BR112021013957A2 - Alojamentos seguros para fonte de energia sem fio - Google Patents

Abstract

alojamentos seguros para fonte de energia sem fio. trata-se de um sistema para garantir a integridade do alojamento de um transmissor de energia sem fio. o alojamento do transmissor compreende uma janela para permitir que um feixe de alta energia deixe o transmissor. a janela é munida de uma área que reflete ao menos parte do feixe e dirige o feixe refletido a um detector. assim, o sistema pode averiguar se a janela foi danificada, uma vez que, se o detector estiver recebendo uma parte satisfatória do feixe, significa que a janela não sofreu avarias. isso previne vantajosamente danos gerados por feixes nocivos, que podem ocorrer se a janela de saída do transmissor for danificada. de preferência, o feixe de laser é circularmente polarizado antes de deixar o transmissor, para evitar danos por lasers nocivos causados pelos reflexos do máximo dos componentes de polarização p ou s, o que pode acontecer com feixes linearmente polarizados.

Description

"ALOJAMENTOS SEGUROS PARA FONTE DE ENERGIA SEM FIO" CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo da emissão de energia sem fio, em especial na forma de sistemas de transmissão baseados em laser aplicados para emitir energia óptica em um ambiente doméstico a um dispositivo eletrônico móvel, usando recursos que garantam que o alojamento do transmissor previna a exposição nociva a feixes ainda que o alojamento tenha sido danificado.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Sente-se há muito a necessidade pela transmissão de energia a um local remoto com segurança sem a necessidade de uma conexão física com fio. Essa necessidade vem ganhando importância nas últimas décadas, com a popularização dos dispositivos eletrônicos portáveis que funcionam a bateria, e recentemente também com a proliferação dos dispositivos de Internet das Coisas, que requerem recarga periódica ou a conexão constante com uma fonte de alimentação. Essas aplicações móveis incluem telefones móveis, laptops, carros, brinquedos, dispositivos de vestir e aparelhos auditivos. Atualmente, a capacidade das baterias de última geração e o típico consumo de bateria de um smartphone usado intensamente podem ser tais que a bateria precise recarregar mais de uma vez ao dia, de modo que a necessidade de recarga remota sem fio da bateria torna- se importante.

[003] Quase um século após a invenção da bateria, no período entre 1870 e 1910, Tesla experimentou com a transmissão de energia a distância usando ondas eletromagnéticas. Desde então, foram diversas tentativas para transmitir energia com segurança a locais remotos, que podem ser caracterizados por uma distância significativamente longa entre o dispositivo transmissor e o receptor. Isso inclui desde a NASA, que conduziu o projeto SHARP (Plataforma Estacionária de Relé de

Alta Altitude) nos anos 1980s, à Marin Soljacic, que fez experiências com sistemas similares aos de Tesla em 2007.

[004] A típica bateria de um dispositivo eletrônico portátil possui capacidade entre 1 e 100 Watt*hora, e tipicamente requer recarga diária, logo uma transferência muito superior de energia por uma distância muito mais longa se faz necessária.

[005] Há, portanto, uma necessidade insatisfeita por transferir energia elétrica, por uma distância superior a alguns metros e com segurança, a dispositivos eletrônicos portáteis.

[006] Dentre os obstáculos primordiais à implementação de uma infraestrutura de energia sem fio em um ambiente residencial está a segurança, inclusive a segurança dos equipamentos em situações não planejadas e/ou quando o equipamento é usado por pessoas sem instrução.

[007] A exposição pública atualmente permitida para os níveis de energia laser transmitidos não basta para alimentar uma quantidade de energia útil sem um sistema de segurança complexo. Por exemplo, nos EUA, o Código de Regulamentações Federais, título 21, volume 8 (21 CFR § 8), revisado em abril de 2014, Capítulo I, Subcapítulo J, parte 1040, trata dos padrões de desempenho para produtos emissores de luz, inclusive produtos a laser. Para comprimentos de onda fora da faixa visível, há os lasers de classe I, classe III-b e classe IV (as classes II, IIa e IIIa são para lasers entre 400 nm e 710 nm, por exemplo, lasers visíveis). Dos lasers fora da faixa visível, a classe 1 é considerada segura para o uso público geral, e as classes IIIb e IV não são consideradas seguras.

