WO2008081138A2 - Energy transfer through optical route for charging an electric device - Google Patents

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WO2008081138A2
WO2008081138A2 PCT/FR2007/052484 FR2007052484W WO2008081138A2 WO 2008081138 A2 WO2008081138 A2 WO 2008081138A2 FR 2007052484 W FR2007052484 W FR 2007052484W WO 2008081138 A2 WO2008081138 A2 WO 2008081138A2
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power
light beam
electrical device
transmitter
photoreceptor
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PCT/FR2007/052484
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WO2008081138A3 (en
Inventor
Daniel Meichenin
Didier Marquet
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France Telecom
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/806—Arrangements for feeding power

Definitions

  • the present invention relates to the transmission of electrical power by optical means for supplying electrical energy to an electrical device.
  • the invention applies to home appliances such as portable equipment, communicating clothing, sensors or actuators that often operate without battery, and any device containing a storage battery to be charged. These devices may not have an electrical cable or fiber optic cable connection for charging.
  • 2 photovoltaics is of the order of 100 ⁇ W / cm.
  • the recoverable power would be 5 mW. It would take a hundred times more power to power the mobile battery normally.
  • photovoltaic panels mounted on mobile devices moving on a planet are powered by energy transmission via the beam of a sun-pumped laser in a device accumulation of fixed solar energy on a planet.
  • This arrangement transmits energy over very long distances.
  • Such devices are suitable for controlled professional use and require expensive materials.
  • the optical energy transmission system according to the invention is intended for shorter distances at most of the order of a hundred meters between the electrical device and a transmitter whose energy to be transmitted must be adapted to the cells. of the electrical device, regardless of the user who is not a specialist.
  • the invention is based on a transmission of light in the visible range, or the infrared or the ultraviolet, whose energy is recoverable by photovoltaic effect.
  • the invention provides a method for transmitting energy for powering an electrical device optically from a power transmitter, the electrical device having a photoreceptor comprising positioning and concentrating a low power light beam emitted by the power transmitter on the photoreceptor and a power supply of the electrical device with a power of the light beam positioned and concentrated higher than the low power.
  • the overall energy efficiency between the electrical energy received and resulting from the conversion of the light energy and the electrical energy supplied by the transmitter is optimized since the power transmitter emits the high power light beam only when the light beam is properly positioned and concentrated with respect to the photoreceptor, the concentration allowing a better energy balance.
  • the invention facilitates the charging of the electrical device by eliminating the use of often heavy loader and often bulky electrical cables to connect to the electrical sector.
  • the method comprises: initializing a parameter of a concentration optical system to a maximum value, so that the low power light beam has a maximum diameter, an activation of a mechanism for positioning the light beam on the photoreceptor of the electrical device, a stop of the positioning of the light beam on receipt of a signal of a simultaneous excitation of first photodetectors from the electrical device by the power transmitter, a decrementation of one step of the optical concentration system parameter to decrease the diameter of the light beam, and a reiteration of the previous three steps as long as the power transmitter does not receive a signal from the electrical device of a simultaneous deexcitation of the first photodetectors and simultaneous excitation of second photodetectors of the electrical device.
  • the second photodetectors flank the photoreceptor and are framed by the first photodetectors on
  • the light beam can be repositioned and reconcentrated upon receipt of one of the signals from the electrical device relating respectively to an excitation of at least one first photodetector and to a de-excitation of at least one second photodetector, the transmitter controlling a decrease in the power of the light beam until said beam is positioned and focused on the photoreceptor.
  • a positioning of the light beam can be previously implemented according to the adjustment data relating to the electrical device and stored in the power transmitter.
  • a setting of a parameter of an optical system for concentrating the light beam can be implemented beforehand according to the adjustment data relating to the electrical device and stored in the power transmitter so that the light beam of low power has a predetermined diameter.
  • the energy required to charge the electrical device is optimized according to the invention by adjusting the transmission power of the light beam positioned and concentrated according to the receiving power of the photoreceptor during the power supply of the electrical device.
  • the light output of the light beam is set according to the setting data of the electrical device and stored in the power transmitter.
  • the method of the invention may comprise the transmission of a signal of end of power supply of the electrical device to the power transmitter in order to stop the emission of the light beam.
  • the transmitter then goes into standby which allows better management of the power supplied to the electrical device by avoiding a significant residual consumption of the transmitter when the battery of the electrical device is loaded.
  • the invention also relates to a power transmitter and an electrical device.
  • the power transmitter transmits energy optically to the electrical device having a photoreceptor, and comprises: means for positioning and focusing a low power light beam emitted by the transmitter on the photoreceptor, and means for powering the electrical device with a power of the light beam positioned and concentrated higher than the low power.
  • the electrical device comprises a photoreceptor, and comprises means for detecting a positioning and concentration of the low power light beam emitted by the transmitter on the photoreceptor, the photoreceptor then receiving the positioned and focused light beam with a higher power than the power weak to power the electrical device
  • the invention relates to computer programs adapted to be implemented respectively in the power transmitter and the electrical device and comprising instructions for transmitting energy according to the method of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a power transmission system comprising an electrical device and a power transmitter according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic block diagram representative of a face of the electrical device according to the invention comprising a photoreceptor; - Figures 3 and 4 are respectively a front view and a section taken along the line IV-IV of Figure 3 of a light beam positioning mechanism produced by the transmitter according to the invention; FIG. 5 is an algorithm of the optical energy transmission method according to the invention between the power transmitter and the electrical device whose battery is to be charged; and
  • FIG. 6 is a schematic front view of a clothing communicating as an electrical device on a hanger with a power transmitter optically.
  • an optical transmission system comprises at least one electrical device DE whose accumulator battery is to be charged and a power transmitter T transmitting light energy to the device DE electric via a FL light beam for a predefined time or not.
  • the electrical device DE and the power transmitter T are represented in the form of functional blocks, most of which provide functions relating to the invention and may correspond to software and / or hardware modules.
  • the electrical device DE comprises a photoreceptor PR and photodetectors PD1 and PD2 described in more detail with reference to FIG. 2, and an electric battery BI connected to the photoreceptor.
  • the device DE also comprises an ICD communication interface, a presence transmitter EP and a memory MED.
  • the elements PR, BI, ICD, EP and MED of the device DE are connected and controlled by a central processing unit CPUD.
  • Other elements specific to the normal operation of the electric device DE, such as a mobile radio, are not shown in Figure 1 so as not to overload.
  • the central processing unit CPUD of the electrical device DE transmits MS messages to the transmitter T and receives them via the communication interface ICD.
  • the ICD communication interface is optronic and the MS messages are transmitted optically, also called light path, between the device DE and the transmitter T and are carried in light signals SmD, SmT.
  • the ICD communication interface comprises a light source such as a LED light emitting diode for emitting a light signal SmD including messages MS to the transmitter T, and a photosensitive element such as a photodiode for receiving a light signal SmT including MS messages transmitted by the transmitter T.
  • the LED can emit radiation in the visible range or infrared or ultraviolet.
  • the signal SmD, SmT is modulated in frequency, amplitude or phase.
  • the electrical device DE then has a modulation-demodulation unit MDD for modulating the light signal SmD before it is transmitted to the transmitter T and demodulating the light signal SmT transmitted by the transmitter T.
  • the ICD communication interface comprises a radio transmitter and a short-range radio receiver, for example.
  • a radio transmitter for example for wireless link type Bluetooth, WIFI (802.11.x), or ZigBee (802.15.4), and SmD and SmT signals are radio signals.
  • the presence transmitter EP may or may not be integrated in the ICD communication interface. It comprises, for example, a LED emitting diode activated by the central processing unit CPUD, in particular to signal by sending a light signal Sp the presence of the electric device DE to a transmitter T nearby when the level of BI battery power of the DE device is deemed low. At the end of charging the battery, the presence transmitter EP emits an end of charge signal Sf to the transmitter T. In order to discriminate the ambient light and the presence and end of charge signals Sp and Sf, these are also modulated by a UM modulation unit.
  • the presence transmitter EP is a short range radio transmitter, for example wireless link type Bluetooth, WIFI or ZigBee, and the signals Sp and Sf are radio signals.
  • the memory MED is for example a ROM-type memory and notably comprises an identifier ID of the electrical device DE.
  • the MED memory may also include other data specific to the normal operation of the DE device.
  • the photoreceptor PR is a photovoltaic current generator adapted to the radiation of the light source of the transmitter T.
  • the photoreceptor PR comprises a cell or a panel of several photovoltaic cells C1 to CN.
  • N 9 photovoltaic cells were arranged close to each other and constituted a rectangular assembly substantially centered on one face of the housing of the electric device DE.
  • the photovoltaic cells convert the light output provided by the light beam FL of the transmitter T into electrical power to be supplied to the battery BI.
  • the photovoltaic cells are, for example, crystalline silicon cells with a sensitivity of 0.75 A / W at a voltage of 0.4 volts in the infrared range.
  • the photodetectors PD are for example photodiodes and serve to automatically center the light source of the transmitter T on the photoreceptor PR. They are at least two first photodetectors and two second photodetectors for correctly positioning and concentrating the power light beam FL emitted by the transmitter T and directed towards the photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR so as to maximize the received power. According to the embodiment illustrated in FIG. 2, four first photodetectors PD1 and four second photodetectors PD2 are fixed on the face of the housing of the electric device DE. The photodetectors PD1 frame the rectangular assembly of the photovoltaic cells C1 to CN and are substantially centered on the diagonals of the rectangular assembly.
  • the second photodetectors PD2 close the rectangular array of photovoltaic cells C1 to CN and are substantially centered on the axes of the rectangular assembly and at the vertices of a diamond inscribed in the rectangle on the vertices of which the first photodetectors PD1 are substantially centered. According to one embodiment of the invention, all the elements necessary for supplying the battery BI are an integral part of the electrical device DE.
  • the photoreceptor PR as well as the communication interface ICD and the presence transmitter EP are implanted on a removable medium, such as a cover or an envelope, which can be connected to the charging terminals of the electrical device DE.
  • the electrical device DE may be a mobile radio, a laptop, a personal digital assistant PDA, or a portable terminal or not as a video game console or a smart TV receiver.
  • the electrical device can also be a home automation device such as portable equipment, a communicating garment, sensors, actuators, or any other device containing an internal battery to be charged.
  • the electrical device does not require any electrical or optical cable connection to be powered by the transmitter T.
  • any electrical device according to the invention comprises a consumption profile that is specific to it according to its intermittent or continuous operation and according to the power used weak or elevated during operation.
  • the power transmitter T comprises a light source SL and an adjustable power supply circuit CAR connected to the light source SL in order to provide it with an adjustable electric power.
  • the transmitter T also comprises a device MP-CO light source adjustment system, ICT communication interface, DP presence detector and MET memory.
  • the elements SL, CAR, MP-CO, ICT, DP and MET of the transmitter T are connected and controlled by a central processing unit CPUT.
  • the CAR supply circuit is connected to the mains.
  • the circuit CAR comprises an autonomous power supply.
  • the circuit CAR regulates the electrical power to be supplied to the light source SL according to the consumption profile of the electrical device DE and the type and number of photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR in order to adapt the emission of the light beam to a power output for a maximum RM efficiency between the supply of the light source SL and the electrical output of the photoreceptor.
  • the light source SL converts the electric power supplied into a light power to the device DE in the form of the light beam FL.
  • the light beam FL is an infrared beam so that it is not visible and disturbing in a dark room.
  • the emitted beam FL is in the visible or ultraviolet range.
  • the light source SL may comprise a laser, a light emitting diode, a light emitting diode, a filament bulb or a fluorescent tube.
  • a modulation unit UMT modulates the beam FL in frequency, amplitude or phase.
  • the MP-CO adjusts the light beam FL of the source SL as a function of the photoreceptor PR and comprises a positioning mechanism MP and a CO concentration optical system of the SL source.
  • the MP-CO When positioning and concentrating the light source SL, it produces a light beam of low power so as not to risk damaging entities placed near the electrical device or to create eye damage to people close to the light source. light bleam.
  • the positioning mechanism MP directs the low power light beam FL produced by the light source SL towards the photoreceptor PR of the device DE so that all the photodetectors PD1 and PD2 are excited.
  • the positioning mechanism MP moves the optical axis of the light source SL along a cycloid of the light beam FL, and comprises a pinion P1 rotated by a motor Mt, a full gear RD and a ring gear CD.
  • the ring gear rotates freely about an axis parallel to the axis of the motor and has an external toothing meshing with the motor pinion PI and an internal toothing meshing with the RD wheel.
  • an eccentric circular opening Gold which is crossed by a tube Tb of diameter less than the diameter of the opening.
  • One end of the tube Tb can pivot on a pivot Pv fixed in the transmitter housing T.
  • the other end of the tube supports the light source SL.
  • Source SL luminaire attached to one end of the tube Tb describes a cycloid whose diameter is significantly greater than the largest dimension of the PR photoreceptor cell assembly and sweeps a planar circular surface concentric to the ring gear CD.
  • the spot of the light beam FL describes a cycloidal closed curve on the face of the electric device DE comprising the surface of the photoreceptor PR.
  • the processing unit CPUT controls the stopping of the engine Mt when the beam FL covers the photoreceptor PR at best, that is to say when all the first photodetectors PD1 are excited.
