Brevet FR3030143A1 — publié le 20160617

La présente invention concerne un dispositif permettant d'augmenter l'autonomie des appareils portatifs de communication ou de stockage de données numériques, composés de coques de protection ou de composants électroniques. La présente invention trouve notamment application dans le domaine de la téléphonie portative ou d'interface graphique dite « tablette » et de tout appareil portatif alimenté par une batterie. Les appareils de communication portables tels que des téléphones dits « smartphone » ou bien des tablettes sont de forts 10 consommateurs d'énergie du fait de leurs nombreuses fonctionnalités et applications par logiciels. L'utilisateur emploie ces appareils pour communiquer en permanence au travers d'un réseau de communication sans fil nécessitant l'émission d'ondes. Ces émissions utilisent de l'énergie électrique. Ces appareils de communication, lorsqu'ils sont placés dans des 15 zones à faible couverture de réseau sont en recherche régulière d'un réseau et utilise beaucoup d'énergie. C'est le cas de l'appareil portatif utilisé par un randonneur. L'évolution des appareils portatifs a permis leur miniaturisation. Les batteries électriques se sont aussi miniaturisées. Des 20 dispositifs de recharges solaires destinés à être raccordés par un câble électrique à de tels appareils existent et sont vendus en tant qu'option. L'art antérieur propose des solutions afin de résoudre le problème de manque de source d'énergie et de limite de l'autonomie d'un appareil de communication portatif. Ainsi l'invention décrite dans le brevet 25 FR2808954 montre qu'une cellule photovoltaïque peut être rapportée sur un dispositif de téléphonie afin de capter l'énergie solaire et permettre la recharge de la batterie dudit téléphone. Une autre invention décrite dans le brevet US20050162121 dévoile l'implantation d'un panneau solaire dans une doublure arrière d'un 30 téléphone portable. Cette doublure est articulée afin de déployer une large surface de cellule photovoltaïque et dite sans liaison filaire avec l'appareil portatif. Ces inventions posent toutefois des problèmes d'encombrement. La bandoulière du brevet FR2808954 comprenant les 35 cellules photovoltaïques, une fois rangée, risque d'être froissée et subir des dégradations irréversibles. Cette même bandoulière doit être déconnectée 3030143 lors de l'utilisation du téléphone. Pour le cas du panneau de cellules photovoltaïques dépliable et intégré au téléphone du brevet US20050162121, il représente, tel que visible sur sa figure 5, un encombrement important venant fortement alourdir un appareil se voulant 5 portatif. La présente invention vise notamment à résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant. A cet effet, l'invention a pour objet une cellule photovoltaïque imprimée et destinée à recharger la batterie accumulatrice d'un appareil portatif par son intégration à sa surface ou même dans une protection d'une des faces dudit appareil et cela avantageusement du fait de son très faible encombrement. A cet effet la cellule photovoltaïque peut être imprimée sur un support tel que le volet de protection de l'afficheur de l'appareil. La cellule est déposée à la surface d'un support de quelques centaines de micromètres d'épaisseur. Ce support peut être composé de matériaux directement compatibles en termes d'accrochage des solutions projetées composant la cellule. Il est aussi possible d'apprêter la surface du volet de protection afin de permettre un meilleur accrochage des matériaux de la cellule photovoltaïques. Le volet peut être recouvert d'une couche transparente de matière composée notamment d'un plastique ou d'une résine afin de protéger la cellule photovoltaïque et optimiser l'absorption de l'énergie lumineuse. Le dispositif n'est donc pas plus encombrant que l'appareil portatif habituel et utilise les composants couramment utilisés comme support. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la cellule photovoltaïque peut être imprimée sur la coque de protection des composants électroniques de l'appareil. Cette coque plastique peut subir un ajout de pistes électriques notamment par le procédé de molding interconnected device dit aussi 3D Mid, autorisant le recouvrement d'une surface plastique par un composé métallique et sa traversée afin de pouvoir implanter des composants ou plus simplement des pistes électriques de part et d'autre d'un produit initialement injecté en thermoplastique. Par un tel procédé, il est possible de réaliser une première composition d'une coque plastique avec ces pistes de liaisons électriques 3030143 3 avec l'appareil, puis le dépôt de la cellule photovoltaïque recouvrant en partie les pistes électriques afin de relier plusieurs cellules en un réseau. Une telle coque peut ensuite