[008] Com referência agora à Fig. 1, essa traz um gráfico ilustrando a MPE (máxima exposição permissível) para um diâmetro da pupila de 7 mm, para lasers de classe 1, de acordo com a 21 CFR § 8 citada acima, para exposição de 0,1 a 60 segundos. Percebe-se no gráfico acima que:

(i) Os níveis de máxima exposição permissível geralmente (mas nem sempre) aumentam com o comprimento de onda, e (ii) Ainda que desligue-se o laser uns 0,1 segundo após uma pessoa adentrá-lo, a fim de satisfazer o requisito especificado na 21 CFR § 8, não mais que 1,25 W de luz pode ser transmitido, e isso a comprimentos de onda mais longos do que 2,5 µ, sendo o limite ordens de grandeza mais baixo a comprimentos de onda mais curtos.

[009] Sendo assim, sem nenhum tipo de sistema de segurança, só é permitido transmitir alguns milliwatts de energia laser, que, ainda que completamente reconvertidos em eletricidade, alimentariam significativamente menos energia do que o necessário para recarregar a maioria dos dispositivos eletrônicos portáteis. Um telefone celular, por exemplo, requer de 1 a 12 W para recarregar, dependendo do modelo.

[010] Para transmitir mais energia do que a MPE do laser de classe 1, é necessário um sistema de segurança. Esses sistemas de segurança, como o sugerido na WO 2007-036937 por Alpert et al., intitulado “System for Wireless Power Supply”, referem-se a um sistema que proteja o usuário contra exposição quando adentra o feixe.

[011] No entanto, a técnica anterior não trata de questões de segurança decorrentes do mau uso, ou do manejo indevido do sistema.

[012] Um objetivo da presente invenção consiste em propor um sistema de segurança que seja resiliente contra o mau uso, manejo indevido e outras ocorrências do sistema que poderiam inutilizar os sistemas descritos na técnica anterior.

[013] As revelações de cada uma das publicações mencionadas nesta seção, e em outras seções do relatório descritivo, incorporam-se ao presente documento por referência, todas elas na íntegra.

SUMÁRIO

[014] A presente revelação descreve um sistema que permanece seguro mesmo quando o alojamento externo de um transmissor de energia sem fio adaptado para alimentar um receptor localizado remotamente ao transmissor sofre avaria.

[015] O transmissor tipicamente compreende um laser, para dirigir um feixe de laser aos receptores para a recarga sem fio. O transmissor tipicamente inclui uma unidade de deflexão de feixe, permitindo assim mirar o feixe de laser em receptores localizados no campo de visão do transmissor.

[016] O receptor tipicamente inclui uma célula fotovoltaica, para converter o feixe de laser recebido em eletricidade, que pode ser usada para alimentar um dispositivo eletrônico.

[017] O laser dentro do alojamento do transmissor tipicamente emite um feixe de alta energia, e a emissão do laser dentro do alojamento tipicamente não é protegida por um sistema de segurança nos sistemas da técnica anterior. Logo, se um objeto fosse inserido no transmissor, ele seria exposto a níveis nocivos de energia laser. Para impedir que os objetos sejam expostos à energia laser dentro do transmissor, e para proteger o próprio transmissor, este é tipicamente munido de um alojamento protetor.

[018] O transmissor tipicamente é pendurado no teto, ou instalado junto à parede, em uma posição semelhante a uma luminária. Durante a alimentação sem fio, o receptor situa-se tipicamente no mesmo cômodo que o transmissor, uma vez que o receptor deve estar no campo de visão do transmissor para receber energia sem fio. O transmissor utiliza a unidade de deflexão de feixe para dirigir o feixe a um receptor, de uma maneira tal que o transmissor possa dirigir o feixe ao receptor ainda que esse mude de posição.

