Brevet FR3123526A1 — publié le 20221202

Dispositif récepteur (100) de communication par transmission de lumière modulée destiné à être couplé à un terminal utilisant des données reçues par lumière modulée, le dispositif récepteur (100) comprenant au moins une gouttière (101), ladite gouttière (101) comprenant : une fente (102) pour recevoir au moins un rayon lumineux de la lumière modulée, et une première surface de guidage (103), couplée à la fente (102), ladite fente (102) étant aménagée en entrée de la première surface de guidage (103), la première surface de guidage (103) comprenant au moins une surface interne (103’), réfléchissante et conformée pour guider le rayon lumineux par réflexions successives jusqu’à au moins un photorécepteur (105) couplé au dispositif récepteur (100). Figure de l’abrégé : Figure 1 Dispositif récepteur de communication par transmission de lumière modulée La présente divulgation relève du domaine des télécommunications et en particulier des communications par transmission de lumière modulée. Il est connu de transmettre des données sans-fil en utilisant de la lumière modulée comme vecteur de communication. La technologie LiFi, où LiFi est un acronyme du terme anglais « Light Fidelity », est un exemple de technologie de communication par lumière visible, ou « Visible light communication, VLC » en anglais, ou par lumière invisible, par exemple par rayonnement infrarouge, permettant une diffusion haut-débit de données par transmission de lumière modulée. Avantageusement, une transmission de données par lumière modulée ne crée pas d’interférences avec des ondes radioélectriques. Des données peuvent ainsi être transmises par lumière modulée dans des environnements au sein desquels il est peu possible voire impossible d’utiliser les ondes radioélectriques, comme par exemple des hôpitaux et des avions. La transmission d’informations par lumière modulée peut alors se substituer à une transmission par ondes radioélectriques ou être utilisée en complément, dans des situations où la propagation d’ondes radioélectriques n’est pas optimale. Néanmoins, la transmission d’informations par lumière modulée nécessite une propagation de la lumière en visibilité directe, ou « Line Of Sight, LOS » en anglais. Par conséquent, si un rayon lumineux vecteur d’informations rencontre un obstacle sur un trajet entre un émetteur et un récepteur, le rayon lumineux ne parvient pas jusqu’au récepteur et la communication est coupée. En outre, des ampoules de type LEDs sont généralement utilisées par les technologies LiFi pour émettre un faisceau lumineux comportant une pluralité de rayons lumineux vecteurs d’informations. Bien que l’information soit transmise par la pluralité de rayons lumineux du faisceau lumineux, un dispositif récepteur d’informations par lumière modulée comprend le plus souvent un récepteur unique de faibles dimensions. Ainsi, une qualité de réception de l’information est fonction de la réception des rayons lumineux par le récepteur de faibles dimensions. En particulier, lors d’un déplacement du dispositif récepteur, la qualité de réception peut varier, notamment lorsque l’inclinaison du dispositif récepteur vis-à-vis de l’émetteur varie. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Elle part d’une approche consistant à augmenter l’information reçue par un photorécepteur dans un système de communication par transmission de lumière modulée, en particulier en ajoutant une surface de réception permettant de recevoir des rayons lumineux de la lumière modulée et de les focaliser sur le photorécepteur. Une qualité de réception de l’information reçue par le photorécepteur peut aussi en être augmentée. A cet effet, il est proposé un dispositif récepteur de communication par transmission de lumière modulée destiné à être couplé à un terminal utilisant des données reçues par lumière modulée, le dispositif récepteur comprenant au moins une gouttière, ladite gouttière comprenant : une fente pour recevoir au moins un rayon lumineux de la lumière modulée, et une première surface de guidage, couplée à la fente, ladite fente étant aménagée en entrée de la première surface de guidage, la première surface de guidage comprenant au moins une surface interne, réfléchissante et conformée pour guider le rayon lumineux par réflexions successives jusqu’à au moins un photorécepteur couplé au dispositif récepteur. Ainsi, on comprendra que grâce au dispositif récepteur, il est possible de focaliser sur le