subir une dernière opération visant à protéger les pistes d'une potentielle agression due à l'utilisation 5 courante de l'appareil portatif. Cette protection peut être faite à l'aide d'un film de protection d'une épaisseur de l'ordre de 10 à 300pm. Ce film de protection pouvant être collé, soudé, enduit ou même imprimé sur la coque. Selon un dernier mode de réalisation, le réseau de cellules photovoltaïques ainsi que sa liaison électrique avec la carte électronique de 10 l'appareil peuvent être imprimés sur un support flexible autocollant afin d'être, par la suite, placé sur la coque ou bien le volet de protection de l'écran. A cet effet la partie autocollante serait placée en contact avec le support composé d'une surface externe du téléphone. La liaison électrique devrait alors passer entre les deux coques de protection ou par un trou de 15 forme rectangulaire de dimension proche de 1mm de hauteur et 5mm de largeur, présent sur l'une des coques, afin d'être mise en contact avec la carte électronique. L'extrémité de la liaison électrique présentera une zone non recouverte d'un écran de protection luttant contre les agressions extérieures et cela dans le but d'être liée électriquement avec une zone de 20 contact de la carte électronique. Les modes de réalisation de l'invention et les variantes de l'invention mentionnés ci-avant peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement possible. 25 La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : Figures 1 et 2 : vues en perspective d'un appareil portatif 30 alimenté par une batterie et comportant un volet de protection équipé d'une multitude de cellules photovoltaïques regroupées en réseau et liées électriquement à l'appareil, au travers de la charnière, dans une zone de contacts électriques avec la carte 35 électronique. 3030143 Figure 3 : vue en coupe d'un appareil du type décrit sur les figures 1 et 2 Figures 4 et 5 : vues en perspective d'un appareil portatif alimenté par une batterie et comportant une coque de 5 protection dont les faces recoivent une multitude de cellules photovoltaïques regroupées en réseau sur la face extérieure et une liaison électrique avec l'appareil sur la face opposée. Figure 6 : vue en coupe d'un appareil du type décrit sur 10 les figures 3 et 4. Figure 7 : vue de dessus d'un dispositif autocollant de cellules photovoltaïques Figure 8 : vue en coupe du dispositif décrit par la figure 7 et dont les coques ne sont pas assemblées 15 Le dispositif 1 selon l'invention, représenté sur les figures de 1 à 3, est associé à appareil portatif, en particulier à un téléphone portable dit « smartphone » ou une tablette. D'une manière générale, le dispositif 1 est un appareil portatif capable de stocker de l'énergie dans une batterie 9 qui est reliée, par une 20 carte électronique 8, au réseau de cellules photovoltaïques 4 via une liaison électrique 3, placé sur un volet de protection 5 de l'afficheur 6. Dans la forme d'exécution de la figure 1, le réseau de cellules photovoltaïques 4 est formé de six cellules 4.1 à 4.6 reliées entre elles par des liaisons électriques 3 aussi imprimées. 25 La liaison électrique 3 permettant la connexion entre le dispositif d'absorption de l'énergie solaire formée du réseau de cellules photovoltaïques 4 et la carte électronique 8 est maintenue par des plots de contact électrique (8.1 ;8.2). Pour assembler l'ensemble 1, avant la fermeture du boitier de 30 l'appareil, le volet de protection 5 est mis en place au niveau des plots de contact électrique (8.1 ;8.2) permettant la liaison avec la carte électronique 8. Les demi coques 1.1 et 1.2 sont alors emboîtées afin d'empêcher le désassemblage du volet de protection 5. Pour réaliser le volet de protection 5, le support subi plusieurs 35 impressions permettant de créer des cellules photovoltaïques 4.1 à 4.6 sur un substrat préalablement préparé dans le but de permettre le bon maintien 3030143 5 du réseau de cellules photovoltaïques 4. Le réseau de cellules photovoltaïques 4 doit ensuite être recouvert d'une couche protectrice transparente 2 afin de laisser passer l'énergie lumineuse et d'optimiser son absorption. 