dans ce mode de réalisation du dispositif, l'image (3) est imprimée sur la face avant de la plaque (2) transparente. Ladite plaque (2) est positionnée derrière le panneau solaire (6) de sorte que sa face imprimée soit du côté du panneau solaire (6). Le panneau solaire (6) est rendu semi-transparent par exemple grâce à un réseau de trous ou un réseau de bandes transparentes au travers desquels passe la lumière émise par les zones image (3) qui sont rétro éclairées.
La Figure 4 illustre le dispositif lorsqu'il comprend un panneau solaire semi transparent (6), une plaque transparente (2) et une image (3) composée d'une multitude de zones image de préférence totalement opaques, éventuellement espacés par des zones image transparentes. Dans ce mode de réalisation, l'image (3) est imprimée sur la face arrière de la plaque (2) transparente. Ladite plaque (2) est positionnée derrière le panneau solaire (6) avec sa face imprimée qui est du côté opposé à celui qui est en regard du panneau solaire (6). La face avant et/ou la face arrière de la plaque (2) est structurée optiquement, de préférence par un réseau de micro lentilles (13), de rayures, ou de prismes, de sorte que la lumière (4) qui traverse ladite plaque (2) et qui est diffusée par l'image (3) ressort par cette face avant et dans une direction préférentielle. Le panneau solaire (6) est semi- transparent, par exemple grâce à un réseau de micro trous ou un réseau de bandes de transparence. La lumière qui ressort par le devant de la plaque (2) se dirige préférentiellement vers les trous ou bandes de transparence du panneau solaire (6) et est perçue par l'observateur (5).
La Figure 5 illustre le dispositif lorsqu'il comprend un panneau solaire (6) semi-transparent, une plaque transparente (2) et une image (3) composée d'une multitude de zones image semi transparentes, éventuellement espacées par des zones de totale transparence. Cette fois l'image (3) est imprimée sur la face avant de la plaque (2) transparente. Ladite plaque (2) est positionnée derrière le panneau solaire (6) avec sa face imprimée qui est du côté du panneau solaire (6). La face avant et/ou la face arrière de la plaque (2) est structurée optiquement, de préférence par un réseau de micro lentilles (13), de rayures, ou de prismes, de sorte que la lumière (4) qui sort par cette structure optique (13) ressort dans une direction préférentielle avant de traverser lesdites zones image (3) semi transparentes. Le panneau solaire (6) est semi-transparent, par exemple grâce à un réseau de micro trous ou un réseau de bandes de transparence. La lumière (4) qui sort par le devant de la plaque (2) et qui traverse les zones image (3) se dirige préférentiellement vers les orifices ou bandes de transparence du panneau solaire (6) et est perçue par l'observateur (5), de sorte que l'image (3) est vue par rétro éclairage.
La Figure 6 illustre une variante du dispositif précédent (figure 5) lorsque le réseau optique de micro lentilles (10), rayures ou prismes, est placé devant de panneau solaire semi transparent (6) et devant l'image (3). Le support d'image (3) est en contact avec le devant de la plaque (2) et l'image est rétro éclairée par la lumière (4) qui se propage à l'intérieur de ladite plaque (2), puis la lumière qui a traversé l'image (3) traverse ensuite les orifices pratiqués dans le panneau solaire (6). Le réseau optique de lentilles (10) permet de rediriger préférentiellement la lumière émise par l'image vers l'observateur (5) et de rediriger préférentiellement la lumière du soleil vers les capteurs solaires, notamment vers les cellules photovoltaïques de celui-ci si le capteur solaire est un capteur photovoltaïque.
Une option de cette variante (non illustrée) consiste à positionner les zones image (3) devant les orifices pratiqués dans le panneau ou film photovoltaïque (6), celui-ci ayant été déposé sur un support transparent formant la plaque (2) au moment de sa fabrication, de sorte que ledit support transparent (2) serve de plaque (2) et joue le rôle de guide de lumière pour le dispositif.