photorécepteur des rayons lumineux de la lumière modulée dont une trajectoire non-déviée par le dispositif récepteur ne serait pas passée par le photorécepteur. Le photorécepteur peut alors recevoir un plus grand nombre de rayons lumineux vecteurs d’informations. En particulier, il est possible de cumuler une réception du signal arrivant directement sur le photorécepteur avec une réception des rayons lumineux additionnels guidés par le dispositif récepteur. La qualité de réception du signal par le photorécepteur peut alors être augmentée. En outre, le dispositif récepteur peut permettre de capter des signaux issus d’une réflexion sur une paroi, telle un mur, ce qui permet lors d’une perte de propagation de la lumière en visibilité directe de capter des signaux issus de la réflexion sur une paroi via la gouttière et de focaliser ces signaux sur le photorécepteur. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : Selon une première caractéristique de la description, la gouttière du dispositif récepteur comprend en outre l’au moins un photorécepteur, ledit photorécepteur étant logé à une extrémité de la gouttière, et une interface de communication pour transmettre les données reçues par l’au moins un photorécepteur au terminal. On peut ainsi prévoir une transmission des données reçues par le photorécepteur au terminal, en vue d’une utilisation des données reçues par le photorécepteur par le terminal. La réception et la qualité de réception du signal par le photorécepteur pouvant être augmentées, un débit de réception d’informations par le terminal peut également être augmenté. Selon une autre caractéristique de la description, le dispositif récepteur comprend en outre une enceinte hermétique renfermant un liquide, l’enceinte hermétique étant réalisée dans un matériau transparent audit rayon lumineux, et dans lequel l’enceinte hermétique loge la gouttière, la gouttière étant apte à flotter à la surface dudit liquide, la fente de la gouttière étant orientée, par flottaison, vers le haut. Une telle caractéristique permet donc de contraindre et de stabiliser, par un équilibrage passif, une orientation de la fente de la gouttière vers le haut. Cette option peut être particulièrement avantageuse lorsque les rayons lumineux sont émis selon une direction verticale descendante car elle permet de maximiser un angle de réception du signal par la gouttière, maximisant ainsi la réception du signal reçu par le photorécepteur après que le signal reçu par la gouttière a été guidé jusqu’au photorécepteur par l’intermédiaire de la surface interne réfléchissante. Selon une autre caractéristique de la description, la première surface de guidage est une surface d’un cylindre et la gouttière est montée à rotation autour d’un axe longitudinal du cylindre. Dans ce cas, l’orientation de la gouttière peut varier autour de l’axe longitudinal du cylindre, ce qui peut permettre un ajustement de l’orientation de la gouttière. L’ajustement de l’orientation de la gouttière peut par exemple être un ajustement manuel en vue d’augmenter un angle de réception du signal par la gouttière. Selon une autre caractéristique de la description, le dispositif récepteur comporte en outre au moins un actionneur destiné à être piloté par une unité de traitement du signal reçu du photorécepteur, l’unité de traitement étant configurée pour détecter un maximum du signal reçu, et l’actionneur étant couplé à l’unité de traitement pour appliquer une modification de la gouttière afin de maximiser le signal reçu. Une maximisation du signal reçu peut être comprise comme une maximisation du signal utile reçu par le photorécepteur, c’est-à-dire une maximisation des données reçues par lumière modulée par le photorécepteur. La maximisation du signal reçu par le photorécepteur peut par exemple être corrélée à une maximisation de la réception des signaux de lumière modulée par le dispositif récepteur. En d’autres termes, une augmentation de la réception des signaux de lumière modulée par le dispositif récepteur peut entraîner une augmentation de la réception des signaux de lumière modulée par le dispositif récepteur. La modification de la gouttière peut ainsi être effectuée afin de maximiser la réception du signal reçu. Ainsi, la modification de la gouttière peut par exemple être une mise en rotation du cylindre et/ou une occultation de la fente et/ou une augmentation de la surface de guidage. Une telle caractéristique peut permettre un asservissement actif du