  • the motor pinion PI and the driven ring gear CD are replaced by any known drive means such as a toothed belt cooperating with drive and driven pulleys or a chain cooperating with the drive pinions. and led.
  • the positioning mechanism MP is a micrometric stage supporting the light source SL.
  • the plate is movable along two axes orthogonal to each other and to the optical axis of the light source SL and each provided with two end-of-travel detectors.
  • the plate is for example zigzagged so that the spot of the light beam FL sweeps the face of the electric device DE having the surface of the photoreceptor PR.
  • one solution is to pivot in the transmitter T at one end of a tube at the other end of which is fixed the source SL.
  • the micrometric stage moves a short distance an intermediate portion of the tube between its ends along the two orthogonal axes so that the light source is moved over a greater distance.
  • the optical concentrating system CO for example by collimation or focusing is placed in front of the light source SL and has a variable focal length by focusing and / or a variable opening by collimation.
  • the diameter of the spot of the light beam FL varies until only the second photodetectors PD2 are excited.
  • the transmitter CPUT processing unit transmits and receives MS messages via the ICT communication interface communicating with the communication interface ICD of the electrical device DE.
  • the ICT communication interface is analogous to that ICD of the electrical device DE.
  • the ICT communication interface then comprises, for example, an LED light emitting diode for emitting a light signal SmT including the messages MS to the device DE, and a photodiode for receiving the light signal SmD including messages MS emitted by the device DE.
  • the light-emitting diode can emit radiation in the visible or infrared or ultraviolet range.
  • the transmitter T comprises a modulation-demodulation unit MDT analogous to the unit MDD for modulating the light signal SmT before it is transmitted to the device DE and demodulating the light signal SmD transmitted by the device DE, in order to discriminate SmD and SmT light signals and ambient light.
  • a modulation-demodulation unit MDT analogous to the unit MDD for modulating the light signal SmT before it is transmitted to the device DE and demodulating the light signal SmD transmitted by the device DE, in order to discriminate SmD and SmT light signals and ambient light.
  • the ICT communication interface comprises a radio transmitter and a short-range radio receiver, and the SmD and SmT signals are radio signals.
  • the presence detector DP of the transmitter T is connected to a demodulation unit DM.
  • the DP detector and the DM unit are complementary to the presence transmitter EP and the demodulation unit UM in the electrical device DE and detect the presence signal Sp or the end of charge signal Sf and inform the unit CPUT which activates or deactivates the emission of the light beam FL.
  • the transmitter MET memory T is for example a ROM-type memory and includes IDk identifiers of electrical devices matched to Rgk adjustment data relating to electrical devices.
  • the setting data relating to the device DE depend on the consumption profile of the battery BI and are in particular position coordinates of the light source SL and at least the value of a parameter, such as a focal length or an aperture, of the light source. optical system of concentration fixed or included in predetermined intervals, and a level of light power to be supplied to the electric device DE adapted to the type and to the number of photovoltaic cells of the photoreceptor PR.
  • the method for transmitting energy optically from the power transmitter T to the electrical device DE comprises steps E1 to E12.
  • step E1 the power transmitter T is on standby as long as no electrical device indicates its presence.
  • step E2 in the electrical device DE the central processing unit CPUD compares the charge level Nc, such as the charging voltage, of the battery BI to a low load threshold Scf. If the level Nc is below the threshold Scf, the central processing unit CPUD activates the presence transmitter EP so that the latter transmits a presence signal Sp to the presence detector DP of the transmitter T, in step E3.
  • the central processing unit CPUD monitors the excitation of at least PDL photodetectors.
  • step E2 if the charge level Nc of the battery BI is very low, the battery is out of use and the user of the device DE manually activates the sending of the presence signal Sp by the presence transmitter EP, for example by pressing a push button placed on the device DE and connecting the transmitter EP to the battery.
  • the reception of the presence signal Sp by the presence detector DP in step E3 awakens the processing unit CPUT in the transmitter T whose LED in the ICT interface or the light source SL emits a light spot so that the user puts the photoreceptor PR and the light source SL roughly face to face.
  • the transmission unit CPUT of the transmitter T activates the supply circuit CAR which regulates the electric power W at a low power Wf applied to the light source SL to position and concentrating the light beam FL towards the photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR.
  • the light source SL converts the electric power applied into a light power transmitted by the beam FL to the photoreceptor PR of the device DE.
  • step E4 the transmitter's CPUT processing unit activates the positioning mechanism MP and the optical focusing system CO, and controls at least one optical parameter po at a poM value such as the focal length or the aperture of collimation of the CO concentration system so that the FL beam has a maximum diameter.
  • step E5 the photoreceptor PR of the electrical device DE receives the beam FL of low power.
  • the central processing unit CPUD of the device DE establishes a message MS1 indicating that the light source SL is correctly positioned.
  • the established message MS1 is included in a light signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T, in step E6.
  • the processing unit CPUT of the transmitter T Upon reception of the message MS1, the processing unit CPUT of the transmitter T stops the positioning mechanism MP and varies the parameter po of the concentration system CO, for example by decrementing it by a step ⁇ po, so that the diameter of the spot of the light beam FL on the face of the DE device containing the photoreceptor PR decreases.
  • the device DE transmits a second message MS2 to the communication interface ICT , to that the processing unit CPUT of the transmitter T reactivates the positioning mechanism MP, in step E8.
  • the established message MS2 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T. As long as all the photodetectors PD1 are not de-excited by the beam FL and all the photodetectors PD2 are not excited simultaneously by the FL beam, the method loops from step E8 to step E5.
  • step E7 in the opposite case, the spot of the beam FL is concentrated on the cells of the photoreceptor PR.
  • step E9 the simultaneous excitation of the photodetectors PD2 simultaneously with the de-excitation of the photodetectors PD1 is interpreted by the central processing unit CPUD to establish a third message MS3 signaling that the light source is correctly focused on the photoreceptor.
  • the established message MS3 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T.
  • the processing unit CPUT of the transmitter T controls the supply circuit CAR the increase of the electric power W to a high power We for the full charge of the battery BI of the electric device DE.
  • the light source SL converts the high electric power into a high light output transmitted by the beam FL to the photoreceptor PR.
  • step ElO the photoreceptor PR receives the power of the light beam FL and compares it with the power output of the cells C1 to CN.
  • step EI1 if the cells do not operate at maximum efficiency RM, the central processing unit CPUD establishes a fourth message MS4 requesting an increase or decrease ⁇ w of the light emission power.
  • the established message MS4 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T.
  • the processing unit CPUT of the transmitter controls the circuit of the transmitter. CAR power supply to increase or decrease the transmission power W of ⁇ w.
  • the transmit power can be adjusted by a dichotomous method according to which, as long as the reception power of the beam FL does not correspond to the useful power of the cells C1 to CN, the steps E10 and E11 are executed.
  • step E12 the central processing unit CPUD of the device DE compares the charge level Nc to a full charge threshold Spc corresponding to the end of the charging of the battery BI. As soon as the level Nc is greater than the threshold Spc, the central processing unit CPUD transmits via the presence transmitter EP an end of charge signal Sf to be transmitted to the presence detector DP. As a variant, the end of charge signal is replaced by an MS message indicating the end of the charge of the battery to be transmitted in a SmD signal by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter.
  • the processing unit CPUT of the transmitter T Upon reception of the end of charge signal Sf in step E13, the processing unit CPUT of the transmitter T commands the circuit CAR to stop supplying the source SL and puts the transmitter T until an electrical device transmits a presence signal.
  • the transmitter's CPUT processing unit reactivates the MP-CO light source adjusting device so that the beam bright FL is directed on the cells C1 to CN.
  • the CPUT unit can control the circuit CAR to reduce the power to provide W at a low power.
  • the unit CPUT controls the increase of the power W at a high power.
  • the central processing unit CPUD of the electrical device DE reads the identifier ID in the memory MED and introduces it into a message MS transmitted by the communication interface ICD, in addition or instead of the presence signal Sp by the presence transmitter EP.
  • the processing unit CPUT searches the memory MET for the setting data associated with the transmitted identifier ID.
  • the associated adjustment data correspond in particular to the position coordinates of the light source SL used by the positioning mechanism MP and a parameter, such as a focal length or a collimation aperture, of the optical concentration system CO, and / or to the power level W to be supplied by the circuit CAR corresponding to the power level of the photovoltaic cells C1 to CN of the device DE.
  • These adjustment data are prerecorded in the memory MET or are stored after a first supply of the device DE by the transmitter T.
  • the processing unit CPUT controls a first positioning of the light source SL according to the coordinates stored in the memory MET.
  • step E9 the processing unit CPUT controls the circuit CAR the adjustment of the electric power W according to that designated by the identifier ID in the memory MET, this adjustment being refined to the steps ElO and EIl.
  • the position coordinates of the light source and the value of the refined concentration system parameter and the modified electrical power are stored in association with the ID of the device DE in the memory MET and replace the previous adjustment data.
  • the transmitter T manages the charging of several electrical devices arranged indifferently in a room, such as wireless sensors to be regularly charged with energy.
  • the adjustment data matched to each electrical device also includes a charging time of the battery or a capacitor of said device. and a discharge time therefrom.
  • the transmitter's CPUT processing unit determines a scheduling for successively powering the electrical devices, several devices located close to each other can be loaded simultaneously by the transmitter T.
  • several transmitters cooperate to charge a set of electrical devices indifferently arranged in a room. If the maximum light output emitted by a first transmitter to one or more electrical devices is not sufficient, a second transmitter can also emit light power to this or these devices according to the power to be completed.
  • the transmitters exchange messages via light signals modulated to a frequency, amplitude or phase specific to the transmitters.
  • a transmitter comprising a laser or a light-emitting diode may be associated with a security system that momentarily interrupts the emission of the light beam when an intrusion into a delimited zone comprising the transmitter and the electrical device is detected.
  • the security system may include presence sensors.
  • the intrusion zone is the zone of access to the part containing the transmitter or transmitters and the electrical device or devices, and the security system is activated when the access zone, such as a door from the room, is open.
  • Another embodiment of a security system is capable of automatically reducing the power of the light beam to a safety power, for example linked to the low electric power Wf, as soon as one of the second photodetectors PD2 detects plus the light beam.
  • a safety power for example linked to the low electric power Wf
  • Mirrors may be appropriately placed in the room to reflect the light beam and the light signals when the transmitter T and the electrical device DE are located in areas that are not in line of sight.
  • the electric device DE When the electric device DE is manually set by a user in front of the transmitter T, it includes a temporary lighting module of the charging area to help place the electrical device.
  • This module such as a second light source of low power contiguous to the source SL, can be activated when the presence detector DP receives the presence signal Sp emitted by the transmitter EP of the device DE, and deactivated during positioning and the concentration of the light source SL.
  • the transmitter T is fixed at the reflector of a desk lamp and adapted to the shape thereof.
  • the desk lamp foot has a notch or marking of an area for positioning the electrical device DE, such as a laptop or mobile terminal, and for substantially aligning the light source SL and the photoreceptor PR.
  • the DE device When charging, the DE device also benefits from the light of the desk lamp.
  • the computer may be an electronic device or object of personal telecommunication to the user of the method, for example a personal digital assistant communicating PDA.
  • the electrical device can also be any other terminal or device or portable instrument or not such as a video game console, a smart TV receiver, a mouse, a keyboard, a razor or a measuring device, a rechargeable flashlight .
  • the power transmitter T is a radio that transmits light signals carrying a digital acoustic signal to a sound reproduction device with a speaker. These light signals are transmitted between the ICT and ICD communication interfaces respectively of the radio station and the sound reproduction device.
  • the light source of the radio station simultaneously emits a light beam FL to the photoreceptor PR of the device in order to charge the battery of the latter.
  • No cable connection connects the radio to the sound device. Only the radio is connected to the mains. The energy transport and acoustic signal transport to the sound reproduction device can be combined in the light beam FL.
  • the electrical device DE is a communicating garment and the transmitter T is a triangular-shaped plexi-ice CI hanger, or a coat hanger that can be connected to the sector. electric through a transformer.
  • the photoreceptor PR comprises flexible panels of photovoltaic cells. These flexible panels of cells and photodetectors PD1 and PD2 are placed inside the garment, for example under and near one of the shoulders, or distributed under both shoulders.
  • the power transmitter T is suspended from the bar of the CI hanger and the light source SL is directed towards the hook of the hanger to illuminate the photoreceptor PR and the photodetectors PD1 and PD2.
  • the communicating garment and the hanger are replaced by a communicating shoe and a shape.
  • the invention described herein relates to a method and a system for transmitting energy optically from a power transmitter T to an electric device DE to be loaded.
  • the steps of the method of the invention are determined by the computer program instructions incorporated in the electrical device and in the transmitter.
  • the programs include instructions which, when said programs are executed in the processing units of the electrical device and the transmitter whose operation is then controlled by the execution of the programs, carry out the steps of the method according to the invention.
  • the invention also applies to computer programs, in particular computer programs recorded on or in a computer-readable information carrier and any data processing device, adapted to implement the computer. 'invention. These programs can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code such as in a partially compiled form, or in any other form desirable to implement the process according to the invention.
  • the information carrier may be any entity or device capable of storing programs.