Les Figures 7 et 8 illustrent le dispositif lorsqu'il comprend un panneau solaire plein (1) positionné derrière la plaque transparente (2) et une image semi transparente qui est composée d'une multitude de zones image (8) éventuellement opaques qui sont imprimées sur la face arrière de la plaque (2), lesdites zones image (8) étant en forme de bandes parallèles espacées par des bandes (9) de transparence totale. La face avant de la plaque (2) est structurée optiquement par un réseau de lentilles (10) rectilignes, convexes et parallèles. L'axe longitudinal des lentilles (10) est parallèle aux bandes image (8) de sorte qu'à chaque lentille corresponde une bande image proche du plan focal de la lentille. L'éclairage du devant des zones images (8) se fait par une lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la plaque (2), cette lumière étant injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la plaque (2) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles (10). Cette caractéristique permet à la lumière (4) de se propager d'une manière sensiblement parallèle à l'axe longitudinal des lentilles (10), ce qui limite à une valeur inférieure à 45° les angles d'incidence sur la surface interne des lentilles (10) et provoque donc la réflexion totale de la lumière (4) même à l'intérieur desdites lentilles (10). Cette caractéristique de l'éclairage (4) permet un meilleur résultat, car l'efficacité de la propagation de la lumière (4) à l'intérieur de la plaque (2) ne serait pas maintenue si la lumière (4) était injectée par la tranche de l'un des deux autres côtés de la plaque (2). Chaque bande image (8) qui est éclairée de cette manière par l'avant, c'est à dire en provenance du côté de l'observateur, diffuse une lumière à l'intérieur de la plaque (2)dans toutes les directions mais principalement dans la direction de l'observateur (5) en ce qui concerne la lumière (4) qui ressort par les lentilles (10).
La Figure 9 est une variante préférée de la combinaison précédente (Figure 8) dans laquelle la plaque transparente (2) est composée de deux sous-plaques (7,12). La première sous-plaque (7) a sa face avant structurée par un réseau de lentilles (10) convexes, rectilignes et parallèles entre elles. La deuxième sous-plaque (12) est à faces parallèles et est positionnée devant la première sous-plaque (7) (c'est-à-dire du côté d'un observateur qui regarde le dispositif, ou du côté du soleil qui éclaire le dispositif). La deuxième sous-plaque (12) comporte une ou ses deux faces structurées optiquement de telle manière que la lumière (4) qui parcourt intérieurement ladite deuxième sous-plaque (12), soit diffusée (15) et de préférence collimatée vers les lentilles (10) de la première sous-plaque (7). A cet effet, la deuxième sous-plaque (7) comporte des microstructurations (13), par exemple sous la forme de rainures en forme de prismes, dont la géométrie est calculée pour que la lumière réfléchie par lesdites microstructurations sorte de la première sous-plaque (7) sensiblement dans une plage angulaire correspondant à la plage angulaire selon laquelle un observateur placé devant le dispositif est susceptible de voir les bandes images (8).
Les chemins optiques de la lumière du soleil et de la lumière de la source artificielle (4) sont représentés plus en détail en figures 9A, 9B.
En figure 9A, la source de lumière (4) n'est pas allumée, seule une lumière externe au dispositif, par exemple la lumière solaire (17), frappe le dispositif. Elle traverse la deuxième sous-plaque (12), puis atteint les lentilles (10) de la première sous-plaque. Les lentilles (10) sont dimensionnées d'une part pour que l'essentiel de la lumière solaire converge de façon préférentielle vers les zones (9) de transparence totale, de sorte que la lumière solaire (17) atteint le capteur photovoltaïque (1) sans pratiquement toucher les zones d'image (8), et d'autre part pour qu'un observateur (5) placé devant le dispositif voie essentiellement les rayons lumineux (18) renvoyés par les zones image (8), et ne voie pas le capteur photovoltaïque (1).
En figure 9B, on a allumé la source de lumière (4), ce qui est utile notamment la nuit, ou lorsque l'éclairage ambiant est faible. Sans l'éclairage articificiel (4), l'image (3) ne serait plus très visible. La lumière issue de (4) se propage dans la première sous-plaque (12) qui fait office de guide d'ondes, et tombe sur les microstructurations (13) de celle-ci. Ces microstructurations (13) sont calculées pour dévier la lumière (4) selon les rayons (19), en direction des zones image (8), qui étant éclairées, sont alors visibles par l'observateur selon les rayons lumineux (18).