dispositif récepteur pour appliquer la modification de la gouttière maximisant le signal reçu par le photorécepteur. Dans ce cas, la gouttière peut être automatiquement modifiée en temps réel pour maximiser le signal reçu par le photorécepteur. Plus particulièrement, selon une caractéristique, l’au moins un actionneur est un actionneur pour la mise en rotation du cylindre pour orienter la fente afin de maximiser le signal reçu. Cette caractéristique est avantageuse notamment lorsque l’orientation de la fente vis-à-vis de la source de lumière modulée est changée, ce qui peut par exemple arriver lorsqu’un utilisateur vient modifier une inclinaison du dispositif récepteur. L’unité de traitement peut alors émettre une consigne en temps réel adaptée à la nouvelle inclinaison du dispositif récepteur et permettant de modifier l’orientation de la fente pour maximiser le signal reçu par le photorécepteur. Selon une autre caractéristique, la gouttière comprend en outre au moins un volet opaque ajustable pour occulter la fente et dont une occultation est pilotée par l’au moins un actionneur. Une telle caractéristique peut permettre d’ajuster une largeur de la fente en vue de maximiser le signal reçu par le photorécepteur. La largeur de la fente peut par exemple être ajustée en vue de filtrer des rayons lumineux parasites. En effet, plus la largeur de la fente est grande, plus une quantité de rayons lumineux comportant de l’information reçus par la fente peut être importante. Néanmoins, une quantité de rayons lumineux parasites reçus par la fente peut également être augmentée. Les rayons lumineux parasites peuvent par exemple être des rayons lumineux qui ne sont pas modulés par de l’information. Ainsi, un rapport signal sur bruit, c’est-à-dire un rapport entre l’information utile contenue dans les rayons lumineux comportant de l’information et les rayons lumineux parasites, peut ne pas être augmenté lorsque la largeur de la fente augmente. Avantageusement, l’occultation de la fente par l’au moins un actionneur peut notamment permettre de déterminer la largeur de la fente maximisant le rapport signal sur bruit et maximisant la réception du signal reçu. L’occultation de la fente peut également être pilotée pour modifier l’orientation de la fente en vue de maximiser le signal reçu. Par exemple, pour une largeur de fente donnée, l’orientation de la fente peut être modifiée, ce qui peut permettre de maximiser un angle et/ou un débit de réception du signal reçu. Selon une autre caractéristique, la gouttière loge en plus de la première surface de guidage une seconde surface de guidage couplée à une seconde fente et montée coulissante selon un axe longitudinal de la première surface de guidage. Cette caractéristique peut permettre de modifier une surface totale de guidage, en modifiant une longueur totale selon l’axe longitudinal. La surface totale de guidage peut être comprise comme la somme des surfaces des première et seconde surfaces de guidage pouvant recevoir des rayons lumineux à travers les première et seconde fentes. La longueur totale peut être comprise comme la somme des longueurs des première et seconde surfaces de guidage pouvant recevoir des rayons lumineux à travers les première et seconde fentes. Ainsi, la surface totale de guidage des signaux lumineux peut être modulable et adaptée à un contexte d’utilisation. Par exemple, la surface totale de guidage peut être adaptée pour avoir une longueur correspondant à une longueur du terminal associé. En outre, dans une réalisation, un coulissement de la seconde surface de guidage est piloté par l’au moins un actionneur pour contrôler la surface totale de guidage en vue de maximiser le signal reçu. Ainsi, la surface totale de guidage peut être adaptée à différentes conditions d’utilisation. Par exemple, si un coulissement selon une direction de la seconde surface de guidage apporte plus de rayons lumineux parasites que de rayons lumineux comportant de l’information utile, l’unité de traitement peut piloter l’actionneur pour provoquer un coulissement selon la direction opposée. La présente description vise aussi une installation de réception de lumière modulée comportant au moins un dispositif récepteur selon l’un des paragraphes précédents et un terminal couplé au dispositif récepteur pour utiliser les données reçues par lumière modulée. Avantageusement, le signal reçu par le photorécepteur étant augmenté, une qualité des données utilisées par le terminal peut être