(57)【要約】【課題】耐久性を高めることができる上、光電変換装置の使用寿命を延ばすことができる光電変換装置を提供する。【解決手段】光電変換装置１０は、強化ガラス層１２の下方に設けられた複数のレンズユニット１４２と、レンズユニット１４２と強化ガラス層１２との間に隙間Ｇｐを形成する複数の凸柱１４４と、隙間Ｇｐに充填された高透明度コロイドＲｕｂとを有するレンズモジュール１４と、レンズユニット１４に対応するようにそれぞれ設けられた複数の受信ユニット１６２を有する基板１６と、基板１６の底部に設けられ、受信ユニット１６２の放熱を行う放熱ユニット１８とを備える。光エネルギは、強化ガラス層１２を透過した後、レンズモジュール１４により受信ユニット１６２に合焦され、受信ユニット１６２により電気エネルギに変換される。【選択図】図１
2011199030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換装置であって、
強化ガラス層と、
前記強化ガラス層の下方に設けられた複数のレンズユニットと、前記レンズユニットと前記強化ガラス層との間に隙間を形成する複数の凸柱と、前記隙間に充填された高透明度コロイドとを有するレンズモジュールと、
前記レンズユニットに対応するようにそれぞれ設けられた複数の受信ユニットを有する基板と、
前記基板の底部に設けられ、前記受信ユニットの放熱を行う放熱ユニットと、を備え、
前記光エネルギは、前記強化ガラス層を透過した後、前記レンズモジュールにより前記受信ユニットに合焦され、前記受信ユニットにより電気エネルギに変換されることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記レンズモジュールは、前記凸柱が所定の間隔で設けられた前記レンズユニットを有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記凸柱は、間隔が等しくなるように前記レンズユニットと前記強化ガラス層との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記凸柱は、前記隙間に充填される高透明度コロイドの高さを同じにすることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記受信ユニットは、前記レンズユニットの焦点位置又は前記レンズユニットの焦点位置に隣接した箇所にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記放熱ユニットは、複数の柱状放熱体からなることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記高透明度コロイドは、透明度係数が高く、熱膨張係数が低いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記高透明度コロイドの厚さは１ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関し、特に、モジュール化された光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光電変換装置は、レンズ及び光電変換ユニットを含み、レンズにより光電変換ユニットに光源を合焦させる。一般の光電変換ユニットは半導体材料からなり、製造工程により基板上に光電変換ユニットを形成し、レンズにより光電変換を行う。しかし、従来の光電変換装置は、一般に外部環境に設置するため、外部環境の影響を受けて損壊する虞がある上、光電変換ユニットの一部だけが損壊した場合でも、光電変換装置全体を置換する必要がある。さらに、従来のレンズは、表面の材料硬度が低いため、外部環境に直接露出されている場合、損壊する虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の第１の目的は、レンズモジュールと、レンズモジュールにそれぞれ対応する受信ユニットとを介し、光源の光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換装置を提供することにある。
【０００４】
本発明の第２の目的は、レンズモジュールのレンズユニットに、凸柱が所定の間隔で設けられている光電変換装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の第３の目的は、レンズモジュール上に設けられた複数の凸柱により、レンズモジュールのレンズユニットと強化ガラス層との間に設けられた隙間を等間隔にすることにより、隙間に充填する高透明度コロイドの高さを等しくする光電変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、光源の光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換装置であって、強化ガラス層と、前記強化ガラス層の下方に設けられた複数のレンズユニットと、前記レンズユニットと前記強化ガラス層との間に隙間を形成する複数の凸柱と、前記隙間に充填された高透明度コロイドとを有するレンズモジュールと、前記レンズユニットに対応するようにそれぞれ設けられた複数の受信ユニットを有する基板と、前記基板の底部に設けられ、前記受信ユニットの放熱を行う放熱ユニットと、を備え、前記光エネルギは、前記強化ガラス層を透過した後、前記レンズモジュールにより前記受信ユニットに合焦され、前記受信ユニットにより電気エネルギに変換されることを特徴とする光電変換装置が提供される。
【０００７】
また、前記レンズモジュールは、前記凸柱が所定の間隔で設けられた前記レンズユニットを有することが好ましい。
【０００８】
また、前記凸柱は、間隔が等しくなるように前記レンズユニットと前記強化ガラス層との間に設けられていることが好ましい。
【０００９】
また、前記凸柱は、前記隙間に充填される高透明度コロイドの高さを同じにすることが好ましい。
【００１０】
また、前記受信ユニットは、前記レンズユニットの焦点位置又は前記レンズユニットの焦点位置に隣接した箇所にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、前記放熱ユニットは、複数の柱状放熱体からなることが好ましい。
【００１２】
また、前記高透明度コロイドは、透明度係数が高く、熱膨張係数が低いことが好ましい。
【００１３】