Il a été constaté que pour un fonctionnement optimal, la source de lumière (4) doit elle-même être collimatée, et être aménée dans la plaque transparente (2) ou dans l'une ou l'autre de ses sous-plaques (7,12) de préférence selon un angle inférieur à environ 30° par rapport à leurs surfaces.
Cela permet de mieux contrôler l'angle de sortie sous lequel la lumière issue de la source (4) est ré-émise vers l'image (3).
En outre, grâce à ses dispositions, l'essentiel de la lumière émise par la source lumineuse (4) est dirigée via les micro structures (13) et les lentilles (10) vers les bandes image (8) sans éclairer le panneau photovoltaïque (1), de sorte que la puissance électrique nécessaire pour générer l'éclairage de l'image est typiquement réduite, en comparaison des systèmes connus.
Comme visible en figure 9, la face arrière de la première sous-plaque (7) est en contact avec une image semi-transparente (3), par exemple des bandes image (8) positionnées en face de et en parallèle avec chacune des lentilles (10) et espacées par des bandes de transparence totale (9), de sorte que la lumière solaire qui traverse les deux sous-plaques (7,12) soit de préférence dirigée vers les bandes de totale transparence (9) et éclaire le panneau solaire (1) qui est positionné derrière les deux sous-plaques (7,12) et l'image (3).
Une variante supplémentaire consiste à faire se toucher les surfaces des deux sous-plaquès (7,12), de manière que le sommet des lentilles (10) de la première sous-plaque touchent la face adjacente de la seconde sous-plaque (12). Les contacts (14) entre la première sous-plaque (7) et la deuxième sous-plaque (12) forment alors des lignes optiques par lesquelles la lumière (4) qui se propage dans l'épaisseur de la deuxième sous-plaque (12) peut passer en diffusant son rayonnement vers l'image (3) et plus particulièrement vers les bandes image (8), ce qui constitue un moyen efficace d'éclairer par l'avant ladite image (ou les dites bandes image).
Les Figures 10 et 11 illustrent le dispositif selon l'invention lorsqu'il comprend un panneau solaire (1) qui est positionné derrière une plaque transparente (2) comportant une première sous-plaque (7) structurée sur sa face avant par un réseau de lentilles (10) convexes, rectilignes et parallèles entre elles. L'image est composée d'une part par une multitude de zones image (8) et d'autre part par des zones image (11). Les zones image (8) sont imprimées à l'arrière de cette première sous-plaque (7) sous forme de bandes image parallèles (8) espacées par des bandes de totale transparence (9). Les zones image (11) sont imprimées sur une deuxième sous-plaque (12) transparente à faces parallèles positionnée devant la première sous-plaque (7). La première partie de l'image (8) imprimée est de préférence opaque et peut constituer par exemple le blanc de soutient de l'image. La deuxième partie de l'image imprimée est composée d'une multitude de zones image (11) semi transparentes, de préférence sans le blanc de soutient qui constitue d'ordinaire la sous couche qui permet d'augmenter le contraste des couleurs. Cette deuxième partie (11) de l'image peut être imprimée sur la face avant ou la face arrière de la deuxième sous-plaque (12). L'éclairage de la première partie (8) des zones images se fait par une lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la première sous-plaque (7) et/ou l'intérieur de la deuxième sous-plaque (12). La lumière (4) est injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la première sous-plaque (7) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles et/ou par la tranche d'au moins un des quatre côtés de la deuxième sous-plaque (12). Cette caractéristique permet à la lumière (4) de se propager d'une manière sensiblement parallèle à l'axe longitudinal des lentilles (10), ce qui limite à une valeur inférieure à 45° les angles d'incidence à la surface interne des lentilles (10) et provoque donc la réflexion totale de la lumière même à l'intérieur desdites lentilles (10). Cette caractéristique est intéressante car l'efficacité de la propagation de la lumière (4) à l'intérieur de la première sous-plaque (7) ne serait pas maintenue si la lumière (4) était injectée par la tranche de l'un des deux autres côtés de la sous-plaque lenticulaire (7). Chaque bande image (8) qui est éclairée de cette manière diffuse une lumière à l'intérieur de la première sous-plaque (7) et ressort par les lentilles (10) dans la direction de la deuxième sous-plaque (12). La lumière traverse ensuite la deuxième partie (11) de l'image qui est imprimée sur la deuxième sous-plaque (12) et est perçue au final par l'observateur (5) comme la superposition de la première partie (8) de l'image et de la deuxième partie (11) de l'image.