  • the medium may comprise storage means or recording medium on which the computer programs according to the invention are recorded, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a USB key, or a magnetic recording means, for example a floppy disk or a hard disk.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the programs according to the invention may in particular be downloaded on an Internet-type network.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the programs are incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method according to the invention.

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Abstract

A power transmitter (T) transfers energy by optical route toward an electric device (DE), such as a mobile phone, comprising a battery (BI) linked to a photoreceptor (PR). The transmitter comprises: a detector (DP) for detecting a presence signal (Sp) emitted by the electric device so that the transmitter emits a low power light beam (LB), a positioning mechanism (PM) and an variable optical focalization system (OF) so as to position the low power light beam on the photoreceptor (PR), a circuit (CAR-SL) for controlling the reception power of the photoreceptor during battery charging by the photoreceptor, and a detector (DP) of end of charging of the battery to stop the emission of the light beam.

Description

Transmission d'énergie par voie optique pour charger un dispositif électrique. Optical energy transmission for charging an electrical device.
La présente invention concerne la transmission de puissance électrique par voie optique pour alimenter en énergie électrique un dispositif électrique .The present invention relates to the transmission of electrical power by optical means for supplying electrical energy to an electrical device.
L'invention s'applique aux appareils domestiques tels que des équipements portables, des vêtements communicants, des capteurs ou des actionneurs qui fonctionnent souvent sans batterie, et à tout appareil contenant une batterie d'accumulateurs à charger. Ces appareils peuvent ne pas avoir de connexion par câble électrique ou câble à fibre optique pour être chargés.The invention applies to home appliances such as portable equipment, communicating clothing, sensors or actuators that often operate without battery, and any device containing a storage battery to be charged. These devices may not have an electrical cable or fiber optic cable connection for charging.
Il est connu de brancher une prise de transformateur d'un dispositif électrique au secteur pour charger la batterie interne au dispositif. Ce branchement nuit à la mobilité du dispositif et la charge simultanée de plusieurs dispositifs électriques est souvent restreinte au petit nombre de prises électriques dans une pièce.It is known to connect a transformer plug of an electrical device to the mains to charge the internal battery to the device. This connection impairs the mobility of the device and the simultaneous charging of several electrical devices is often restricted to the small number of electrical outlets in a room.
Actuellement, des données sont échangées entre des entités à l'intérieur d'une pièce, bureau ou salle de réunion, par liaison radio ou infrarouge de faible portée pour s'affranchir de l'encombrement de câbles de connexion. Cependant l'alimentation électrique de ces entités nécessite encore de les relier par câbles au secteur électrique.Currently, data is exchanged between entities within a room, office or meeting room, by radio link or infrared range of short range to overcome the congestion of connection cables. However the power supply of these entities still requires to connect them by cables to the electrical sector.
Il existe actuellement des dispositifs électriques, tels que des calculatrices ou des montres, comportant une pile rechargeable connectée à au moins une cellule photovoltaïque encastrée sur le boîtier extérieur du dispositif. La cellule reçoit et convertit la lumière ambiante, des rayons infrarouges ou des rayons ultraviolets en de l'énergie électrique afin de recharger la pile du dispositif. Ces solutions en lumière visible artificielle diffuse ou ambiante sont incompatibles avec la consommation plus élevée de certains dispositifs électriques, comme un ordinateur portable ou un téléphone portable. La surface disponible sur le dispositif électrique pour implanter les cellules photovoltaïques n'est bien souvent pas assez grande. Sous un éclairage artificiel, la puissance récupérable par des cellulesThere are currently electrical devices, such as calculators or watches, comprising a rechargeable battery connected to at least one photovoltaic cell embedded in the outer casing of the device. The cell receives and converts ambient light, infrared rays or ultraviolet rays into electrical energy to recharge the battery of the device. These diffuse or ambient artificial visible light solutions are incompatible with the higher consumption of certain electrical devices, such as a laptop or a mobile phone. The surface available on the electrical device for implanting the photovoltaic cells is often not large enough. Under artificial lighting, the power recoverable by cells
2 photovoltaïques est de l'ordre de 100 μW/cm . Pour un mobile cellulaire offrant une surface pouvant porter2 photovoltaics is of the order of 100 μW / cm. For a cell phone with a surface that can carry
2 des cellules photovoltaïques de 50 cm , la puissance récupérable serait de 5 mW. Or il faudrait cent fois plus de puissance pour alimenter normalement la batterie du mobile.2 photovoltaic cells of 50 cm, the recoverable power would be 5 mW. It would take a hundred times more power to power the mobile battery normally.
Pour charger les batteries de ces dispositifs par voie optique, il faut transmettre aux cellules photovoltaïques une lumière de puissance nettement supérieure à la puissance d'une lumière ambiante ou artificielle.To charge the batteries of these devices optically, it is necessary to transmit to the photovoltaic cells a light of power much greater than the power of an ambient or artificial light.
Par ailleurs dans le cadre de projet de transport dans l'espace, des panneaux photovoltaïques montés sur des dispositifs mobiles se déplaçant sur une planète sont alimentés par transmission d'énergie via le faisceau d'un laser pompé par le soleil dans un dispositif d'accumulation d'énergie solaire fixe sur une planète. Cet agencement transmet sur de très longues distances de l'énergie par voie optique. De tels dispositifs sont adaptés à une utilisation professionnelle contrôlée et nécessitent des matériaux coûteux. Le système de transmission d'énergie par voie optique selon l'invention est destiné à de plus courtes distances au plus de l'ordre de la centaine de mètres entre le dispositif électrique et un transmetteur dont l'énergie à transmettre doit être adaptée aux cellules du dispositif électrique, quel que soit l'utilisateur qui n'est pas un spécialiste.Moreover, in the context of a space transportation project, photovoltaic panels mounted on mobile devices moving on a planet are powered by energy transmission via the beam of a sun-pumped laser in a device accumulation of fixed solar energy on a planet. This arrangement transmits energy over very long distances. Such devices are suitable for controlled professional use and require expensive materials. The optical energy transmission system according to the invention is intended for shorter distances at most of the order of a hundred meters between the electrical device and a transmitter whose energy to be transmitted must be adapted to the cells. of the electrical device, regardless of the user who is not a specialist.
En transmission d'énergie électromagnétique, un autre projet prévoit de transmettre de la puissance en micro-onde depuis un générateur solaire en orbite vers une station au sol. Il existe également des solutions à plus basse fréquence pour transmettre de l'énergie, par exemple au moyen d'un émetteur/récepteur radio ou d'un système à couplage par induction mutuelle. Les systèmes à micro-onde posent des problèmes de compatibilité électromagnétique et les systèmes à basse fréquence posent des problèmes de portée et de brouillage, ce qui rend tous ces systèmes moins efficaces.In electromagnetic energy transmission, another project plans to transmit microwave power from a solar generator in orbit to a ground station. There are also lower frequency solutions for transmitting energy, for example by means of a radio transmitter / receiver or a mutual induction coupling system. Microwave systems pose problems of electromagnetic compatibility and low frequency systems pose range and interference problems, making all these systems less efficient.
L'invention se base sur une transmission de lumière dans le domaine du visible, ou de l'infrarouge ou de l'ultraviolet, dont l'énergie est récupérable par effet photovoltaïque .The invention is based on a transmission of light in the visible range, or the infrared or the ultraviolet, whose energy is recoverable by photovoltaic effect.
Pour pallier les inconvénients évoqués ci- dessus. L'invention fournit un procédé pour transmettre de l'énergie destinée à alimenter un dispositif électrique par voie optique depuis un transmetteur de puissance, le dispositif électrique comportant un photorécepteur, comprenant un positionnement et une concentration d'un faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur de puissance sur le photorécepteur et une alimentation du dispositif électrique avec une puissance du faisceau lumineux positionné et concentré plus élevée que la puissance faible.To overcome the disadvantages mentioned above. The invention provides a method for transmitting energy for powering an electrical device optically from a power transmitter, the electrical device having a photoreceptor comprising positioning and concentrating a low power light beam emitted by the power transmitter on the photoreceptor and a power supply of the electrical device with a power of the light beam positioned and concentrated higher than the low power.
Le rendement énergétique global entre l'énergie électrique reçue et issue de la conversion de l'énergie lumineuse et l'énergie électrique fournie par le transmetteur est optimisé puisque le transmetteur de puissance n'émet le faisceau lumineux de forte puissance que lorsque le faisceau lumineux est convenablement positionné et concentré par rapport au photorécepteur, la concentration permettant un meilleur bilan énergétique.The overall energy efficiency between the electrical energy received and resulting from the conversion of the light energy and the electrical energy supplied by the transmitter is optimized since the power transmitter emits the high power light beam only when the light beam is properly positioned and concentrated with respect to the photoreceptor, the concentration allowing a better energy balance.
L'invention facilite la charge du dispositif électrique en supprimant l'utilisation de chargeur souvent lourd et de câbles électriques souvent encombrants à brancher au secteur électrique.The invention facilitates the charging of the electrical device by eliminating the use of often heavy loader and often bulky electrical cables to connect to the electrical sector.
Un bon positionnement et une bonne concentration du faisceau lumineux sur des cellules photovoltaïques du photorécepteur diminue la perte de puissance lumineuse émise par le transmetteur. A cet égard, lors du positionnement et de la concentration du faisceau lumineux par le transmetteur de puissance, le procédé comprend : une initialisation d'un paramètre d'un système optique de concentration à une valeur maximale, afin que le faisceau lumineux de faible puissance ait un diamètre maximum, une activation d'un mécanisme de positionnement du faisceau lumineux sur le photorécepteur du dispositif électrique, un arrêt du positionnement du faisceau lumineux à la réception d'un signalement d'une excitation simultanée de premiers photodétecteurs depuis le dispositif électrique par le transmetteur de puissance, une décrémentation d'un pas du paramètre du système optique de concentration pour diminuer le diamètre du faisceau lumineux, et une réitération des trois étapes précédentes tant que le transmetteur de puissance ne reçoit pas un signalement par le dispositif électrique d'une désexcitation simultanée des premiers photodétecteurs et d'une excitation simultanée de deuxièmes photodétecteurs du dispositif électrique. Par exemple les deuxièmes photodétecteurs encadrent le photorécepteur et sont encadrés par les premiers photodétecteurs sur une face du dispositif électrique .Good positioning and a good concentration of the light beam on photoreceptor photovoltaic cells reduces the loss of light power emitted by the transmitter. In this regard, when positioning and concentrating the light beam by the power transmitter, the method comprises: initializing a parameter of a concentration optical system to a maximum value, so that the low power light beam has a maximum diameter, an activation of a mechanism for positioning the light beam on the photoreceptor of the electrical device, a stop of the positioning of the light beam on receipt of a signal of a simultaneous excitation of first photodetectors from the electrical device by the power transmitter, a decrementation of one step of the optical concentration system parameter to decrease the diameter of the light beam, and a reiteration of the previous three steps as long as the power transmitter does not receive a signal from the electrical device of a simultaneous deexcitation of the first photodetectors and simultaneous excitation of second photodetectors of the electrical device. For example, the second photodetectors flank the photoreceptor and are framed by the first photodetectors on one side of the electrical device.
Lors de l'alimentation du dispositif électrique par le transmetteur de puissance, le faisceau lumineux peut être repositionné et reconcentré à la réception d'un des signalements du dispositif électrique relatifs respectivement à une excitation d'au moins un premier photodétecteur et à une désexcitation d'au moins un deuxième photodétecteur, le transmetteur commandant une diminution de la puissance du faisceau lumineux tant que ledit faisceau n'est pas positionné et concentré sur le photorécepteur. Pour positionner plus rapidement le faisceau lumineux, un positionnement du faisceau lumineux peut être préalablement mis en œuvre en fonction de données de réglage relatives au dispositif électrique et mémorisées dans le transmetteur de puissance. Pour concentrer plus rapidement le faisceau lumineux, une fixation d'un paramètre d'un système optique de concentration du faisceau lumineux peut être préalablement mise en œuvre en fonction de données de réglage relatives au dispositif électrique et mémorisées dans le transmetteur de puissance afin que le faisceau lumineux de faible puissance ait un diamètre prédéterminé.During the power supply of the electrical device by the power transmitter, the light beam can be repositioned and reconcentrated upon receipt of one of the signals from the electrical device relating respectively to an excitation of at least one first photodetector and to a de-excitation of at least one second photodetector, the transmitter controlling a decrease in the power of the light beam until said beam is positioned and focused on the photoreceptor. To position the light beam more quickly, a positioning of the light beam can be previously implemented according to the adjustment data relating to the electrical device and stored in the power transmitter. In order to concentrate the light beam more quickly, a setting of a parameter of an optical system for concentrating the light beam can be implemented beforehand according to the adjustment data relating to the electrical device and stored in the power transmitter so that the light beam of low power has a predetermined diameter.
L'énergie nécessaire à la charge du dispositif électrique est optimisée selon l'invention par un réglage de la puissance d'émission du faisceau lumineux positionné et concentré en fonction de la puissance de réception du photorécepteur lors de l'alimentation du dispositif électrique. Pour un réglage plus rapide, la puissance lumineuse du faisceau lumineux est fixée en fonction de données de réglage relatives au dispositif électrique et mémorisées dans le transmetteur de puissance.The energy required to charge the electrical device is optimized according to the invention by adjusting the transmission power of the light beam positioned and concentrated according to the receiving power of the photoreceptor during the power supply of the electrical device. For faster adjustment, the light output of the light beam is set according to the setting data of the electrical device and stored in the power transmitter.