[019] O transmissor tipicamente é instalado em uma residência, escritório, espaço comercial ou espaço industrial, com pessoas tipicamente sem instrução quanto à operação do mesmo, e em geral desprotegidas contra danos por laser, transitando pela área em torno do transmissor. Nessa configuração, objetos altos, por exemplo, escadas, ou objetos no ar, como uma bola, podem bater no transmissor e, com isso, danificá-lo. Assim, se um objeto acerta o transmissor, o alojamento do mesmo pode ser danificado, o que faria com que uma emissão de laser potencialmente perigosa se tornasse acessível ou fosse liberada.

[020] O alojamento do transmissor tipicamente possui uma janela, que pode ser feita de um material como vidro ou plástico, a qual é, ao menos em sua maior parte, transparente, seja por causa de seu nível de transparência geral, seja porque diferentes partes dela têm diferentes transparências. Essa janela permite a transmissão do feixe de laser para fora do invólucro protetor rumo ao receptor. A janela pode transmitir ao menos 85% do feixe. A janela pode compreender uma camada protetora, como Gorilla glass®, tal como fornecido pela Corning Inc., de Corning, NY, para torná-la mais durável, mas, mesmo com tal janela durável, e mesmo que a janela seja parcial ou totalmente afundada no alojamento, ela pode estar propensa a dano.

[021] Uma janela do alojamento quebrada ou danificada pode representar um risco à segurança, tal como níveis nocivos de feixe de laser escapando do transmissor. Isso porque, se a janela quebrar ou for danificada, a porcentagem de feixe absorvida ou refletida por ela seria menor que o nível esperado, emitindo assim um nível de energia laser superior ao antecipado. Além disso, a janela quebrada pode fazer com que o feixe mude sua direção original tencionada, fazendo com que incida sobre uma superfície onde possa causar danos, em vez de sobre o receptor, onde seria absorvido com segurança.

[022] Logo, é um objetivo da presente invenção propor um sistema que permaneça seguro mesmo quando o alojamento externo for danificado.

[023] Em uma implementação, a janela do alojamento protetor transmite a maior parte do feixe para fora do transmissor rumo a um receptor, alimentando assim energia sem fio ao mesmo. No entanto, uma pequena parte do feixe não é dirigida ao receptor, mas, em vez disso, é usada para averiguar a integridade do alojamento do transmissor. Essa pequena parte do feixe é refletida pela janela e é detectada por um detector. Se a janela do transmissor quebrar ou se fizer ausente, ou nenhuma parte do feixe chegará ao detector ou as propriedades do feixe que chegarem ao detector, como energia, polarização, formato ou outras propriedades de feixe, serão degradadas. Logo, se o detector não detectar nenhum feixe, significa que a janela protetora do alojamento do transmissor está quebrada, uma vez que a ausência da superfície parcialmente refletora da janela impediria a reflexão do feixe da janela para o detector. Como alternativa, se um feixe com qualidades de feixe inesperadas chegar ao detector, significa que a janela foi danificada, uma vez que uma janela danificada faz com que o feixe refletido tenha qualidades de feixe imprevistas. Se o sistema transmissor detectar dano à janela protetora, ele pode responder modificando o nível de energia do feixe, tipicamente reduzindo a energia do feixe ou cessando a emissão do laser por inteiro.

[024] A janela pode ter uma pequena área destinada a refletir parte do feixe para averiguar a integridade da mesma, e essa área pode ser coberta com um revestimento refletor ou parcialmente refletor. O laser pode ser projetado para dirigir o feixe a essa pequena área refletora em intervalos de tempo predeterminados, para que o detector monitore periodicamente se a quantidade de feixe que está recebendo é satisfatória. O sistema pode modificar os parâmetros de transmissão, tal como reduzir o nível de energia do feixe, quando executar essa verificação de integridade da janela. Como geralmente usa-se um feixe de alta energia para transmitir energia a um receptor durante a transmissão de energia sem fio, caso esse feixe seja dirigido à área especial, e parcial ou totalmente refletido ao detector, o detector pode ser danificado pela alta energia desse feixe. Além disso, a área da janela usada para a detecção de uma janela quebrada pode ser parcialmente transparente, e, por conseguinte, parte do feixe usado para averiguar a integridade da janela pode ser transmitida através da janela em uma direção insegura; assim pode ser preferível usar um feixe de laser de baixa energia.