Si la première partie de l'image (8) est constituée de bandes blanches opaques et si la deuxième partie (11) de l'image est constituée d'une image semi transparente sans le blanc de soutien, alors l'observateur (5) verra une image reconstituée de bonne qualité qui sera en partie réflective et en partie émissive. Dans cette combinaison la lumière solaire sera peu absorbée par la deuxième partie (11) de l'image car celle-ci sera très transparente puisque imprimée sans le blanc de soutien, et la lumière solaire sera très peu absorbée par la première partie (8) de l'image car les lentilles (10) vont dévier le rayonnement solaire entre les bandes image (8), au travers des bandes (9) dont la transparence est totale. Dans une variante de cette combinaison, la première sous-plaque lenticulaire (7), y compris l'impression des bandes image (8), et éventuellement y compris le cas échéant le dispositif d'éclairage artificiel latéral de ladite première sous-plaque (7), sont intégrés en face avant dudit panneau solaire (1), c'est-à-dire que cette première sous-plaque (7) est collée à la vitre avant de protection dudit panneau solaire (1) ou remplace éventuellement celle-ci.
La figure 12 illustre le dispositif d'éclairage lorsque le panneau solaire (1) est placé derrière une plaque (2) qui est composée d'une pluralité de fibres optiques (16). Ces fibres optiques (16) ont la propriété de diffuser la lumière (4) au travers de leur paroi ce qui les rend lumineuses (18). Par ailleurs ces fibres optiques (16) étant constituées de matériaux transparents, la lumière solaire (17) qui les traverse transversalement est peu absorbée, ce qui permet au panneau solaire (1) de rester éclairé par la lumière du jour (17) même lorsque ledit panneau solaire (1) est recouvert par ces fibres optiques (16). Ces fibres optiques (16) sont parcourues par des lumières (4) de couleurs différentes et sont positionnées à la surface du panneau solaire (1) pour former des dessins lumineux colorés qui restent donc transparents à la lumière du jour (17) et visibles par l'observateur (5).
EXEMPLES DE REALISATION
Un premier exemple de réalisation selon le mode de réalisation de la Figure
1 comprend un panneau solaire photovoltaïque (1) rectangulaire de 72 cm x 116 cm d'une puissance de 100 W et une plaque (2) en PMMA de mêmes dimensions et de 8 mm d'épaisseur dont une des faces a été imprimée d'une image (3) comprenant une multitude de zones de totale transparence de forme hexagonale et d'un diamètre moyen de 4 mm. La surface totale des zones de transparence représente 40% de la surface totale du panneau solaire (1).
En périphérie de la plaque (2), sur une des tranches de la plaque, est disposée une barrette de diodes électroluminescentes dont le faisceau de lumière (4) est dirigé vers l'épaisseur de la plaque de sorte que la dite lumière (4) pénètre dans l'épaisseur de la dite plaque. La face opposée à l'image (3) est structurée de micro rayures parallèles entre elles dont la densité est progressivement croissante de manière à ce que la lumière qui se propage à l'intérieur de la plaque et qui est réfléchie par ces micro structures optiques soit de préférence redirigée vers l'image (3).
La plaque (2) est positionnée devant la face active du panneau solaire (1) avec la face sur laquelle a été imprimée l'image positionnée du côté du panneau solaire (1).