Le procédé de l'invention peut comprendre l'émission d'un signal de fin d'alimentation du dispositif électrique au transmetteur de puissance afin d'arrêter l'émission du faisceau lumineux. Le transmetteur passe alors en veille ce qui permet de mieux gérer la puissance fournie au dispositif électrique en évitant une consommation résiduelle non négligeable du transmetteur lorsque la batterie du dispositif électrique est chargée.The method of the invention may comprise the transmission of a signal of end of power supply of the electrical device to the power transmitter in order to stop the emission of the light beam. The transmitter then goes into standby which allows better management of the power supplied to the electrical device by avoiding a significant residual consumption of the transmitter when the battery of the electrical device is loaded.
L'invention a aussi pour objet un transmetteur de puissance et un dispositif électrique.The invention also relates to a power transmitter and an electrical device.
Le transmetteur de puissance transmet de l'énergie par voie optique au dispositif électrique comportant un photorécepteur, et comprend : un moyen pour positionner et concentrer un faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur sur le photorécepteur, et un moyen pour alimenter le dispositif électrique avec une puissance du faisceau lumineux positionné et concentré plus élevée que la puissance faible. Le dispositif électrique comporte un photorécepteur, et comprend un moyen pour détecter un positionnement et une concentration du faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur sur le photorécepteur, le photorécepteur recevant ensuite le faisceau lumineux positionné et concentré avec une puissance plus élevée que la puissance faible pour alimenter le dispositif électriqueThe power transmitter transmits energy optically to the electrical device having a photoreceptor, and comprises: means for positioning and focusing a low power light beam emitted by the transmitter on the photoreceptor, and means for powering the electrical device with a power of the light beam positioned and concentrated higher than the low power. The electrical device comprises a photoreceptor, and comprises means for detecting a positioning and concentration of the low power light beam emitted by the transmitter on the photoreceptor, the photoreceptor then receiving the positioned and focused light beam with a higher power than the power weak to power the electrical device
Enfin, l'invention se rapporte à des programmes d'ordinateur aptes à être mis en œuvre respectivement dans le transmetteur de puissance et le dispositif électrique et comportant des instructions réalisant une transmission d'énergie selon le procédé de l'invention.Finally, the invention relates to computer programs adapted to be implemented respectively in the power transmitter and the electrical device and comprising instructions for transmitting energy according to the method of the invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the following description of several embodiments of the invention given by way of non-limiting examples, with reference to the corresponding appended drawings in which:
- la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un système de transmission d'énergie comportant un dispositif électrique et un transmetteur de puissance selon 1 ' invention ;FIG. 1 is a schematic block diagram of a power transmission system comprising an electrical device and a power transmitter according to the invention;
- la figure 2 est un bloc-diagramme schématique représentatif d'une face du dispositif électrique selon l'invention comportant un photorécepteur ; - les figures 3 et 4 sont respectivement une vue de face et une coupe prise le long de la ligne IV-IV de la figure 3 d'un mécanisme de positionnement de faisceau lumineux produit par le transmetteur selon l ' invention ; - la figure 5 est un algorithme du procédé de transmission d'énergie par voie optique selon l'invention entre le transmetteur de puissance et le dispositif électrique dont la batterie est à charger ; etFIG. 2 is a schematic block diagram representative of a face of the electrical device according to the invention comprising a photoreceptor; - Figures 3 and 4 are respectively a front view and a section taken along the line IV-IV of Figure 3 of a light beam positioning mechanism produced by the transmitter according to the invention; FIG. 5 is an algorithm of the optical energy transmission method according to the invention between the power transmitter and the electrical device whose battery is to be charged; and
- la figure 6 est une vue de face schématique d'un vêtement communicant en tant que dispositif électrique sur un cintre doté d'un transmetteur de puissance par voie optique.- Figure 6 is a schematic front view of a clothing communicating as an electrical device on a hanger with a power transmitter optically.
En référence à la figure 1, un système de transmission de puissance par voie optique selon l'invention comprend au moins un dispositif électrique DE dont la batterie d'accumulateurs est à charger et un transmetteur de puissance T transmettant de l'énergie lumineuse au dispositif électrique DE via un faisceau lumineux FL pendant un temps prédéfini ou non.With reference to FIG. 1, an optical transmission system according to the invention comprises at least one electrical device DE whose accumulator battery is to be charged and a power transmitter T transmitting light energy to the device DE electric via a FL light beam for a predefined time or not.
Le dispositif électrique DE et le transmetteur de puissance T sont représentés sous forme de blocs fonctionnels dont la plupart assurent des fonctions ayant un lien avec l'invention et peuvent correspondre à des modules logiciels et/ou matériels.The electrical device DE and the power transmitter T are represented in the form of functional blocks, most of which provide functions relating to the invention and may correspond to software and / or hardware modules.
Le dispositif électrique DE comprend un photorécepteur PR et des photodétecteurs PDl et PD2 décrits plus en détail en référence à la figure 2, et une batterie électrique BI reliée au photorécepteur. Le dispositif DE comprend également une interface de communication ICD, un émetteur de présence EP et une mémoire MED. Les éléments PR, BI, ICD, EP et MED du dispositif DE sont reliés et commandés par une unité de traitement centrale CPUD. D'autres éléments spécifiques au fonctionnement normal du dispositif électrique DE, tel qu'un mobile radio, ne sont pas représentés sur la figure 1 afin de ne pas la surcharger. L'unité de traitement centrale CPUD du dispositif électrique DE transmet des messages MS au transmetteur T et en reçoit via l'interface de communication ICD.The electrical device DE comprises a photoreceptor PR and photodetectors PD1 and PD2 described in more detail with reference to FIG. 2, and an electric battery BI connected to the photoreceptor. The device DE also comprises an ICD communication interface, a presence transmitter EP and a memory MED. The elements PR, BI, ICD, EP and MED of the device DE are connected and controlled by a central processing unit CPUD. Other elements specific to the normal operation of the electric device DE, such as a mobile radio, are not shown in Figure 1 so as not to overload. The central processing unit CPUD of the electrical device DE transmits MS messages to the transmitter T and receives them via the communication interface ICD.
Selon une réalisation à bas coût destinée notamment à une transmission de courte portée limitant des risques de brouillage, l'interface de communication ICD est optronique et les messages MS transitent par voie optique, appelé également voie lumineuse, entre le dispositif DE et le transmetteur T et sont transportés dans des signaux lumineux SmD, SmT. Par exemple, l'interface de communication ICD comprend une source lumineuse telle qu'une diode électroluminescente LED pour émettre un signal lumineux SmD incluant des messages MS vers le transmetteur T, et un élément photosensible tel qu'une photodiode pour recevoir un signal lumineux SmT incluant des messages MS émis par le transmetteur T . La diode électroluminescente LED peut émettre une radiation dans le domaine visible ou de l'infrarouge ou de l'ultraviolet. Afin de discriminer le signal lumineux SmD, SmT et la lumière ambiante provenant du soleil et/ou d'un éclairage artificiel, le signal SmD, SmT est modulé en fréquence, amplitude ou phase. Le dispositif électrique DE comporte alors une unité de modulation-démodulation MDD pour moduler le signal lumineux SmD avant son émission vers le transmetteur T et démoduler le signal lumineux SmT transmis par le transmetteur T.According to a low-cost embodiment intended in particular for a short-range transmission limiting the risk of interference, the ICD communication interface is optronic and the MS messages are transmitted optically, also called light path, between the device DE and the transmitter T and are carried in light signals SmD, SmT. For example, the ICD communication interface comprises a light source such as a LED light emitting diode for emitting a light signal SmD including messages MS to the transmitter T, and a photosensitive element such as a photodiode for receiving a light signal SmT including MS messages transmitted by the transmitter T. The LED can emit radiation in the visible range or infrared or ultraviolet. In order to discriminate the light signal SmD, SmT and the ambient light from the sun and / or artificial lighting, the signal SmD, SmT is modulated in frequency, amplitude or phase. The electrical device DE then has a modulation-demodulation unit MDD for modulating the light signal SmD before it is transmitted to the transmitter T and demodulating the light signal SmT transmitted by the transmitter T.
Selon une autre réalisation également à bas coût destinée notamment à une transmission de courte portée limitant les risques de brouillage, l'interface de communication ICD comprend un émetteur radio et un récepteur radio de faible portée, par exemple pour liaison sans fil de type Bluetooth, WIFI (802.11.x), ou ZigBee (802.15.4), et les signaux SmD et SmT sont des signaux radio.According to another also low-cost embodiment intended in particular for a short-range transmission limiting the risk of interference, the ICD communication interface comprises a radio transmitter and a short-range radio receiver, for example. example for wireless link type Bluetooth, WIFI (802.11.x), or ZigBee (802.15.4), and SmD and SmT signals are radio signals.
L'émetteur de présence EP peut être intégré ou non dans l'interface de communication ICD. Il comprend par exemple une diode électroluminescente LED activée par l'unité de traitement centrale CPUD afin notamment de signaler par l'envoi d'un signal lumineux Sp la présence du dispositif électrique DE à un transmetteur T se trouvant à proximité lorsque le niveau d'énergie de la batterie BI du dispositif DE est réputée faible. En fin de charge de la batterie, l'émetteur de présence EP émet un signal de fin de charge Sf vers le transmetteur T. Afin de discriminer la lumière ambiante et les signaux de présence et de fin de charge Sp et Sf, ceux-ci sont également modulés par une unité de modulation UM.The presence transmitter EP may or may not be integrated in the ICD communication interface. It comprises, for example, a LED emitting diode activated by the central processing unit CPUD, in particular to signal by sending a light signal Sp the presence of the electric device DE to a transmitter T nearby when the level of BI battery power of the DE device is deemed low. At the end of charging the battery, the presence transmitter EP emits an end of charge signal Sf to the transmitter T. In order to discriminate the ambient light and the presence and end of charge signals Sp and Sf, these are also modulated by a UM modulation unit.
Selon une autre réalisation, l'émetteur de présence EP est un émetteur radio de faible portée, par exemple pour liaison sans fil de type Bluetooth, WIFI ou ZigBee, et les signaux Sp et Sf sont des signaux radio.According to another embodiment, the presence transmitter EP is a short range radio transmitter, for example wireless link type Bluetooth, WIFI or ZigBee, and the signals Sp and Sf are radio signals.
La mémoire MED est par exemple une mémoire de type ROM et comprend notamment un identificateur ID du dispositif électrique DE. La mémoire MED peut également comprendre d'autres données spécifiques au fonctionnement normal du dispositif DE.The memory MED is for example a ROM-type memory and notably comprises an identifier ID of the electrical device DE. The MED memory may also include other data specific to the normal operation of the DE device.
En référence à la figure 2, le photorécepteur PR est un générateur de courant photovoltaïque adapté au rayonnement de la source lumineuse du transmetteur T.With reference to FIG. 2, the photoreceptor PR is a photovoltaic current generator adapted to the radiation of the light source of the transmitter T.
Le photorécepteur PR comprend une cellule ou un panneau de plusieurs cellules photovoltaïques Cl à CN. Par exemple dans la figure 2, on a supposé que N = 9 cellules photovoltaïques étaient disposées à proximité les unes des autres et constituaient un ensemble rectangulaire sensiblement centré sur une face du boîtier du dispositif électrique DE. Les cellules photovoltaïques convertissent la puissance lumineuse fournie par le faisceau lumineux FL du transmetteur T en une puissance électrique à fournir à la batterie BI. Les cellules photovoltaïques sont par exemple des cellules en silicium cristallin de sensibilité 0,75 A/W sous une tension de 0,4 volt en infrarouge .The photoreceptor PR comprises a cell or a panel of several photovoltaic cells C1 to CN. For example in Figure 2, it was assumed that N = 9 photovoltaic cells were arranged close to each other and constituted a rectangular assembly substantially centered on one face of the housing of the electric device DE. The photovoltaic cells convert the light output provided by the light beam FL of the transmitter T into electrical power to be supplied to the battery BI. The photovoltaic cells are, for example, crystalline silicon cells with a sensitivity of 0.75 A / W at a voltage of 0.4 volts in the infrared range.