また、前記高透明度コロイドの厚さは１ｍｍより小さいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光電変換装置は、高度なモジュール化特性を備え、レンズの一部が損壊したときに、損壊したレンズだけを置換することができる。さらに、本発明のレンズは、凸柱及びコロイドを介して強化ガラス層と密着されるため、耐久性が高い。また、本発明は、受信ユニットを有する基板の底部に設けた放熱ユニットにより、光電変換を行う際に発生する熱エネルギを有効に放出させることができるため、光電変換装置の使用寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による光電変換装置を示す斜視図である。
【図２】図１の光電変換装置のレンズモジュールを示す斜視図である。
【図３】図２のレンズモジュールを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による光電変換装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による光電変換装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１を参照する。図１に示すように、本発明の一実施形態による光電変換装置１０は、光源ＬＳ（例えば、太陽光）の光エネルギを電気エネルギへ変換する。光電変換装置１０は、強化ガラス層１２、レンズモジュール１４、基板１６及び放熱ユニット１８を含む。強化ガラス層１２は、光電変換装置１０の表面硬度を高め、レンズモジュール１４を保護するために用いる。レンズモジュール１４は、強化ガラス層１２の頂部に設けられた複数のレンズユニット１４２を有する。レンズユニット１４２と強化ガラス層１２との間には、複数の凸柱１４４により形成され、高透明度コロイドＧｕｂを充填する隙間Ｇｐを有する。ここで、凸柱１４４のそれぞれは同じ高さを有するため、隙間Ｇｐに高透明度コロイドＲｕｂを充填すると、高透明度コロイドＲｕｂの厚さが凸柱１４４の高さと同じとなり、レンズモジュール１４と強化ガラス層１２とが密着される。また、高透明度コロイドＲｕｂは、透明度係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）が高いため、高透明度コロイドＲｕｂに透過させる際の、光源ＬＳの光エネルギのロスを最小にすることができる。高透明度コロイドＲｕｂは、熱膨張係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）が低いため、光エネルギが透過するときに発生する熱膨張を小さくすることができる。高透明度コロイドＲｕｂの厚さは１ｍｍより小さいことが好ましい。基板１６は、レンズユニット１４２に対応するようにそれぞれ設けられた複数の受信ユニット１６２を有する。受信ユニット１６２は、対応するレンズユニット１４２から受光した光エネルギを電気エネルギに変換する。基板１６の受信ユニット１６２は、最適な光電変換効率を得ることができるように、レンズユニット１４２の焦点位置又はレンズユニット１４２の焦点位置に隣接した箇所にそれぞれ設置し、レンズユニット１４２からの光エネルギを受信ユニット１６２にそれぞれ合焦させることが好ましい。放熱ユニット１８は、基板１６の底部に設け、レンズユニット１４２からの光エネルギを変換するときに発生する熱エネルギを放出するために用いる。
【００１８】
図２を参照する。図２に示すように、本発明の一実施形態による光電変換装置のレンズモジュール１４は、複数のレンズユニット１４２を含む。レンズユニット１４２は、所定の間隔で設けた複数の凸柱１４４を有する。これらレンズユニット１４２は、集光特性を有し、頂部から入射した光源を、底部の所定領域中に集中（合焦とも称される）させることができる。例えば、対応した受信ユニット１６２へ光源を集中させるために、受信ユニット１６２へ光エネルギを有効に集中させることにより、最適な光エネルギをレンズユニット１４２へ入力することができる。
【００１９】
図３を参照する。図３に示すように、凸柱１４４の頂部には、レンズユニット１４２を保護するために用いる強化ガラス層１２が配置されている。これにより、レンズユニット１４２の硬度不足により損壊して光電の変換効率に悪影響を与えることを防ぐことができる。即ち、外部環境に放置されたレンズユニット１４２が直射日光や風雨に晒されて表面が損壊し、光電変換効率が下がることを防ぐことができる。また、強化ガラス層１２とレンズユニット１４２との間には、凸柱１４４を介して設けられた隙間Ｇｐを有する。隙間Ｇｐの中に注入された高透明度コロイドＲｕｂは、透明度係数が高くて熱膨張係数が低いため、強化ガラス層１２からレンズユニット１４２へ光が伝達される際に回折現象が発生することを防ぐことができる他、強化ガラス層１２とレンズユニット１４２とを密着させることもできる。本実施形態の高透明度コロイドの厚さは１ｍｍより小さい。
【００２０】
図４を参照する。図４に示すように、図１の光電変換装置１０は、取り付けに都合が良いモジュール化された複数の光電変換装置１０’を含む。光電変換装置１０’の一部が損壊した場合、必ずしも光電変換装置１０全体を置換する必要はなく、損壊した光電変換装置１０’だけを単独で置換することができる。さらに、光電変換装置１０’の受信ユニット１６２が光電変換を行う際に発生する熱エネルギが、変換効率及び光電変換装置の中にある部品の使用寿命に悪影響を与えることがないように、受信ユニット１６２の基板の底部に設けた放熱ユニット１８’により受信ユニット１６２の放熱を行う（図５に示す）。本実施形態の放熱ユニット１８’は、円柱状、矩形柱状又はその他の柱状である複数の柱状放熱体からなる。
【００２１】
本発明の光電変換装置は、従来技術と異なり、レンズの一部が損壊したときに、損壊したレンズだけを置換することができる高度なモジュール化特性を備える。さらに、レンズは、凸柱及びコロイドを介して強化ガラス層と密着されているため、耐久性を高くすることができる。また、本発明は、受信ユニットを有する基板の底部に設けた放熱ユニットにより、光電変換を行う際に発生する熱エネルギを有効に放出することができるため、光電変換装置の使用寿命を延ばすことができる。
【００２２】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２３】
１０    光電変換装置
１０’  光電変換装置
１２    強化ガラス層
１４    レンズモジュール
１６    基板
１８    放熱ユニット
１８’  放熱ユニット
１４２  レンズユニット
１４４  凸柱
１６２  受信ユニット
ＬＳ    光源
Ｇｐ    隙間
Ｒｕｂ  高透明度コロイド
【図１】
2011199030.tif 000003
【図２】
2011199030.tif 000004
【図３】
2011199030.tif 000005
【図４】
2011199030.tif 000006
【図５】
2011199030.tif 000007