[025] A área especial da janela pode ser opaca, refletora, absorvente ou prevenir riscos à área circundante de alguma outra forma. O sistema pode fazer com que o feixe atravesse a área especial a uma velocidade de varredura rápida e, em aditamento ou como alternativa, com um nível de energia alto. Um atenuador, difusor ou refletor de feixe pode ser disposto entre o laser e a área especial. Esse componente deve ser posicionado de tal modo que não interfira no feixe atravessando as demais partes da janela usadas para a transmissão de energia sem fio.

[026] Como alternativa, em vez de usar uma área especial para a detecção de uma janela quebrada, toda a janela protetora pode ser parcialmente refletora, de tal modo que qualquer parte, ou ao menos uma parte significativa, da janela protetora possa ser usada para refletir uma pequena parte do feixe para averiguar a integridade da janela, como explicar-se-á neste documento abaixo.

[027] Em uma configuração exemplificativa, a janela protetora possui formato esférico, côncavo ao interior do alojamento, com o pivô do defletor de feixe e o detector de janela quebrada dispostos em posições de objeto e imagem conjugadas, de tal modo que o feixe refletido pela janela esférica ao interior do transmissor sempre chegue ao detector de janela quebrada em um ponto de imagem da unidade de deflexão de feixe. Em uma modalidade desse tipo, toda a área, ou uma parte significativa dela, pode servir para detecção de uma janela quebrada, que pode ser encontrada na trajetória óptica do feixe principal. Como alternativa, a janela protetora pode ser plana, ou praticamente plana, e portanto só uma parte, tipicamente inferior a 10% da área da janela, pode ser usada para a detecção de uma janela quebrada.

[028] Em uma modalidade exemplificativa, o transmissor é adaptado para emitir um feixe com polarização elíptica, ou circular. O laser inicialmente emite um feixe linearmente polarizado, e uma placa de quarto de onda pode ser usada para transformar a polarização linear emitida pelo laser em um feixe com polarização elíptica, ou de preferência circular.

[029] Ter um feixe elipticamente polarizado transmitido pode ser vantajoso, uma vez que, à diferença do uso de uma luz linearmente polarizada, se a luz elipticamente polarizada atravessasse uma superfície fora do transmissor que não o receptor, um feixe de laser circularmente polarizado seria refletido à reflexão média dos componentes P e S, ao passo que um laser linearmente polarizado pode ser refletido ao máximo dos componentes P ou S. Logo, a reflexão máxima por uma superfície transparente a ângulos diferentes do ângulo de Brewster para a luz circularmente polarizada é mais baixa, em comparação à de uma luz linearmente polarizada.

[030] Logo, como as reflexões de feixe podem representar um risco ao ambiente, e como não se sabe a que ângulo o feixe emitido pelo transmissor incidirá sobre superfícies transparentes "alheias" fora do transmissor, seria vantajoso utilizar uma luz circularmente polarizada.

[031] Tipicamente, o sistema também compreende um sistema de segurança que reduz a energia laser ou desliga o laser quando um objeto encontra-se entre o transmissor e o receptor.

[032] Esse sistema de segurança normalmente detecta objetos que encontrem-se entre o transmissor e o receptor, mas é difícil detectar objetos alheios dentro do transmissor, e os sistemas da técnica anterior não se atentam a essa possibilidade.

[033] Outro objetivo da presente invenção consiste em propor um sistema e método para detectar danos ao alojamento, e mais especificamente à frágil janela, que pode encerrar o laser e outros componentes do transmissor.

[034] Outro objetivo da presente invenção consiste em propor um sistema e método para detectar danos a um componente óptico (a janela protetora) mesmo quando esse componente estiver contaminado, por exemplo com poeira e impressões digitais.