Les photodétecteurs PD sont par exemple des photodiodes et servent à centrer automatiquement la source lumineuse du transmetteur T sur le photorécepteur PR. Ils sont au moins deux premiers photodétecteurs et deux deuxièmes photodétecteurs pour positionner et concentrer correctement le faisceau lumineux de puissance FL émis par le transmetteur T et dirigé vers les cellules photovoltaïques Cl à CN du photorécepteur PR de manière à maximiser la puissance reçue. Selon la réalisation illustrée à la figure 2, quatre premiers photodétecteurs PDl et quatre deuxièmes photodétecteurs PD2 sont fixés sur la face du boîtier du dispositif électrique DE. Les photodétecteurs PDl encadrent l'ensemble rectangulaire des cellules photovoltaïques Cl à CN et sont sensiblement centrés sur les diagonales de l'ensemble rectangulaire. Les deuxièmes photodétecteurs PD2 encadrent à proximité l'ensemble rectangulaire des cellules photovoltaïques Cl à CN et sont sensiblement centrés sur les axes de l'ensemble rectangulaire et aux sommets d'un losange inscrit dans le rectangle sur les sommets duquel les premiers photodétecteurs PDl sont sensiblement centrés. Selon une réalisation de l'invention, tous les éléments nécessaires à l'alimentation de la batterie BI font partie intégrante du dispositif électrique DE.The photodetectors PD are for example photodiodes and serve to automatically center the light source of the transmitter T on the photoreceptor PR. They are at least two first photodetectors and two second photodetectors for correctly positioning and concentrating the power light beam FL emitted by the transmitter T and directed towards the photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR so as to maximize the received power. According to the embodiment illustrated in FIG. 2, four first photodetectors PD1 and four second photodetectors PD2 are fixed on the face of the housing of the electric device DE. The photodetectors PD1 frame the rectangular assembly of the photovoltaic cells C1 to CN and are substantially centered on the diagonals of the rectangular assembly. The second photodetectors PD2 close the rectangular array of photovoltaic cells C1 to CN and are substantially centered on the axes of the rectangular assembly and at the vertices of a diamond inscribed in the rectangle on the vertices of which the first photodetectors PD1 are substantially centered. According to one embodiment of the invention, all the elements necessary for supplying the battery BI are an integral part of the electrical device DE.
En variante, le photorécepteur PR ainsi que l'interface de communication ICD et l'émetteur de présence EP sont implantés sur un support amovible, tel qu'un capot ou une enveloppe, qui peut être connecté aux bornes de charge du dispositif électrique DE.As a variant, the photoreceptor PR as well as the communication interface ICD and the presence transmitter EP are implanted on a removable medium, such as a cover or an envelope, which can be connected to the charging terminals of the electrical device DE.
Le dispositif électrique DE peut être un mobile radio, un ordinateur portable, un assistant numérique personnel communicant PDA, ou un terminal domestique portable ou non comme une console de jeux vidéo ou un récepteur de télévision intelligent. Le dispositif électrique peut être également un appareil domotique tel qu'un équipement portable, un vêtement communicant, des capteurs, des actionneurs, ou tout autre appareil contenant une batterie interne à charger. Le dispositif électrique ne nécessite aucune liaison par câble électrique ou optique pour être alimenté par le transmetteur T. Ainsi tout dispositif électrique selon l'invention comprend un profil de consommation qui lui est propre selon son fonctionnement intermittent ou continu et selon la puissance utilisée faible ou élevée lors de son fonctionnement .The electrical device DE may be a mobile radio, a laptop, a personal digital assistant PDA, or a portable terminal or not as a video game console or a smart TV receiver. The electrical device can also be a home automation device such as portable equipment, a communicating garment, sensors, actuators, or any other device containing an internal battery to be charged. The electrical device does not require any electrical or optical cable connection to be powered by the transmitter T. Thus any electrical device according to the invention comprises a consumption profile that is specific to it according to its intermittent or continuous operation and according to the power used weak or elevated during operation.
Le transmetteur de puissance T comprend une source lumineuse SL et un circuit d'alimentation réglable CAR connecté à la source lumineuse SL afin de lui fournir une puissance électrique réglable. Le transmetteur T comprend également un dispositif d'ajustement de source lumineuse MP-CO, une interface de communication ICT, un détecteur de présence DP et une mémoire MET.The power transmitter T comprises a light source SL and an adjustable power supply circuit CAR connected to the light source SL in order to provide it with an adjustable electric power. The transmitter T also comprises a device MP-CO light source adjustment system, ICT communication interface, DP presence detector and MET memory.
Les éléments SL, CAR, MP-CO, ICT, DP et MET du transmetteur T sont reliés et commandés par une unité traitement centrale CPUT.The elements SL, CAR, MP-CO, ICT, DP and MET of the transmitter T are connected and controlled by a central processing unit CPUT.
Le circuit d'alimentation CAR est branché au secteur électrique. En variante, le circuit CAR comprend une alimentation électrique autonome. Le circuit CAR règle la puissance électrique à fournir à la source lumineuse SL en fonction du profil de consommation du dispositif électrique DE et du type et du nombre de cellules photovoltaïques Cl à CN du photorécepteur PR afin d'adapter l'émission du faisceau lumineux à une puissance utile pour un maximum de rendement RM entre l'alimentation de la source lumineuse SL et la sortie électrique du photorécepteur. La source lumineuse SL convertit la puissance électrique fournie en une puissance lumineuse au dispositif DE sous la forme du faisceau lumineux FL. Selon une réalisation, le faisceau lumineux FL est un faisceau infrarouge afin qu'il ne soit pas visible et gênant dans une pièce obscure. Selon d'autres réalisations, le faisceau émis FL est dans le domaine du visible ou de l'ultraviolet. La source lumineuse SL peut comprendre un laser, une diode photoémissive, une diode électroluminescente, une ampoule à filament ou un tube fluorescent.The CAR supply circuit is connected to the mains. In a variant, the circuit CAR comprises an autonomous power supply. The circuit CAR regulates the electrical power to be supplied to the light source SL according to the consumption profile of the electrical device DE and the type and number of photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR in order to adapt the emission of the light beam to a power output for a maximum RM efficiency between the supply of the light source SL and the electrical output of the photoreceptor. The light source SL converts the electric power supplied into a light power to the device DE in the form of the light beam FL. In one embodiment, the light beam FL is an infrared beam so that it is not visible and disturbing in a dark room. According to other embodiments, the emitted beam FL is in the visible or ultraviolet range. The light source SL may comprise a laser, a light emitting diode, a light emitting diode, a filament bulb or a fluorescent tube.
Afin de discriminer le faisceau lumineux FL et la lumière ambiante, une unité de modulation UMT module le faisceau FL en fréquence, amplitude ou phase .In order to discriminate the light beam FL and the ambient light, a modulation unit UMT modulates the beam FL in frequency, amplitude or phase.
Le dispositif MP-CO ajuste le faisceau lumineux FL de la source SL en fonction du photorécepteur PR et comprend un mécanisme de positionnement MP et un système optique de concentration CO de la source SL. Lors du positionnement et de la concentration de la source lumineuse SL, celle-ci produit un faisceau lumineux de puissance faible afin de ne pas risquer d'endommager des entités placées à proximité du dispositif électrique ou de créer des dommages oculaires aux personnes situées proches du faisceau lumineux.The MP-CO adjusts the light beam FL of the source SL as a function of the photoreceptor PR and comprises a positioning mechanism MP and a CO concentration optical system of the SL source. When positioning and concentrating the light source SL, it produces a light beam of low power so as not to risk damaging entities placed near the electrical device or to create eye damage to people close to the light source. light bleam.
Le mécanisme de positionnement MP dirige le faisceau lumineux FL de puissance faible produit par la source lumineuse SL en direction du photorécepteur PR du dispositif DE afin que tous les photodétecteurs PDl et PD2 soient excités.The positioning mechanism MP directs the low power light beam FL produced by the light source SL towards the photoreceptor PR of the device DE so that all the photodetectors PD1 and PD2 are excited.
Un mode de réalisation particulier connu dans le domaine de la mécanique est illustré aux figures 3 et 4. Selon cette réalisation, le mécanisme de positionnement MP déplace l'axe optique de la source lumineuse SL suivant une cycloïde du faisceau lumineux FL, et comprend un pignon PI entrainé en rotation par un moteur Mt, une roue dentée pleine RD et une couronne dentée CD. La couronne CD tourne librement autour d'un axe parallèle à l'axe du moteur et comporte une denture externe s 'engrenant avec le pignon moteur PI et une denture interne s 'engrenant avec la roue RD. Dans la roue RD est pratiquée une ouverture circulaire excentrée Or qui est traversée par un tube Tb de diamètre inférieur au diamètre de l'ouverture. Une des extrémités du tube Tb peut pivoter sur un pivot Pv fixé dans le boîtier du transmetteur T. L'autre extrémité du tube supporte la source lumineuse SL.A particular embodiment known in the field of mechanics is illustrated in FIGS. 3 and 4. According to this embodiment, the positioning mechanism MP moves the optical axis of the light source SL along a cycloid of the light beam FL, and comprises a pinion P1 rotated by a motor Mt, a full gear RD and a ring gear CD. The ring gear rotates freely about an axis parallel to the axis of the motor and has an external toothing meshing with the motor pinion PI and an internal toothing meshing with the RD wheel. In the RD wheel is practiced an eccentric circular opening Gold which is crossed by a tube Tb of diameter less than the diameter of the opening. One end of the tube Tb can pivot on a pivot Pv fixed in the transmitter housing T. The other end of the tube supports the light source SL.
Dès que le moteur Mt est activé par l'unité de traitement CPUT du transmetteur T, il entraîne le pignon PI qui fait tourner dans le même sens la couronne dentée CD et la roue dentée RD. La source lumineuse SL fixée à une extrémité du tube Tb décrit une cycloïde dont le diamètre est nettement supérieur à la plus grande dimension de l'ensemble de cellules du photorécepteur PR et balaie une surface circulaire plane concentrique à la couronne dentée CD. Après un positionnement approximatif de la source SL en face du photorécepteur PR, le spot du faisceau lumineux FL décrit une courbe fermée cycloïdale sur la face du dispositif électrique DE comportant la surface du photorécepteur PR. L'unité de traitement CPUT commande l'arrêt du moteur Mt quand le faisceau FL recouvre au mieux le photorécepteur PR, c'est-à-dire lorsque tous les premiers photodétecteurs PDl sont excités . Selon d'autres variantes de cette réalisation, le pignon denté moteur PI et la couronne dentée menée CD sont remplacés par tout moyen d'entraînement connu tel qu'une courroie dentée coopérant avec des poulies motrice et menée ou une chaîne coopérant avec des pignons moteur et mené.As soon as the engine Mt is activated by the processing unit CPUT of the transmitter T, it drives the pinion PI which rotates in the same direction the ring gear CD and the gear RD. Source SL luminaire attached to one end of the tube Tb describes a cycloid whose diameter is significantly greater than the largest dimension of the PR photoreceptor cell assembly and sweeps a planar circular surface concentric to the ring gear CD. After an approximate positioning of the source SL in front of the photoreceptor PR, the spot of the light beam FL describes a cycloidal closed curve on the face of the electric device DE comprising the surface of the photoreceptor PR. The processing unit CPUT controls the stopping of the engine Mt when the beam FL covers the photoreceptor PR at best, that is to say when all the first photodetectors PD1 are excited. According to other variants of this embodiment, the motor pinion PI and the driven ring gear CD are replaced by any known drive means such as a toothed belt cooperating with drive and driven pulleys or a chain cooperating with the drive pinions. and led.
Selon une deuxième réalisation, le mécanisme de positionnement MP est une platine micrométrique supportant la source lumineuse SL. La platine est déplaçable suivant deux axes orthogonaux entre eux et à l'axe optique de la source lumineuse SL et munis chacun de deux détecteurs de fin de course. La platine est par exemple déplacée en zigzag pour que le spot du faisceau lumineux FL balaie la face du dispositif électrique DE comportant la surface du photorécepteur PR.According to a second embodiment, the positioning mechanism MP is a micrometric stage supporting the light source SL. The plate is movable along two axes orthogonal to each other and to the optical axis of the light source SL and each provided with two end-of-travel detectors. The plate is for example zigzagged so that the spot of the light beam FL sweeps the face of the electric device DE having the surface of the photoreceptor PR.
En variante, pour élargir la zone de balayage, une solution consiste à monter à pivotement dans le transmetteur T l'une des extrémités d'un tube à l'autre extrémité duquel est fixée la source SL. La platine micrométrique déplace sur une faible distance une partie intermédiaire du tube entre ses extrémités suivant les deux axes orthogonaux afin que la source lumineuse soit déplacée sur une plus grande distance.Alternatively, to widen the scanning area, one solution is to pivot in the transmitter T at one end of a tube at the other end of which is fixed the source SL. The micrometric stage moves a short distance an intermediate portion of the tube between its ends along the two orthogonal axes so that the light source is moved over a greater distance.
Le système optique de concentration CO par exemple par collimation ou focalisation est placé devant la source lumineuse SL et présente une distance focale variable par focalisation et/ou une ouverture variable par collimation. Le diamètre du spot du faisceau lumineux FL varie jusqu'à ce que seuls les deuxièmes photodétecteurs PD2 soient excités .The optical concentrating system CO for example by collimation or focusing is placed in front of the light source SL and has a variable focal length by focusing and / or a variable opening by collimation. The diameter of the spot of the light beam FL varies until only the second photodetectors PD2 are excited.
L'unité de traitement CPUT du transmetteur transmet et reçoit des messages MS via l'interface de communication ICT communiquant avec l'interface de communication ICD du dispositif électrique DE. L'interface de communication ICT est analogue à celle ICD du dispositif électrique DE.The transmitter CPUT processing unit transmits and receives MS messages via the ICT communication interface communicating with the communication interface ICD of the electrical device DE. The ICT communication interface is analogous to that ICD of the electrical device DE.