augmentée. Cela permet notamment une utilisation de l’installation dans des environnements contraints, notamment soumis à une corruption des signaux électromagnétiques, avec une meilleure qualité de réception des données utilisées par le terminal. Selon une autre caractéristique, l’installation comporte additionnellement un dispositif récepteur comportant au moins un actionneur destiné à être piloté par une unité de traitement du signal reçu du photorécepteur ; et une unité de traitement du signal reçu du photorécepteur configurée pour détecter un maximum du signal reçu, et couplée à l’actionneur pour appliquer une modification de la gouttière afin de maximiser le signal reçu. Ainsi, le signal reçu par le photorécepteur est maximisé, ce qui peut maximiser la qualité des données utilisées par le terminal et peut permettre une meilleure expérience d’utilisation à un utilisateur. Selon une autre caractéristique, l’unité de traitement de l’installation est configurée pour piloter l’actionneur en fonction d’un régulateur de type « PID » pour « Proportionnel Intégral Dérivé ». L’utilisation du régulateur de type PID peut permettre de piloter l’actionneur de manière robuste, rapide et précise. Cela signifie donc que la modification de la gouttière maximisant le signal reçu peut être rapidement atteinte, en réduisant les discontinuités entre deux consignes successives imposées à l’actionneur, tout en assurant une faible erreur entre le maximum du signal reçu atteint et le véritable maximum du signal reçu. Selon une caractéristique additionnelle, l’unité de traitement de l’installation est configurée pour émettre des consignes de réglage audit actionneur et stocker en mémoire lesdites consignes en correspondance de données de contexte d’utilisation de l’installation, le stockage en mémoire formant une base d’apprentissage pour une intelligence artificielle apte à être mise en œuvre par l’unité de traitement pour émettre des consignes cibles destinées à l’actionneur en fonction d’un contexte d’utilisation courant. Une telle caractéristique peut ainsi permettre d’identifier rapidement et finement des consignes de réglage audit actionneur en fonction des consignes passées et d’un contexte d’utilisation courant, notamment pour des environnements dans lesquels le contexte d’utilisation courant est répétitif, comme par exemple des usines. Selon une autre caractéristique, l’installation comprend une pluralité de dispositifs récepteurs et le terminal comporte une unité de traitement des signaux reçus des photorécepteurs couplés aux dispositifs récepteurs pour corréler les données reçues par les photorécepteurs couplés aux dispositifs récepteurs. La présence d’une pluralité de dispositifs récepteurs ainsi que d’une corrélation des données reçues par les photorécepteurs couplés aux dispositifs récepteurs permet ainsi d’augmenter la qualité du signal utilisé par le terminal et résultant de la somme des signaux reçus par chacun des dispositifs récepteurs en réduisant les interférences entre les signaux reçus par les différents dispositifs récepteurs. Selon une caractéristique additionnelle, l’unité de traitement est configurée pour piloter les actionneurs et orienter les fentes des dispositifs récepteurs pour maximiser des signaux de lumière modulée reçus distincts. Lorsque des signaux de lumière modulée distincts sont émis, l’actionneur d’un dispositif récepteur spécifique peut être piloté pour orienter la fente du dispositif récepteur spécifique de manière à maximiser un signal spécifique reçu associé. Avantageusement, cette caractéristique peut permettre d’obtenir simultanément une maximisation pour différents signaux reçus de lumière modulée. Selon une réalisation, il est proposé un système de communication par transmission de lumière modulée, comportant une installation selon l’un des paragraphes précédents, et une pluralité de sources dans un environnement de l’installation, la pluralité de sources transmettant de la lumière modulée, l’unité de traitement étant couplée aux actionneurs de la pluralité de dispositifs récepteurs pour piloter les actionneurs en vue de maximiser des signaux reçus pour l’ensemble des sources. Une telle réalisation peut ainsi permettre de favoriser une maximisation conjointe de la somme des signaux reçus pour l’ensemble de toutes les sources, plutôt que de favoriser une maximisation pour chacune des sources indépendamment. Selon une caractéristique additionnelle, il est proposé un système dans