[035] Outro objetivo da presente invenção consiste em propor um sistema com um desempenho sinal para ruído aprimorado em um ambiente sujo.

[036] A presente invenção revela um sistema de detecção configurado para detectar danos à janela protetora transparente externa, e/ou métodos para usar e operar o sistema de detecção.

[037] A presente invenção compreende um laser, tipicamente um laser diodo adaptado para gerar um feixe essencialmente colimado, no que o diâmetro do feixe permanece o mais constante por toda a distância operacional do sistema e só se espalha a um tamanho maior do que o típico tamanho do receptor a distâncias que forem superiores à distância de operação máxima do sistema, de modo que o feixe permanece o mais colimado para o alcance operacional do sistema.

[038] Se a janela quebrar ou sofrer danos, gera-se um risco à segurança, tal como maiores energias de saída, ou saída por uma posição ou direção aparentes diferentes da planejada. Se o laser emitir um feixe a certo ângulo, uma janela quebrada faz com que ele mude sua posição angular tencionada. Essa mudança no feixe pode ser nociva, uma vez que um componente do sistema de segurança, como o detector conforme descrito acima, pode ser configurado e alinhado em uma posição diferente e, se o sistema de segurança proteger por engano um espaço que não o tencionado, o sistema pode tornar-se inseguro. O sistema de segurança tipicamente é alinhado ao feixe, tal como ao calibrar sua direção de detecção com o espelho defletor do transmissor. Contanto que a janela não quebre nem seja deslocada, essa codirecionalidade é mantida. Mas se a janela quebrar ou for alterada de alguma outra forma, o sistema de detecção e o feixe podem tornar-se desalinhados, e o sistema de segurança pode não operar como tencionado.

[039] Se o sistema, tipicamente através do uso de um detector, detecta dano à janela do transmissor, ele deve ser configurado para responder, tipicamente através do uso de um controlador, mudando o nível de energia do feixe, tipicamente ou baixando o nível de energia do feixe ou cessando a emissão do laser por inteiro.

[040] Outras partes do alojamento externo de preferência não são feitas de materiais frágeis e, portanto, são menos propensas a dano, mas, se o desenho do projeto incluir outras partes de alojamento frágeis, o sistema também pode incluir detectores para monitorar seu estado de conservação e responder a ele se necessário.

[041] O presente sistema pode ser projetado para permanecer seguro ainda que partes menos frágeis do alojamento sejam danificadas. Para tanto, o presente sistema pode incluir ainda qualquer um dos três componentes a seguir: - Um alojamento duplo, tal como um alojamento interno dentro do alojamento protetor do transmissor, projetado para prevenir o acesso a componentes internos perigosos mesmo quando o alojamento externo for danificado. - Um alojamento reforçado construído para resistir contra danos por impacto e contra o desgaste e a deterioração. - Partes ativamente protegidas do alojamento – como descrito acima acerca da janela do transmissor.

[042] O sistema da presente revelação pode emitir um feixe de laser com polarização elíptica, ou essencialmente circular. O laser, tipicamente um laser diodo,

em geral é configurado para emitir um feixe linearmente polarizado, e uma placa de quarto de onda pode ser usada para transformar a polarização linear emitida pelo laser em uma polarização elíptica, tipicamente quase circular. Em uma modalidade alternativa, essa modificação do feixe é obtida usando meios que não uma placa de onda, tal como usando a Reflexão Interna Total, como é de conhecimento na técnica.

[043] Ter o feixe emitido elipticamente polarizado pode ser vantajoso, uma vez que, à diferença de um laser linearmente polarizado, uma superfície transparente inserida em um feixe elipticamente polarizado não pode ser atravessada ao ângulo de Brewster, ou a um ângulo próximo ao ângulo de Brewster, ao passo que um laser linearmente polarizado pode atravessar um objeto transparente ao ângulo de Brewster, tornando a superfície transparente muito difícil de detectar por sistemas de segurança.