Lorsque l'interface ICT est optronique et les messages MS transitent par voie lumineuse entre le dispositif DE et le transmetteur T, ils sont transportés par un signal lumineux SmD, SmT. L'interface de communication ICT comprend alors par exemple une diode électroluminescente LED pour émettre un signal lumineux SmT incluant les messages MS au dispositif DE, et une photodiode pour recevoir le signal lumineux SmD incluant des messages MS émis par le dispositif DE. La diode électroluminescente peut émettre une radiation dans le domaine du visible ou de l'infrarouge ou de l'ultraviolet. Le transmetteur T comporte une unité de modulation- démodulation MDT analogue à l'unité MDD pour moduler le signal lumineux SmT avant son émission vers le dispositif DE et démoduler le signal lumineux SmD transmis par le dispositif DE, afin de discriminer les signaux lumineux SmD et SmT et la lumière ambiante .When the ICT interface is optronic and MS messages are transmitted lightly between the device DE and the transmitter T, they are transported by a light signal SmD, SmT. The ICT communication interface then comprises, for example, an LED light emitting diode for emitting a light signal SmT including the messages MS to the device DE, and a photodiode for receiving the light signal SmD including messages MS emitted by the device DE. The light-emitting diode can emit radiation in the visible or infrared or ultraviolet range. The transmitter T comprises a modulation-demodulation unit MDT analogous to the unit MDD for modulating the light signal SmT before it is transmitted to the device DE and demodulating the light signal SmD transmitted by the device DE, in order to discriminate SmD and SmT light signals and ambient light.
Selon l'autre réalisation, l'interface de communication ICT comprend un émetteur radio et un récepteur radio de faible portée, et les signaux SmD et SmT sont des signaux radio.According to the other embodiment, the ICT communication interface comprises a radio transmitter and a short-range radio receiver, and the SmD and SmT signals are radio signals.
Le détecteur de présence DP du transmetteur T est relié à une unité de démodulation DM. Le détecteur DP et l'unité DM sont complémentaires de l'émetteur de présence EP et l'unité de démodulation UM dans le dispositif électrique DE et détectent le signal de présence Sp ou le signal de fin de charge Sf et en informent l'unité de traitement CPUT qui active ou désactive l'émission du faisceau lumineux FL.The presence detector DP of the transmitter T is connected to a demodulation unit DM. The DP detector and the DM unit are complementary to the presence transmitter EP and the demodulation unit UM in the electrical device DE and detect the presence signal Sp or the end of charge signal Sf and inform the unit CPUT which activates or deactivates the emission of the light beam FL.
La mémoire MET du transmetteur T est par exemple une mémoire de type ROM et comprend des identificateurs IDk de dispositifs électriques appariés à des données de réglage Rgk relatives aux dispositifs électriques. Les données de réglage relatifs au dispositif DE dépendent du profil de consommation de la batterie BI et sont notamment des coordonnées de position de la source lumineuse SL et au moins la valeur d'un paramètre, tel qu'une distance focale ou une ouverture, du système optique de concentration fixes ou comprises dans des intervalles prédéterminés, et un niveau de puissance lumineuse à fournir au dispositif électrique DE adapté au type et au nombre de cellules photovoltaïques du photorécepteur PR.The transmitter MET memory T is for example a ROM-type memory and includes IDk identifiers of electrical devices matched to Rgk adjustment data relating to electrical devices. The setting data relating to the device DE depend on the consumption profile of the battery BI and are in particular position coordinates of the light source SL and at least the value of a parameter, such as a focal length or an aperture, of the light source. optical system of concentration fixed or included in predetermined intervals, and a level of light power to be supplied to the electric device DE adapted to the type and to the number of photovoltaic cells of the photoreceptor PR.
En référence à la figure 5, le procédé pour transmettre de l'énergie par voie optique depuis le transmetteur de puissance T au dispositif électrique DE comprend des étapes El à E12. A l'étape El, le transmetteur de puissance T est en veille tant qu'aucun dispositif électrique ne signale sa présence. A l'étape E2 dans le dispositif électrique DE, l'unité de traitement centrale CPUD compare le niveau de charge Nc, tel que la tension de charge, de la batterie BI à un seuil de charge faible Scf. Si le niveau Nc est inférieur au seuil Scf, l'unité de traitement centrale CPUD active l'émetteur de présence EP afin que ce dernier émette un signal de présence Sp vers le détecteur de présence DP du transmetteur T, à l'étape E3. L'unité de traitement centrale CPUD surveille l'excitation au moins des photodétecteurs PDl.With reference to FIG. 5, the method for transmitting energy optically from the power transmitter T to the electrical device DE comprises steps E1 to E12. In step E1, the power transmitter T is on standby as long as no electrical device indicates its presence. In step E2 in the electrical device DE, the central processing unit CPUD compares the charge level Nc, such as the charging voltage, of the battery BI to a low load threshold Scf. If the level Nc is below the threshold Scf, the central processing unit CPUD activates the presence transmitter EP so that the latter transmits a presence signal Sp to the presence detector DP of the transmitter T, in step E3. The central processing unit CPUD monitors the excitation of at least PDL photodetectors.
En variante, à l'étape E2, si le niveau de charge Nc de la batterie BI est très faible, la batterie est hors d'usage et l'utilisateur du dispositif DE active manuellement l'envoi du signal de présence Sp par l'émetteur de présence EP, par exemple en appuyant sur un bouton poussoir placé sur le dispositif DE et connectant l'émetteur EP à la batterie .Alternatively, in step E2, if the charge level Nc of the battery BI is very low, the battery is out of use and the user of the device DE manually activates the sending of the presence signal Sp by the presence transmitter EP, for example by pressing a push button placed on the device DE and connecting the transmitter EP to the battery.
La réception du signal de présence Sp par le détecteur de présence DP à l'étape E3 réveille l'unité de traitement CPUT dans le transmetteur T dont la diode électroluminescente LED dans l'interface ICT ou la source lumineuse SL émet un spot lumineux pour que l'utilisateur mette grossièrement face à face le photorécepteur PR et la source lumineuse SL.The reception of the presence signal Sp by the presence detector DP in step E3 awakens the processing unit CPUT in the transmitter T whose LED in the ICT interface or the light source SL emits a light spot so that the user puts the photoreceptor PR and the light source SL roughly face to face.
L'unité de traitement CPUT du transmetteur T active le circuit d'alimentation CAR qui règle la puissance électrique W à une puissance faible Wf appliquée à la source lumineuse SL pour positionner et concentrer le faisceau lumineux FL vers les cellules photovoltaïques Cl à CN du photorécepteur PR. La source lumineuse SL convertit la puissance électrique appliquée en une puissance lumineuse transmise par le faisceau FL vers le photorécepteur PR du dispositif DE.The transmission unit CPUT of the transmitter T activates the supply circuit CAR which regulates the electric power W at a low power Wf applied to the light source SL to position and concentrating the light beam FL towards the photovoltaic cells C1 to CN of the photoreceptor PR. The light source SL converts the electric power applied into a light power transmitted by the beam FL to the photoreceptor PR of the device DE.
A l'étape E4, l'unité de traitement CPUT du transmetteur active le mécanisme de positionnement MP et le système optique de concentration CO, et commande au moins un paramètre optique po à une valeur poM tel que la distance focale ou l'ouverture de collimation du système de concentration CO pour que le faisceau FL ait un diamètre maximum.In step E4, the transmitter's CPUT processing unit activates the positioning mechanism MP and the optical focusing system CO, and controls at least one optical parameter po at a poM value such as the focal length or the aperture of collimation of the CO concentration system so that the FL beam has a maximum diameter.
A l'étape E5, le photorécepteur PR du dispositif électrique DE reçoit le faisceau FL de puissance faible. Dès que tous les photodétecteurs PDl sont excités simultanément par le faisceau FL, l'unité de traitement centrale CPUD du dispositif DE établit un message MSl indiquant que la source lumineuse SL est correctement positionnée. Le message établi MSl est inclus dans un signal lumineux SmD transmis par l'interface de communication ICD à l'interface de communication ICT du transmetteur T, à l'étape E6.In step E5, the photoreceptor PR of the electrical device DE receives the beam FL of low power. As soon as all the photodetectors PD1 are excited simultaneously by the beam FL, the central processing unit CPUD of the device DE establishes a message MS1 indicating that the light source SL is correctly positioned. The established message MS1 is included in a light signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T, in step E6.
A la réception du message MSl, l'unité de traitement CPUT du transmetteur T arrête le mécanisme de positionnement MP et fait varier le paramètre po du système de concentration CO, par exemple en le décrémentant d'un pas Δpo, pour que le diamètre du spot du faisceau lumineux FL sur la face du dispositif DE contenant le photorécepteur PR diminue. A l'étape E7, si un ou des photodétecteurs PDl sont excités par le faisceau FL et/ou un ou des photodétecteurs PD2 ne sont pas excités par le faisceau FL, le dispositif DE transmet un deuxième message MS2 à l'interface de communication ICT, afin que l'unité de traitement CPUT du transmetteur T réactive le mécanisme de positionnement MP, à l'étape E8. Le message établi MS2 est inclus dans un signal lumineux SmD transmis par l'interface de communication ICD à l'interface de communication ICT du transmetteur T. Tant que tous les photodétecteurs PDl ne sont pas désexcités par le faisceau FL et que tous les photodétecteurs PD2 ne sont pas excités simultanément par le faisceau FL, le procédé reboucle de l'étape E8 à l'étape E5.Upon reception of the message MS1, the processing unit CPUT of the transmitter T stops the positioning mechanism MP and varies the parameter po of the concentration system CO, for example by decrementing it by a step Δpo, so that the diameter of the spot of the light beam FL on the face of the DE device containing the photoreceptor PR decreases. In step E7, if one or more photodetectors PD1 are excited by the beam FL and / or one or more photodetectors PD2 are not excited by the beam FL, the device DE transmits a second message MS2 to the communication interface ICT , to that the processing unit CPUT of the transmitter T reactivates the positioning mechanism MP, in step E8. The established message MS2 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T. As long as all the photodetectors PD1 are not de-excited by the beam FL and all the photodetectors PD2 are not excited simultaneously by the FL beam, the method loops from step E8 to step E5.
A l'étape E7, dans le cas contraire, le spot du faisceau FL est concentré sur les cellules du photorécepteur PR.In step E7, in the opposite case, the spot of the beam FL is concentrated on the cells of the photoreceptor PR.
A l'étape E9, l'excitation simultanée des photodétecteurs PD2 simultanément avec la désexcitation des photodétecteurs PDl est interprétée par l'unité de traitement centrale CPUD pour établir un troisième message MS3 signalant que la source lumineuse est correctement concentrée sur le photorécepteur. Le message établi MS3 est inclus dans un signal lumineux SmD transmis par l'interface de communication ICD à l'interface de communication ICT du transmetteur T.In step E9, the simultaneous excitation of the photodetectors PD2 simultaneously with the de-excitation of the photodetectors PD1 is interpreted by the central processing unit CPUD to establish a third message MS3 signaling that the light source is correctly focused on the photoreceptor. The established message MS3 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T.
A la réception du message MS3, l'unité de traitement CPUT du transmetteur T commande au circuit d'alimentation CAR l'augmentation de la puissance électrique W à une puissance élevée We pour la pleine charge de la batterie BI du dispositif électrique DE. La source lumineuse SL convertit la puissance électrique élevée en une puissance lumineuse élevée transmise par le faisceau FL au photorécepteur PR.On receipt of the message MS3, the processing unit CPUT of the transmitter T controls the supply circuit CAR the increase of the electric power W to a high power We for the full charge of the battery BI of the electric device DE. The light source SL converts the high electric power into a high light output transmitted by the beam FL to the photoreceptor PR.
A l'étape ElO, le photorécepteur PR reçoit la puissance du faisceau lumineux FL et la compare à la puissance utile aux cellules Cl à CN. A l'étape EIl, si les cellules ne fonctionnent pas au rendement maximum RM, l'unité de traitement centrale CPUD établit un quatrième message MS4 demandant une augmentation ou une diminution Δw de la puissance d'émission lumineuse. Le message établi MS4 est inclus dans un signal lumineux SmD transmis par l'interface de communication ICD à l'interface de communication ICT du transmetteur T. A la réception du message MS4, l'unité de traitement CPUT du transmetteur commande au circuit d'alimentation CAR d'augmenter ou de diminuer la puissance d'émission W de Δw.In step ElO, the photoreceptor PR receives the power of the light beam FL and compares it with the power output of the cells C1 to CN. In step EI1, if the cells do not operate at maximum efficiency RM, the central processing unit CPUD establishes a fourth message MS4 requesting an increase or decrease Δw of the light emission power. The established message MS4 is included in a signal SmD transmitted by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter T. Upon receipt of the message MS4, the processing unit CPUT of the transmitter controls the circuit of the transmitter. CAR power supply to increase or decrease the transmission power W of Δw.
En variante, la puissance d'émission peut être réglée par une méthode dichotomique selon laquelle tant que la puissance de réception du faisceau FL ne correspond pas à la puissance utile aux cellules Cl à CN, les étapes ElO et EIl sont exécutées.Alternatively, the transmit power can be adjusted by a dichotomous method according to which, as long as the reception power of the beam FL does not correspond to the useful power of the cells C1 to CN, the steps E10 and E11 are executed.