Un observateur qui regarde l'image de jour, au travers de la plaque et à une distance de 5 mètres ne perçoit pas distinctement les zones de totale transparence mais seulement l'image (3) qui est éclairée par la lumière solaire ambiante. De nuit, le dispositif d'éclairage selon l'invention illumine le devant de l'image (3) grâce à la lumière des LED qui se propage dans l'épaisseur de la plaque et qui se diffuse au contact de l'encre qui est en contact avec la face arrière de la plaque. La lumière artificielle (4) qui éclaire le devant de l'image (3) ne ressort pas au travers des espaces de totale transparence car une lame d'air d'indice de réfraction faible est laissée entre la plaque imprimée (2) et la vitre avant du panneau solaire (1) ce qui provoque la réflexion totale de la dite lumière à ces endroits. Le panneau solaire (1) bien exposé au soleil fournit une puissance électrique d'environs 60 W, ce qui correspond à la puissance électrique calculée du panneau solaire lorsque l'image semi transparente est positionnée devant lui, mais le dispositif d'éclairage de l'image qui comprend la plaque transparente et la barrette de diodes ne font pas obstacle aux rayonnements solaires ce qui ne diminue pas la puissance de fonctionnement du panneau solaire.
Un deuxième exemple de réalisation conforme au mode de réalisation des figures 10 et 11 reprend le même panneau solaire (1) que le premier exemple. La plaque (2) se compose cette fois de deux sous-plaques (7,12) en PMMA, de dimensions sensiblement identiques à celle du panneau solaire et de 6 mm d'épaisseur. La première sous-plaque (7) a sa face avant qui est structurée de lentilles (10) rectilignes convexes parallèles entre elles et la largeur de chaque lentille fait 2 mm, et la face arrière de ladite première sous-plaque (7) qui est imprimée de bandes blanches (8) de 1 mm de largeur de sorte que chaque bande blanche (8) soit parallèle à l'axe longitudinal des lentilles (10) et positionnée en face de chacune des lentilles (10). Les bandes blanches (8) ont été imprimées avec une encre métallique chargée en particules d'aluminium de manière à les rendre très brillantes. Deux barrettes de diodes lumineuses (4) sont positionnées sur chacun des deux côtés de la sous-plaque (7) qui sont perpendiculaires à l'axe longitudinal des lentilles (10). Ce positionnement de l'entrée de la lumière (4) dans l'épaisseur de la plaque (7) permet à ladite lumière de se propager tout le long de la plaque (7) par réflexions multiples à sa surface, même au niveau de la surface intérieure des lentilles (10). La lumière (4) illumine les bandes blanches (8) qui diffusent la lumière vers le devant de cette première sous-plaque (7) et sort de la sous-plaque (7) au travers des lentilles (10). Une deuxième sous-plaque (12) est imprimée sur sa face arrière d'une image (11) sans la première couche du blanc de soutien qui est d'ordinaire appliquée au préalable. De ce fait l'image (11) est très transparente. Cette deuxième sous-plaque (12) est positionnée devant la première sous-plaque (7) qui est elle même positionnée devant la surface active du panneau solaire (1).
De jour, une partie de la lumière solaire traverse d'abord la deuxième sous- plaque (12) avec peu d'absorption, puis traverse les lentilles (10) qui orientent cette lumière solaire vers les bandes de transparence (9) et la surface du panneau solaire (10). Une autre partie de la lumière solaire traverse les lentilles (10) qui orientent cette autre partie de la lumière solaire vers les bandes blanches (8) qui réfléchissent cette lumière vers le devant donc au travers de l'image (11). Un observateur verra alors l'image (11) en partie éclairée directement et en partie rétro éclairée par la lumière solaire ambiante. En définitive, de jour le panneau solaire (1) reçoit bien une grande partie de la lumière directe du soleil sans que le dispositif d'éclairage selon l'invention ne fasse obstacle à la lumière solaire entrante.
De nuit, ou en l'absence de lumière ambiante, le dispositif d'éclairage artificiel éclaire les bandes blanches (8) dont la lumière se réfléchit vers le devant de la première sous-plaque (7) donc au travers de l'image (11). L'observateur verra alors l'image (11) qui est rétro éclairée par la lumière artificielle (4) qui se réfléchit, sur les bandes blanches (8).
AVANTAGES DE L'INVENTION En définitive l'invention répond bien aux buts fixés en permettant l'éclairage d'une image (3) qui est soit opaque et positionnée derrière un panneau solaire semi transparent (6), soit semi-transparente et placée devant un panneau solaire opaque (1), de sorte que le dispositif d'éclairage (2,4) fasse peu obstacle à la lumière qui éclaire ledit panneau solaire (1).