5 Le dispositif 101 selon l'invention, représenté sur les figures de 4 à 6, est associé à appareil portatif, en particulier à un téléphone portable dit « smartphone » ou une tablette. D'une manière générale, le dispositif 101 comprend un ensemble 10 d'organes électroniques couramment utilisés, tels qu'une carte électronique 108, une batterie 109 mises en boîtier entre deux coques 101.1 et 101.2. La carte électronique 108 comprend des composants électroniques montés en surface 108.3, une prise de raccordement auxiliaire 108.4 et des plots de contact électrique 108.1 et 108.2 afin de lier un réseau 15 de cellules photovoltaïques 104 via une liaison électrique 103. La coque 101.2 comprend un réseau de cellules photovoltaïques 104 et une liaison électrique 103 pouvant être décomposée en plusieurs liaisons électriques 103.1 et 103.2 traversant la coque 101.2 pour venir, lors de la fermeture des coques 101.1 et 101.2 du dispositif 101, en contact avec 20 les plots de contact électrique 108.1 et 108.2. Pour réaliser la coque 101.2, il est possible d'utiliser la technologie de molding interconnected device prévoyant l'utilisation d'un plastique spécialement composé dans le but de subir une transformation chimique autorisant le dépôt de liaisons électriques 103. Il est ensuite 25 possible de venir imprimer, par dessus les liaisons électriques 103, des cellules photovoltaïques (104.1 à 104.5). La technologie de molding interconnected device permet de passer à travers la matière au moyen de formes coniques réalisées dans l'épaisseur de la coque 101.2. Ces formes sont recouvertes d'un dépôt métallique formant une voie de communication 30 électrique entre les deux faces de la coque 101.2. Le réseau de cellules doit ensuite être recouvert d'une couche protectrice transparente 102 afin de laisser passer l'énergie lumineuse et d'optimiser son absorption. La connexion du réseau de cellules photovoltaïques 104 à la carte électronique 108 est faite par assemblage de la coque qui vient mettre les liaisons 35 électriques 103.1 et 103.2 en contact avec les plots de contact électrique 108.1 et 108.2. 3030143 6 Le dispositif 201 selon l'invention, représenté sur les figures 7 et 8, est un support flexible 210 sur lequel sont imprimées des cellules photovoltaïques (204.1 ;204.2) liées à une liaison électrique 203. Cette liaison électrique 203 est terminée par une zone de contact 213 non 5 recouverte d'une couche protectrice transparente 202. Sur la face opposée, une couche d'autocollant 212 est placée afin de pouvoir être fixé à la coque 201.2 de l'appareil portatif. Le dispositif décrit est prévu pour être lié à un appareil électrique comportant une carte électronique 208 et une batterie 209. Dans le but de venir en contact avec la carte électronique, le support 10 flexible 210 passe dans une ouverture 214 de la coque 201.2 REVENDICATIONS1. Dispositif portatif (1 ;101 ;201) utilisé pour la communication ou le stockage de données numériques comprenant : - un afficheur (6 ;106 ;206) ; - une batterie (9 ;109 ; 209) accumulatrice d'énergie ; et - une carte électronique (8 ;108 ; 208) ; l'appareil portatif (1 ;101 ; 201) étant caractérisé en ce qu'il comprend : au moins une cellule photovoltaïque (4.1 ;104 .1 ; 204.1) imprimée; et une liaison électrique imprimée (3 ;103 ;203) connectant une cellule photovoltaïque (4.1 ;104 .1 ; 204.1) à la carte électronique (8 ;108 ; 208) ; dans le but de recharger la batterie (9 ;109 ; 209). 2. Dispositif portatif (101) selon la revendication 1, qui comprend un ensemble d'organes électroniques couramment utilisés, tels qu'une carte électronique (108), une batterie (109) mis en boîtier entre deux coques (101.1) et (101.2). 3. Dispositif portatif (1) selon la revendication 1, dans lequel un volet de protection (5) de l'afficheur (6) est comporte un support subissant plusieurs impressions permettant de créer des cellules photovoltaïques (4.1 à 4.6). 4. Dispositif portatif (1) selon la revendication 3, dans lequel le réseau de cellules photovoltaïques (4) est formé de cellules (4.1-4.6) reliées entre elles par des liaisons électriques (3) aussi imprimées. 30 5. Dispositif portatif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel réseau de cellules photovoltaïques (4) est recouvert d'une couche protectrice transparente (2) afin de laisser passer l'énergie lumineuse et d'optimiser son 35 absorption. 25 3030143 8 6. Dispositif portatif (101) selon les revendications 1 et 2, dans lequel la coque (101.2) comprend un réseau de cellules photovoltaïques (104) et une liaison électrique (103). 5 7. Dispositif portatif (101) selon la revendication 6 comportant une liaison électrique (103) pouvant être décomposée en plusieurs liaisons électriques (103.1) et (103.2) traversant la coque (101.2). 10 8. Dispositif portatif (201) selon la revendication 1, dans lequel l'une des surfaces extérieures (201.1 ;201.2) reçoit un support flexible (210) sur lequel sont imprimées des cellules photovoltaïques (204.1 ;204.2) liées à une liaison électrique (203). 15 9. Dispositif portatif (201) selon la revendication 8, dans lequel la liaison électrique (203) est terminée par une zone de contact (213) non recouverte d'une couche protectrice (202). 20 10. Dispositif portatif (201) selon la revendication 8, dans lequel support flexible (210) a sur la face opposée, une couche d'autocollant (212) est placée afin de pouvoir être fixé à la coque 201.2 de l'appareil portatif.