lequel le terminal comporte une première surface et une deuxième surface montées l’une sur l’autre en rotation et formant un angle l’une par rapport à l’autre, le système comportant un premier dispositif récepteur appliqué sur la première surface, et un deuxième dispositif récepteur appliqué à la deuxième surface, l’unité de traitement étant configurée pour orienter les fentes respectives des premier et deuxième dispositifs récepteurs pour recevoir respectivement des premier et second signaux de lumière modulée, distincts, lesdits premier et second signaux étant issus de rayons lumineux respectifs, non parallèles entre eux. Avantageusement, un tel système peut permettre de propager efficacement des informations suivant des directions de propagation non parallèles en assurant une réception maximisée par chaque dispositif récepteur et par suite dans ce cas, une réception maximisée par le terminal. Aussi, la présente description vise un procédé d’asservissement d’un dispositif récepteur mis en œuvre par une unité de traitement, comportant : acquérir des données reçues par lumière modulée par un photorécepteur couplé à un dispositif récepteur, détecter, à partir des données acquises, un maximum des données reçues par le photorécepteur, générer une consigne pour piloter un actionneur du dispositif récepteur en vue de maximiser des données reçues par le photorécepteur à partir du maximum détecté, transmettre la consigne générée. La présente description vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur d’un circuit de traitement, mettre en œuvre les étapes du procédé ci-avant. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 montre des vues schématiques en perspective de dispositifs récepteurs de communications par transmission de lumière modulée selon la présente invention. Fig. 2 est une vue schématique en perspective d’une installation comportant deux dispositifs récepteurs et un terminal couplé aux dispositifs récepteurs selon un mode de réalisation. Fig. 3 est une vue schématique en perspective d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon un mode de réalisation. Fig. 4 est une vue schématique en coupe transversale d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon une variante de réalisation de la . Fig. 5 est une vue schématique en perspective d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon un autre mode de réalisation. Fig. 6 illustre une installation de réception de lumière modulée comportant un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée et une unité de traitement du signal reçu du photorécepteur couplé au dispositif récepteur. Fig. 7 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon une variante de réalisation. Fig. 8 est un schéma fonctionnel d’un procédé de pilotage d’un actionneur d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon une première variante de réalisation. Fig. 9 est un schéma fonctionnel d’un procédé de pilotage d’un actionneur d’un dispositif récepteur de communications par transmission de lumière modulée selon une seconde variante de réalisation. Fig. 10 illustre un système de communication par transmission de lumière modulée selon un exemple de réalisation. Fig. 11 illustre un mode de réalisation dans lequel plusieurs dispositifs récepteurs sont couplés à un même photorécepteur. Fig. 12 illustre un mode de réalisation dans lequel plusieurs dispositifs récepteurs sont couplés à un même photorécepteur dans plusieurs dimensions de l’espace. Dispositif récepteur (100) de communication par transmission de lumière modulée destiné à être couplé à un terminal utilisant des données reçues par lumière modulée, le dispositif récepteur (100) comprenant au moins une gouttière (101), ladite gouttière (101) comprenant : une fente (102) pour recevoir au moins un rayon lumineux de la lumière modulée, et une première surface de guidage (103), couplée à la fente (102), ladite fente (102) étant aménagée en entrée de la première surface de guidage (103), la première surface de guidage (103) comprenant au moins une surface interne (103’), réfléchissante et conformée pour guider le rayon lumineux par réflexions successives jusqu’à au moins un photorécepteur (105) couplé au dispositif récepteur (100). Dispositif récepteur (100) selon la revendication 1, dans lequel la gouttière (101) comprend en outre l’au moins un photorécepteur (105), ledit photorécepteur étant logé à une extrémité de la gouttière (101), et une interface de communication pour