[044] Ademais, se o feixe de laser incidisse sobre uma superfície transparente plana a um ângulo grande, um laser circularmente polarizado poderia ser refletido à reflexão média dos componentes P e S, ao passo que um laser linearmente polarizado pode ser refletido ao máximo dos componentes P ou S. Logo, a máxima reflexão por uma superfície transparente a ângulos acima do ângulo de Brewster para uma luz circularmente polarizada é mais baixa, em comparação a uma luz polarizada.

[045] Por exemplo, se uma luz linearmente polarizada incide sobre uma superfície transparente com índice de refração de 1,5, a um ângulo de incidência de 60 graus, 17,66% da energia podem ser refletidos, em comparação a apenas 8,9% da energia de uma luz circularmente polarizada.

[046] Como essas reflexões podem ser nocivas ao ambiente, e como não se sabe a que ângulo o feixe emitido pelo transmissor incidirá sobre superfícies transparentes "alheias", seria vantajoso utilizar uma luz circularmente polarizada.

[047] A presente invenção pode usar, dependendo da modalidade, mais de um mecanismo para detectar danos à janela externa. Alguns desses métodos são listados doravante.

[048] Em uma modalidade, utiliza-se uma fonte luminosa para dirigir luz à janela do transmissor, tipicamente de dentro do alojamento. Em geral, utiliza-se o laser como essa fonte luminosa, mas outras fontes, como LEDs e diodos de laser, também podem ser usadas para essa finalidade. A janela dianteira tipicamente possui um revestimento levemente refletor, tipicamente da ordem de 0,05% a 5%, permitindo assim a transmissão da maior parte da luz através dela, e uma pequena reflexão, tipicamente menor que 1%, de volta ao interior do transmissor. A refletância pode ser significativamente mais alta, até mesmo acima de 90%, em uma modalidade que utilize uma fonte luminosa adicional que não o laser. Um detector é posicionado para medir a reflexão, e assim detectar a presença da janela. Se a janela quebrar ou se fizer ausente, ou inclinar-se a um ângulo inesperado, o detector pode ou não detectar a reflexão ou detectar uma mudança nela. O detector normalmente conecta-se a um controlador, que é configurado para fazer com que o sistema mude para um estado seguro quando da detecção de dano à janela ou de uma mudança à janela.

[049] Em uma modalidade exemplificativa, o laser usado como feixe de energia também atua como a fonte luminosa.

[050] Em aditamento, o detector pode ser posicionado na trajetória do feixe de retorno do laser, para que seja capaz de detectar o ponto central do campo de visão do feixe de retorno. Nessa configuração, o ponto mais central da janela tipicamente não é o mais protegido.

[051] Em uma modalidade, a janela dianteira é coberta com um revestimento condutor, e a resistência elétrica ou condutividade da janela é medida por um sensor, permitindo assim a detecção de uma janela quebrada.

[052] Em ainda outra modalidade, a janela é revestida com um revestimento condutor, e a capacitância entre a janela e outra placa, preferivelmente também condutora e transparente, e em geral paralela a ela, é medida. Se a janela quebra, a capacitância muda e o sistema reage como se a janela tivesse quebrado.

[053] Em ainda outra modalidade, mede-se a energia que chega ao receptor. Quando há um aumento repentino na energia, tipicamente após uma curta interrupção, é possível que tenha ocorrido dano à janela do transmissor, e o sistema reage como se a janela tivesse quebrado.

[054] Em outra modalidade específica, utiliza-se ultrassom para detectar o estado de conservação da janela protetora, ou pela transmissão de ondas sonoras de um lado da janela protetora ao outro lado da mesma, ou pela transmissão de ondas do lado dianteiro da janela protetora do transmissor ao lado traseiro da mesma, ou então medindo a reflexão das ondas sonoras para fora da janela.

[055] Em ainda outra modalidade específica, uma fonte luminosa, tipicamente um diodo LED, é adaptada para iluminar o lado da janela externa, e essa luz é refletida de maneira totalmente interna dentro do vidro rumo a um detector. Se o vidro tiver quebrado, o mecanismo de Reflexão Interna Total cessaria, e o sinal detectado no detector seria afetado, fazendo com que o sistema reagisse como se a janela tivesse quebrado ou sofrido dano.