A l'étape E12, l'unité de traitement centrale CPUD du dispositif DE compare le niveau de charge Nc à un seuil de pleine charge Spc correspondant à la fin de la charge de la batterie BI. Dès que le niveau Nc est supérieur au seuil Spc, l'unité de traitement centrale CPUD transmet via l'émetteur de présence EP un signal de fin de charge Sf à émettre vers le détecteur de présence DP. En variante, le signal de fin de charge est remplacé par un message MS indiquant la fin de la charge de la batterie à transmettre dans un signal SmD par l'interface de communication ICD à l'interface de communication ICT du transmetteur.In step E12, the central processing unit CPUD of the device DE compares the charge level Nc to a full charge threshold Spc corresponding to the end of the charging of the battery BI. As soon as the level Nc is greater than the threshold Spc, the central processing unit CPUD transmits via the presence transmitter EP an end of charge signal Sf to be transmitted to the presence detector DP. As a variant, the end of charge signal is replaced by an MS message indicating the end of the charge of the battery to be transmitted in a SmD signal by the communication interface ICD to the communication interface ICT of the transmitter.
A la réception du signal de fin de charge Sf à l'étape E13, l'unité de traitement CPUT du transmetteur T commande au circuit CAR l'arrêt de l'alimentation de la source SL et met en veille le transmetteur T jusqu'à ce qu'un dispositif électrique lui transmette un signal de présence.Upon reception of the end of charge signal Sf in step E13, the processing unit CPUT of the transmitter T commands the circuit CAR to stop supplying the source SL and puts the transmitter T until an electrical device transmits a presence signal.
Durant la charge de la batterie BI, si le dispositif électrique signale par un message MS qu'il s'est légèrement déplacé, l'unité de traitement CPUT du transmetteur réactive le dispositif d'ajustement de source lumineuse MP-CO afin que le faisceau lumineux FL soit dirigé sur les cellules Cl à CN. Lors du repositionnement et de la reconcentration du faisceau FL, l'unité CPUT peut commander au circuit CAR de diminuer la puissance à fournir W à une puissance faible. Dès que le positionnement correct du faisceau FL sur le photorécepteur PR est signalé, l'unité CPUT commande l'augmentation de la puissance W à une puissance élevée.During the charging of the battery BI, if the electrical device signals with an MS message that it has moved slightly, the transmitter's CPUT processing unit reactivates the MP-CO light source adjusting device so that the beam bright FL is directed on the cells C1 to CN. When repositioning and reconcentrating the FL beam, the CPUT unit can control the circuit CAR to reduce the power to provide W at a low power. As soon as the correct positioning of the beam FL on the photoreceptor PR is signaled, the unit CPUT controls the increase of the power W at a high power.
En variante, au début de l'étape E3, l'unité de traitement centrale CPUD du dispositif électrique DE lit l'identificateur ID dans la mémoire MED et l'introduit dans un message MS émis par l'interface de communication ICD, en complément ou en remplacement du signal de présence Sp par l'émetteur de présence EP. A la réception du message MS par l'interface de communication ICT du transmetteur T, l'unité de traitement CPUT recherche dans la mémoire MET les données de réglage associées à l'identificateur ID transmis. Les données de réglage associées correspondent notamment aux coordonnées de position de la source lumineuse SL utilisées par le mécanisme de positionnement MP et un paramètre, tel qu'une distance focale ou une ouverture de collimation, du système optique de concentration CO, et/ou au niveau de puissance électrique W à fournir par le circuit CAR correspondant au niveau de puissance utile des cellules photovoltaïques Cl à CN du dispositif DE. Ces données de réglage sont préenregistrées dans la mémoire MET ou sont mémorisées après une première alimentation du dispositif DE par le transmetteur T. A l'étape E3, l'unité de traitement CPUT commande un premier positionnement de la source lumineuse SL en fonction des coordonnées mémorisées dans la mémoire MET. Puis l'ajustement de la source lumineuse est affiné aux étapes E5 à E8 par exemple si l'un des appareils, le dispositif DE ou le transmetteur T, a été légèrement déplacé par rapport à l'autre. A l'étape E9, l'unité de traitement CPUT commande au circuit CAR le réglage de la puissance électrique W en fonction de celle désignée par l'identificateur ID dans la mémoire MET, ce réglage étant affiné aux étapes ElO et EIl. Les coordonnées de position de la source lumineuse et la valeur du paramètre du système de concentration affinées et la puissance électrique modifiée, sont mémorisées en association à l'identificateur ID du dispositif DE dans la mémoire MET et remplacent les données de réglage précédentes.As a variant, at the beginning of step E3, the central processing unit CPUD of the electrical device DE reads the identifier ID in the memory MED and introduces it into a message MS transmitted by the communication interface ICD, in addition or instead of the presence signal Sp by the presence transmitter EP. On receipt of the message MS by the communication interface ICT of the transmitter T, the processing unit CPUT searches the memory MET for the setting data associated with the transmitted identifier ID. The associated adjustment data correspond in particular to the position coordinates of the light source SL used by the positioning mechanism MP and a parameter, such as a focal length or a collimation aperture, of the optical concentration system CO, and / or to the power level W to be supplied by the circuit CAR corresponding to the power level of the photovoltaic cells C1 to CN of the device DE. These adjustment data are prerecorded in the memory MET or are stored after a first supply of the device DE by the transmitter T. In step E3, the processing unit CPUT controls a first positioning of the light source SL according to the coordinates stored in the memory MET. Then the adjustment of the light source is refined in steps E5 to E8 for example if one of the devices, the device DE or the transmitter T, has been slightly moved relative to the other. In step E9, the processing unit CPUT controls the circuit CAR the adjustment of the electric power W according to that designated by the identifier ID in the memory MET, this adjustment being refined to the steps ElO and EIl. The position coordinates of the light source and the value of the refined concentration system parameter and the modified electrical power are stored in association with the ID of the device DE in the memory MET and replace the previous adjustment data.
Selon une autre variante, le transmetteur T gère la charge de plusieurs dispositifs électriques disposés indifféremment dans une pièce, tels que des capteurs sans fil à charger régulièrement en énergie. Outre, les coordonnées de position de source lumineuse, le paramètre de système de focalisation et le niveau de puissance électrique à fournir, les données de réglage appariées à chaque dispositif électrique comprennent également un temps de charge de la batterie ou d'un condensateur dudit dispositif et un temps de décharge de celle-ci. En fonction de ces données de réglage, l'unité de traitement CPUT du transmetteur détermine un ordonnancement pour alimenter successivement les dispositifs électriques, plusieurs dispositifs se trouvant à proximité les uns des autres pouvant être chargés simultanément par le transmetteur T.According to another variant, the transmitter T manages the charging of several electrical devices arranged indifferently in a room, such as wireless sensors to be regularly charged with energy. In addition to the light source position coordinates, the focusing system parameter and the level of electrical power to be supplied, the adjustment data matched to each electrical device also includes a charging time of the battery or a capacitor of said device. and a discharge time therefrom. Depending on these setting data, the transmitter's CPUT processing unit determines a scheduling for successively powering the electrical devices, several devices located close to each other can be loaded simultaneously by the transmitter T.
Selon encore une autre variante, plusieurs transmetteurs coopèrent pour charger un ensemble de dispositifs électriques indifféremment disposés dans une pièce. Si la puissance lumineuse maximale émise par un premier transmetteur vers un ou des dispositifs électriques n'est pas suffisante, un deuxième transmetteur peut émettre également une puissance lumineuse vers ce ou ces dispositifs selon la puissance à compléter. Les transmetteurs s'échangent des messages via des signaux lumineux modulés selon une fréquence, une amplitude ou une phase spécifique aux transmetteurs.According to another variant, several transmitters cooperate to charge a set of electrical devices indifferently arranged in a room. If the maximum light output emitted by a first transmitter to one or more electrical devices is not sufficient, a second transmitter can also emit light power to this or these devices according to the power to be completed. The transmitters exchange messages via light signals modulated to a frequency, amplitude or phase specific to the transmitters.
Un transmetteur comportant un laser ou une diode électroluminescente peut être associé à un système de sécurité qui interrompt momentanément l'émission du faisceau lumineux lorsqu'une intrusion dans une zone délimitée comportant le transmetteur et le dispositif électrique est détectée. Le système de sécurité peut comporter des capteurs de présence. Selon une autre réalisation, la zone d'intrusion est la zone d'accès à la pièce contenant le ou les transmetteurs et le ou les dispositifs électriques, et le système de sécurité est activé lorsque la zone d'accès, telle qu'une porte de la pièce, est ouverte.A transmitter comprising a laser or a light-emitting diode may be associated with a security system that momentarily interrupts the emission of the light beam when an intrusion into a delimited zone comprising the transmitter and the electrical device is detected. The security system may include presence sensors. In another embodiment, the intrusion zone is the zone of access to the part containing the transmitter or transmitters and the electrical device or devices, and the security system is activated when the access zone, such as a door from the room, is open.
Une autre réalisation d'un système de sécurité est apte à diminuer automatiquement la puissance du faisceau lumineux à une puissance de sécurité par exemple liée à la puissance électrique faible Wf, dès que l'un des deuxièmes photodétecteurs PD2 ne détecte plus le faisceau lumineux. Lorsque tous les deuxièmes photodétecteurs sont simultanément excités par le faisceau lumineux de faible puissance, et que tous les premiers photodétecteurs PDl ne sont pas excités par ledit faisceau, le transmetteur augmente à nouveau la puissance lumineuse du faisceau.Another embodiment of a security system is capable of automatically reducing the power of the light beam to a safety power, for example linked to the low electric power Wf, as soon as one of the second photodetectors PD2 detects plus the light beam. When all the second photodetectors are simultaneously excited by the low power light beam, and all the first photodetectors PD1 are not excited by said beam, the transmitter again increases the light power of the beam.
Des miroirs peuvent être placés de manière appropriée dans la pièce pour réfléchir le faisceau lumineux et les signaux lumineux lorsque le transmetteur T et le dispositif électrique DE sont situés dans des zones qui ne sont pas en visibilité directe .Mirrors may be appropriately placed in the room to reflect the light beam and the light signals when the transmitter T and the electrical device DE are located in areas that are not in line of sight.
Lorsque que le dispositif électrique DE est mis manuellement par un utilisateur en face du transmetteur T, celui-ci comprend un module d'éclairage temporaire de la zone de charge afin d'aider à placer le dispositif électrique. Ce module, tel qu'une deuxième source lumineuse de puissance faible accolée à la source SL, peut être activé lorsque le détecteur de présence DP reçoit le signal de présence Sp émis par l'émetteur EP du dispositif DE, et désactivé lors du positionnement et de la concentration de la source lumineuse SL.When the electric device DE is manually set by a user in front of the transmitter T, it includes a temporary lighting module of the charging area to help place the electrical device. This module, such as a second light source of low power contiguous to the source SL, can be activated when the presence detector DP receives the presence signal Sp emitted by the transmitter EP of the device DE, and deactivated during positioning and the concentration of the light source SL.
Selon un premier exemple d'application du système de transmission d'énergie, le transmetteur T est fixé au niveau du réflecteur d'une lampe de bureau et adapté à la forme de celui-ci. Le pied de lampe de bureau comporte une encoche ou le marquage d'une zone pour positionner le dispositif électrique DE, tel qu'un ordinateur portable ou un terminal mobile, et pour aligner sensiblement la source lumineuse SL et le photorécepteur PR. Lors de la charge, le dispositif DE bénéficie également de la lumière de la lampe de bureau.According to a first example of application of the energy transmission system, the transmitter T is fixed at the reflector of a desk lamp and adapted to the shape thereof. The desk lamp foot has a notch or marking of an area for positioning the electrical device DE, such as a laptop or mobile terminal, and for substantially aligning the light source SL and the photoreceptor PR. When charging, the DE device also benefits from the light of the desk lamp.
L'ordinateur peut être un dispositif ou objet électronique de télécommunications personnel à l'utilisateur du procédé, par exemple un assistant numérique personnel communiquant PDA. Le dispositif électrique peut être également tout autre terminal ou appareil ou instrument portable ou non tel qu'une console de jeux vidéo, un récepteur de télévision intelligent, une souris, un clavier, un rasoir ou un appareil de mesure, une lampe de poche rechargeable.The computer may be an electronic device or object of personal telecommunication to the user of the method, for example a personal digital assistant communicating PDA. The electrical device can also be any other terminal or device or portable instrument or not such as a video game console, a smart TV receiver, a mouse, a keyboard, a razor or a measuring device, a rechargeable flashlight .
Selon un deuxième exemple d'application, le transmetteur de puissance T est un poste de radio qui émet des signaux lumineux transportant un signal acoustique numérique vers un dispositif de reproduction de son doté d'un haut-parleur. Ces signaux lumineux sont transmis entre les interfaces de communication ICT et ICD respectivement du poste de radio et du dispositif de reproduction de son. La source lumineuse du poste de radio émet simultanément un faisceau lumineux FL vers le photorécepteur PR du dispositif afin de charger la batterie de ce dernier. Aucune connexion câblée ne relie le poste de radio au dispositif sonore. Seul le poste de radio est branché au secteur électrique. Le transport d'énergie et le transport de signal acoustique vers le dispositif de reproduction de son peuvent être réunis dans le faisceau lumineux FL.According to a second example of application, the power transmitter T is a radio that transmits light signals carrying a digital acoustic signal to a sound reproduction device with a speaker. These light signals are transmitted between the ICT and ICD communication interfaces respectively of the radio station and the sound reproduction device. The light source of the radio station simultaneously emits a light beam FL to the photoreceptor PR of the device in order to charge the battery of the latter. No cable connection connects the radio to the sound device. Only the radio is connected to the mains. The energy transport and acoustic signal transport to the sound reproduction device can be combined in the light beam FL.