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif comprenant un panneau solaire (1), une plaque transparente (2) faisant office de guide de lumière, une image (3) composée d'une multitude de zones image (8) opaques ou semi-transparentes séparées par des zones (9) de transparence totale ou des micro trous qui laissent apparaître ledit panneau solaire, ladite image (3) étant imprimée sur ou disposée directement contre ladite plaque transparente (2), et une source de lumière (4) propageant sa lumière dans l'épaisseur de ladite plaque transparente (2), caractérisé en ce que ladite plaque transparente (2) comporte des moyens optiques (10,13) agencés pour rediriger vers les zones image (8) l'essentiel de la lumière injectée par ladite source de lumière (4).
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, du point de vue d'un observateur ou de la lumière ambiante, ladite plaque transparente (2) est située devant l'image (3), et celle-ci est située devant le panneau solaire (1).
3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, du point de vue d'un observateur ou de la lumière ambiante, l'image (3) est située devant la plaque transparente (2), et celle-ci est située devant le panneau solaire (1).
4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, du point de vue d'un observateur ou de la lumière ambiante, ladite plaque transparente (2) et l'image (3) sont situées derrière le panneau solaire (1), celui-ci étant alors semi-transparent, ou pourvu de micro trous qui laissent passer une partie de la lumière ambiante vers l'image (3).
5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens optiques (10,13) sont situés en face avant et/ou en face arrière de ladite plaque transparente (2) et comportent des micro lentilles (10) et/ou des micro structures optiques (13) configurées de manière que la lumière qui traverse l'intérieur de ladite plaque transparente (2) ressorte de la plaque transparente (2) préférentiel lement en direction des zones image (8), dans une plage angulaire qui correspond sensiblement à la plage angulaire d'observation du dispositif par l'observateur.
6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledites micro structures (13) sont constituées par des prismes ou des rainures aménagées dans la plaque transparente (2), et en ce que la surface totale desdites micro structures (13) représente moins de 10% de la surface totale de ladite plaque transparente (2).
7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite plaque transparente (2) est composée de deux sous-plaques (7,12), à savoir une première sous-plaque (7) ayant sa face avant structurée par un réseau de lentilles (10) convexes, rectilignes et parallèles entre elles, et une deuxième sous- plaque (12) à faces parallèles positionnée devant la première sous-plaque (7), c'est- à-dire entre la première sous-plaque (7) et un observateur ou le soleil, et ayant sa face avant, sa face arrière, ou ses deux faces structurée(s) optiquement par des micro structures (13), la lumière de ladite source de lumière (4) étant dirigée vers un chant latéral de la première sous-plaque (7) et/ou de la deuxième sous-plaque (12).
8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisée en ce que les micro structures (13) de la deuxième sous-plaque (12) sont configurées pour que la lumière qui est injectée dans la deuxième sous-plaque (12) par la source de lumière (4) soit diffusée (15) préférentiellement vers les lentilles (10) de la première sous- plaque (7) sous un angle tel que lesdites lentilles (10) redirigent la lumière vers les zones images (8) de l'image (3) sans atteindre le panneau photovoltaïque (1).
9 - Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les lentilles (10) de la première sous-plaque (7) sont configurées pour qu'une partie de la lumière ambiante, notamment la lumière solaire, soit dirigée par les lentilles (10) essentiellement vers les zones (9) de transparence totale de l'image (3) de manière à éclairer le panneau photovoltaïque (1).
10 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les surfaces des deux sous-plaques (7,12) sont en contact et forment des lignes optiques par lesquelles la lumière (4) qui se propage dans l'épaisseur de la deuxième sous-plaque (12) peut passer pour ensuite diffuser son rayonnement vers l'image (3) et plus particulièrement vers les bandes image (8), afin d'éclairer ladite image (3) ou lesdites bandes image (8) par le devant.