transmettre les données reçues par l’au moins un photorécepteur (105) au terminal. Dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une enceinte hermétique (501) renfermant un liquide (502), l’enceinte hermétique (501) étant réalisée dans un matériau transparent audit rayon lumineux, et dans lequel l’enceinte hermétique (501) loge la gouttière (101), la gouttière (101) étant apte à flotter à la surface dudit liquide (502), la fente (102) de la gouttière (101) étant orientée, par flottaison, vers le haut. Dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première surface de guidage (103) est une surface d’un cylindre et la gouttière (101) est montée à rotation autour d’un axe longitudinal (X) du cylindre. Dispositif récepteur (100) selon la revendication précédente, comportant en outre au moins un actionneur destiné à être piloté par une unité de traitement (6000) du signal reçu du photorécepteur (105), l’unité de traitement (6000) étant configurée pour détecter un maximum du signal reçu, et l’actionneur étant couplé à l’unité de traitement (6000) pour appliquer une modification de la gouttière (101) afin de maximiser le signal reçu. Dispositif récepteur (100) selon la revendication 5, dans lequel l’au moins un actionneur est un actionneur pour la mise en rotation du cylindre pour orienter la fente (102) afin de maximiser le signal reçu. Dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel la gouttière (101) comprend en outre au moins un volet opaque (701) ajustable pour occulter la fente (102) et dont une occultation est pilotée par l’au moins un actionneur. Dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications 4 à 7, dans lequel la gouttière (101) loge, outre la première surface de guidage (103), une seconde surface de guidage (301) couplée à une seconde fente (302), montée coulissante selon un axe longitudinal (X) de la première surface de guidage (103). Dispositif récepteur (100) selon la revendication 8, prise en combinaison avec la revendication 5, dans lequel un coulissement de la seconde surface de guidage est piloté par l’au moins un actionneur pour contrôler une surface totale de guidage en vue de maximiser le signal reçu. Installation de réception de lumière modulée comportant au moins un dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications précédentes, et un terminal couplé au dispositif récepteur (100) pour utiliser les données reçues par lumière modulée. Installation selon la revendication 10, comportant un dispositif récepteur (100) selon l’une des revendications 5, 6, 7 et 9, et une unité de traitement (6000) du signal reçu du photorécepteur (105) configurée pour détecter un maximum du signal reçu et couplée à l’actionneur pour appliquer une modification de la gouttière (101) afin de maximiser le signal reçu. Installation selon la revendication 11 , dans laquelle l’unité de traitement (6000) est configurée pour émettre des consignes de réglage audit actionneur et stocker en mémoire lesdites consignes en correspondance de données de contexte d’utilisation de l’installation, le stockage en mémoire formant une base d’apprentissage pour une intelligence artificielle apte à être mise en œuvre par l’unité de traitement (6000) pour émettre des consignes cibles destinées à l’actionneur en fonction d’un contexte d’utilisation courant. Système de communication par transmission de lumière modulée, comportant une installation selon l’une des revendications 10 à 12, et une pluralité de sources dans un environnement de l’installation, la pluralité de sources transmettant de la lumière modulée, l’unité de traitement (6000) étant couplée aux actionneurs de la pluralité de dispositifs récepteurs (100) pour piloter les actionneurs en vue de maximiser des signaux reçus pour l’ensemble des sources. Procédé mis en œuvre par une unité de traitement (6000), le procédé comportant : acquérir des données reçues par lumière modulée par un photorécepteur (105) couplé à un dispositif récepteur (100) selon la revendication 5, détecter, à partir des données acquises, un maximum des données reçues par le photorécepteur (105), générer une consigne pour piloter un actionneur du dispositif récepteur (100) en vue de maximiser des données reçues par le photorécepteur (105) à partir du maximum détecté, transmettre la consigne générée. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de pilotage de l’actionneur selon la revendication 14 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.