Selon un troisième exemple d'application et en référence à la figure 6, le dispositif électrique DE est un vêtement communicant et le transmetteur T est un cintre CI en plexi-glace de forme triangulaire, ou un porte-manteau pouvant être branché au secteur électrique à travers un transformateur. Le photorécepteur PR comporte des panneaux souples de cellules photovoltaïques . Ces panneaux souples de cellules et des photodétecteurs PDl et PD2 sont placés à l'intérieur du vêtement, par exemple sous et à proximité de l'une des épaules, ou répartis sous les deux épaules. Le transmetteur de puissance T est suspendu à la barre du cintre CI et la source lumineuse SL est dirigé vers le crochet du cintre pour éclairer le photorécepteur PR et les photodétecteurs PDl et PD2.According to a third example of application and with reference to FIG. 6, the electrical device DE is a communicating garment and the transmitter T is a triangular-shaped plexi-ice CI hanger, or a coat hanger that can be connected to the sector. electric through a transformer. The photoreceptor PR comprises flexible panels of photovoltaic cells. These flexible panels of cells and photodetectors PD1 and PD2 are placed inside the garment, for example under and near one of the shoulders, or distributed under both shoulders. The power transmitter T is suspended from the bar of the CI hanger and the light source SL is directed towards the hook of the hanger to illuminate the photoreceptor PR and the photodetectors PD1 and PD2.
En variante, le vêtement communicant et le cintre sont remplacés par une chaussure communicante et une forme.In a variant, the communicating garment and the hanger are replaced by a communicating shoe and a shape.
L'invention décrite ici concerne un procédé et un système de transmission d'énergie par voie optique depuis un transmetteur de puissance T vers un dispositif électrique DE à charger. Selon une implémentation, les étapes du procédé de l'invention sont déterminées par les instructions de programmes d'ordinateur incorporés dans le dispositif électrique et dans le transmetteur. Les programmes comportent des instructions qui, lorsque lesdits programmes sont exécutés dans les unités de traitement du dispositif électrique et du transmetteur dont les fonctionnements sont alors commandés par l'exécution des programmes, réalisent les étapes du procédé selon 1 ' invention . En conséquence, l'invention s'applique également à des programmes d'ordinateur, notamment des programmes d'ordinateur enregistrés sur ou dans un support d'informations lisible par un ordinateur et tout dispositif de traitements de données, adapté à mettre en œuvre l'invention. Ces programmes peuvent utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable pour implémenter le procédé selon l'invention.The invention described herein relates to a method and a system for transmitting energy optically from a power transmitter T to an electric device DE to be loaded. According to one implementation, the steps of the method of the invention are determined by the computer program instructions incorporated in the electrical device and in the transmitter. The programs include instructions which, when said programs are executed in the processing units of the electrical device and the transmitter whose operation is then controlled by the execution of the programs, carry out the steps of the method according to the invention. Accordingly, the invention also applies to computer programs, in particular computer programs recorded on or in a computer-readable information carrier and any data processing device, adapted to implement the computer. 'invention. These programs can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code such as in a partially compiled form, or in any other form desirable to implement the process according to the invention.
Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker les programmes. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage ou support d'enregistrement sur lequel est enregistré les programmes d'ordinateur selon l'invention, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore une clé USB, ou un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur.The information carrier may be any entity or device capable of storing programs. For example, the medium may comprise storage means or recording medium on which the computer programs according to the invention are recorded, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a USB key, or a magnetic recording means, for example a floppy disk or a hard disk.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau de type internet.On the other hand, the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means. The programs according to the invention may in particular be downloaded on an Internet-type network.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel les programmes sont incorporés, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention. Alternatively, the information carrier may be an integrated circuit in which the programs are incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method according to the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé pour transmettre de l'énergie destinée à alimenter un dispositif électrique (DE) par voie optique depuis un transmetteur de puissance (T) , le dispositif électrique comportant un photorécepteur (PR), caractérisé en ce qu'il comprend un positionnement et une concentration (E4-E8) d'un faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur de puissance sur le photorécepteur (PR) , comprenant les étapes suivantes : une initialisation (E4) d'un paramètre (po) d'un système optique de concentration (CO) à une valeur maximale (poM) , afin que le faisceau lumineux de faible puissance ait un diamètre maximum, une activation (E4-E8) d'un mécanisme (MP) de positionnement du faisceau lumineux sur le photorécepteur (RP) du dispositif électrique (DE), un arrêt du positionnement du faisceau lumineux à la réception d'un signalement (E6) d'une excitation simultanée de premiers photodétecteurs (PDl) depuis le dispositif électrique, une décrémentation (E6) d'un pas (Δpo) du paramètre du système optique de concentration pour diminuer le diamètre du faisceau lumineux, et une réitération (E5-E8) des trois étapes précédentes tant que le transmetteur de puissance ne reçoit pas par le dispositif électrique un signalement d'une désexcitation simultanée des premiers photodétecteurs (PDl) et d'une excitation simultanée de deuxièmes photodétecteurs (PD2) du dispositif électrique, et en ce qu'il comprend une alimentation (E12) du dispositif électrique avec une puissance du faisceau lumineux positionné et concentré plus élevée que la puissance faible.1 - Method for transmitting energy for powering an electrical device (DE) optically from a power transmitter (T), the electrical device comprising a photoreceptor (PR), characterized in that it comprises a positioning and a concentration (E4-E8) of a low power light beam emitted by the power transmitter on the photoreceptor (PR), comprising the following steps: an initialization (E4) of a parameter (po) of an optical system of concentration (CO) at a maximum value (poM), so that the light beam of low power has a maximum diameter, an activation (E4-E8) of a mechanism (MP) for positioning the light beam on the photoreceptor (RP ) of the electrical device (DE), a stop of the positioning of the light beam on receipt of a signaling (E6) of a simultaneous excitation of first photodetectors (PD1) from the electrical device, a decrementation (E6) a step (Δpo) of the concentration optical system parameter for decreasing the diameter of the light beam, and a reiteration (E5-E8) of the previous three steps as long as the power transmitter does not receive an electrical signal from the electrical device; simultaneous de-excitation of the first photodetectors (PD1) and simultaneous excitation of second photodetectors (PD2) of the electrical device, and in that it comprises a power supply (E12) of the electrical device with a beam power bright positioned and focused higher than low power.
2 - Procédé conforme à la revendication 1, comprenant un repositionnement et une reconcentration du faisceau lumineux, lors de l'alimentation (E12) du dispositif électrique (DE) par le transmetteur de puissance (T) à la réception d'un des signalements du dispositif électrique relatifs respectivement à une excitation d'au moins un premier photodétecteur (PDl) et à une désexcitation d'au moins un deuxième photodétecteur (PD2) , le transmetteur commandant une diminution de la puissance du faisceau lumineux tant que ledit faisceau n'est pas positionné et concentré sur le photorécepteur (PR) .2 - Process according to claim 1, comprising a repositioning and a reconcentration of the light beam, during the supply (E12) of the electric device (DE) by the power transmitter (T) on receipt of one of the signaling of the electrical device relating respectively to an excitation of at least a first photodetector (PD1) and to a de-excitation of at least a second photodetector (PD2), the transmitter controlling a decrease in the power of the light beam as long as said beam is not not positioned and focused on the photoreceptor (PR).
3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, comprenant un positionnement préalable du faisceau lumineux (SL) en fonction de données de réglage relatives au dispositif électrique (DE) et mémorisées dans le transmetteur de puissance (T) .3 - Process according to claim 1 or 2, comprising a preliminary positioning of the light beam (SL) according to adjustment data relating to the electrical device (DE) and stored in the power transmitter (T).
4 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, comprenant, un réglage (E9-E11) de la puissance d'émission du faisceau lumineux positionné et concentré en fonction de la puissance de réception du photorécepteur lors de l'alimentation du dispositif électrique.4 - Process according to one of claims 1 to 3, comprising a setting (E9-E11) of the transmission power of the light beam positioned and concentrated as a function of the reception power of the photoreceptor during the power supply of the electric device.
5 - Procédé conforme à la revendication 4, comprenant une fixation préalable de la puissance du faisceau lumineux (SL) en fonction de données de réglage relatives au dispositif électrique (DE) et mémorisées dans le transmetteur de puissance (T) . 6 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5, comprenant l'émission d'un signal (Sf) de fin d'alimentation du dispositif électrique (DE) au transmetteur de puissance (T) afin d'arrêter l'émission du faisceau lumineux.5 - Process according to claim 4, comprising a prior fixation of the power of the light beam (SL) according to adjustment data relating to the electrical device (DE) and stored in the power transmitter (T). 6 - Process according to one of claims 1 to 5, comprising the transmission of a signal (Sf) end of power supply of the electrical device (DE) to the power transmitter (T) to stop the transmission of the light beam.
7 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6, comprenant une interruption de l'émission du faisceau lumineux lors d'une détection d'une intrusion dans une zone délimitée comportant le transmetteur de puissance (T) et le dispositif électrique (DE) .7 - Method according to one of claims 1 to 6, comprising an interruption of the emission of the light beam during detection of an intrusion in a defined area comprising the power transmitter (T) and the electrical device ( DE).
8 - Transmetteur de puissance (T) pour transmettre de l'énergie destinée à alimenter un dispositif électrique (DE) par voie optique depuis un transmetteur de puissance (T) , le dispositif électrique comportant un photorécepteur (PR) , caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen (MP, ) pour positionner un faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur sur le photorécepteur (PR) , le positionnement du faisceau lumineux étant arrêté à la réception d'un signalement d'une excitation simultanée de premiers photodétecteurs (PDl) depuis le dispositif électrique, un moyen (CO) pour concentrer le faisceau lumineux de puissance faible, dont un paramètre (po) est initialisé à une valeur maximale (poM) afin que le faisceau lumineux de faible puissance ait un diamètre maximum, le faisceau lumineux étant positionné et le paramètre étant décrémenté d'un pas (Δpo) pour diminuer le diamètre du faisceau lumineux tant que le transmetteur de puissance ne reçoit pas par le dispositif électrique un signalement d'une désexcitation simultanée des premiers photodétecteurs (PDl) et d'une excitation simultanée de deuxièmes photodétecteurs (PD2) du dispositif électrique, et un moyen (SL) pour alimenter le dispositif électrique avec une puissance du faisceau lumineux positionné et concentré plus élevée que la puissance faible.8 - power transmitter (T) for transmitting energy for supplying an electrical device (DE) optically from a power transmitter (T), the electrical device comprising a photoreceptor (PR), characterized in that it comprises: means (MP) for positioning a low power light beam emitted by the transmitter on the photoreceptor (PR), the positioning of the light beam being stopped on receipt of a signal of simultaneous excitation of first photodetectors (PD1) from the electrical device, means (CO) for focusing the low power light beam, a parameter (po) of which is initialized to a maximum value (poM) so that the low power light beam has a maximum diameter, the light beam being positioned and the parameter being decremented by one step (Δpo) to reduce the diameter of the light beam as long as the power transmitter does not receive it not by the electrical device a signal of a simultaneous deexcitation of the first photodetectors (PD1) and a simultaneous excitation of second photodetectors (PD2) of the electrical device, and means (SL) for supplying the electrical device with a power of the light beam positioned and concentrated higher than the weak power.
9 - Transmetteur de puissance (T) conforme à la revendication 8, comprenant un système de sécurité pour interrompre l'émission du faisceau lumineux lors d'une détection d'une intrusion dans une zone délimitée comportant le transmetteur de puissance et le dispositif électrique (DE) .9 - power transmitter (T) according to claim 8, comprising a security system for interrupting the emission of the light beam when an intrusion is detected in a delimited zone comprising the power transmitter and the electrical device ( DE).
10 - Dispositif électrique (DE) à alimenter par voie optique depuis un transmetteur de puissance (T) et comportant un photorécepteur (PR), caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens (PDl) pour détecter un positionnement du faisceau lumineux de puissance faible émis par le transmetteur sur le photorécepteur10 - Electrical device (DE) to be supplied optically from a power transmitter (T) and comprising a photoreceptor (PR), characterized in that it comprises first means (PD1) for detecting a positioning of the light beam of power low emitted by the transmitter on the photoreceptor
(PR), des deuxièmes moyens (PD2) pour détecter une concentration du faisceau lumineux de puissance faible, un moyen (ICD) pour transmettre un premier signalement (E6) d'une excitation simultanée de premiers moyens pour détecter un positionnement (PDl) et un deuxième signalement d'une désexcitation simultanée des premiers moyens (PDl) et d'une excitation simultanée des deuxièmes moyens (PD2), le photorécepteur recevant ensuite le faisceau lumineux positionné et concentré avec une puissance plus élevée que la puissance faible pour alimenter le dispositif électrique. (PR), second means (PD2) for detecting a concentration of the low power light beam, means (ICD) for transmitting a first signal (E6) of simultaneous excitation of first means for detecting a positioning (PD1) and a second signaling of a simultaneous deexcitation of the first means (PD1) and of a simultaneous excitation of the second means (PD2), the photoreceptor then receiving the light beam positioned and concentrated with a higher power. high than the low power to power the electrical device.
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