11 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau solaire (1) est positionné derrière la plaque (2) et ladite image (3) est globalement semi transparente et est composée d'une multitude de zones image (8), éventuellement elles-mêmes opaques, qui sont imprimées sur la face arrière de la plaque (2), lesdites zones image (8) étant en forme de bandes parallèles espacées par des bandes (9) de transparence totale, la face avant de la plaque (2) étant structurée optiquement par un réseau de lentilles (10) rectilignes, convexes et parallèles, l'axe longitudinal des lentilles (10) étant parallèle aux bandes image (8) de sorte qu'à chaque lentille (10) corresponde une bande image (8) proche de son plan focal, l'éclairage du devant des zones images se faisant par une lumière (4) qui parcourt l'intérieur de la plaque (2), cette lumière (4) étant injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la plaque (2) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles (10). 12 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le panneau solaire (1) est positionné derrière la plaque transparente (2) composée de deux sous-plaques, ladite première sous-plaque (7) étant structurée sur sa face avant par un réseau de lentilles (10) convexes, rectilignes et parallèles entre elles, ladite image (3) étant composée d'une multitude de zones image (8) imprimées pour une première partie à l'arrière de cette première sous-plaque (7) sous forme de bandes parallèles (8) espacées de bandes de totale transparence (9) et pour une deuxième partie (11) sur une deuxième sous-plaque (12) transparente à faces parallèles positionnée devant la dite première sous-plaque (7), ladite première partie de l'image (8) imprimée étant de préférence opaque et de préférence blanche (blanc de soutien), ladite deuxième partie (11) de l'image imprimée (partie colorée) étant composée d'une multitude de zones image semi transparentes, de préférence sans le blanc de soutient, cette deuxième partie (11) de l'image étant imprimée sur la face avant ou sur la face arrière de ladite deuxième sous-plaque (12), l'éclairage de ladite première partie (8) des zones images se faisant par une lumière (4) qui est injectée par la tranche de l'un des deux côtés de la première sous-plaque (2) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lentilles.
13 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la deuxième partie (11) de l'image est également éclairée, par une lumière qui est injectée par la tranche d'au moins un des quatre côtés de la dite deuxième sous-plaque (12) et qui parcourt l'intérieur de la deuxième sous-plaque (12).
14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première sous-plaque (7), y compris les bandes image imprimées (8) et éventuellement le dispositif d'éclairage latéral (4) de ladite première sous-plaque (7), sont intégrés à une vitre avant de protection du panneau solaire (1) ou remplacent cette dite vitre avant.
15 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plaque transparente (2) ou lesdites première et deuxième sous-plaques (7,12) sont recouvertes d'un film de protection transparent de faible indice de réfraction afin d'augmenter l'efficacité de l'effet de guidage de la lumière.
16 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau solaire (1) est un capteur solaire photovoltaïque, thermique ou mixte, plan ou courbe, rigide ou souple. 17 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le panneau solaire (1) est un panneau photovoltaïque et que sa face arrière est réfléchissante, par exemple en utilisant l'électrode arrière des cellules photovoltaïques lorsque celle-ci est métallique, notamment de type aluminium, argent ou cuivre.
18 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions de l'épaisseur des cellules photovoltaïques, de la plaque, des sous-plaques, des lentilles, des pixels ou des composants de l'éclairage peuvent être miniaturisées jusqu'à des dimensions de l'ordre de 100 microns.
19 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière (4) est configurée pour injecter dans la plaque transparente (2) une lumière collimatée, injectée dans la plaque transparente (2) ou dans l'une ou l'autre des sous-plaques (7,12) selon un angle inférieur à 30° par rapport à leurs surfaces.
20 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la plaque transparente (2) est constituée par une nappe de fibres optiques (16) de couleurs différentes ayant la propriété de diffuser la lumière en surface.
21 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la plaque transparente (2) est rigide ou souple, en matière synthétique, organique ou minérale.
22 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière (4) est solaire ou artificielle, de n'importe quelle couleur et de toutes natures comme par exemple une lampe à filament, à LED, OLED, Fluo, Laser, Néon. 23 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque l'image (3) est semi transparente, elle est constituée de pixels colorés composés d'encres, d'encres UV, ou d'encre avec des additifs métalliques ou phosphorescents de sorte que la lumière soit absorbée par une des faces avant ou arrière des pixels, puis réémise sur l'autre face des pixels éventuellement avec une autre couleur.
24 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'image (3) est une image électronique, fixe ou animée, par exemple de type LCD, OLED, Plasma, et comprenant une surface apte à être mise en contact direct avec la plaque transparente.
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