[056] Tipicamente, o vidro protetor é escolhido para que sua transmitância no comprimento de onda operacional do feixe seja superior a 90%, ou mesmo superior a 95%.

[057] Quando o detector para detectar uma janela quebrada situa-se próximo ao eixo do feixe de laser ou desviado do eixo do feixe de laser, ele não deve bloquear o feixe. Isso é tipicamente obtido usando um divisor de feixe para desviar a luz refletida.

[058] Se o detector for disposto entre o laser e uma placa de quarto de onda, um polarizador poderia ser utilizado para desviar o sinal refletido pela janela dianteira, sem um efeito significativo sobre a energia de laser transmitida para fora do alojamento do transmissor.

[059] A placa de ¼ de lambda pode ser levemente inclinada para que seus lados não reflitam luz de volta ao detector, ou, mais especificamente, à pupila de entrada do detector. Outros componentes associados ao transmissor também podem ser levemente inclinados para evitar essas reflexões. A inclinação é intencional, para que o detector de vidro quebrado possa detectar a janela, que em ao menos um ponto não é inclinada, e não recebe um sinal refletido de componentes internos. Se posicionado normal ao feixe, ele refletiria a luz diretamente de volta ao longo da trajetória incidente, podendo somar-se à luz refletida pela janela dianteira e complicar a detecção de uma janela quebrada.

[060] Se o feixe de laser/energia for usado como a fonte luminosa para detecção da janela dianteira, uma área na janela dianteira é tipicamente reservada para essa detecção. Essa área pode ter um revestimento especial, usado na detecção de uma janela quebrada, ou pode usar o mesmo revestimento que o restante da janela. Nesse caso, o detector pode ser adaptado para detectar diferentes níveis de energia.

[061] Ao transmitir energia através da área, tipicamente pequena, reservada para a detecção de integridade do vidro, os parâmetros de transmissão, tais como o nível de energia transmitida aos receptores, são tipicamente reduzidos pelo sistema, ou, em alguns casos, a energia não é sequer transmitida através da área especial da janela.

[062] Embora a energia possa não ser sequer transmitida, ou ser transmitida a um desempenho reduzido, através de uma área dedicada, o feixe de laser pode ser periodicamente mirado na área, ou próximo dela, para averiguar a integridade do vidro.

[063] Essa área especial na janela é caracterizada por refletir parte da luz laser que incide sobre ela rumo à pupila do detector, embora, como opção, permita que uma parte significativa da luz atravesse a janela.

[064] O detector pode ser posicionado e configurado para que, a não ser quando receber uma reflexão das partes protegidas do sistema, por exemplo, da janela, seja blindado contra o laser e não receba a energia total do laser, ou mesmo partes significativas dela

[065] O detector de integridade do vidro tipicamente possui uma pupila de entrada. A luz que atravessa a pupila de entrada chega ao detector. Essa luz pode ser atenuada. A luz que não ultrapassa a pupila tipicamente é fortemente atenuada. As dimensões e a posição da pupila do detector podem ser escolhidas para que a área da janela usada para a detecção de uma janela quebrada possa ser minimizada, permitindo assim a máxima transmissão de energia aos receptores. Isso permite utilizar uma porcentagem máxima da superfície da janela para a transmissão de energia sem fio através de áreas da janela que não a área dedicada.

[066] Para tanto, a projeção óptica, por exemplo, a imagem possivelmente fora de foco, da pupila do detector na janela deve ser semelhante ao diâmetro do feixe na janela.

[067] Uma pequena abertura física, por exemplo, um furo ou uma íris, ou um tipo de abertura alternativo, é tipicamente posicionada na pupila do detector. A pupila pode ser criada pela abertura, ou pode ser criada por uma lente ou outro elemento focalizador na trajetória do feixe. Essa abertura pode atuar para reduzir a luz refletida de superfícies dentro do transmissor, o que dificulta a detecção precisa. O detector pode ser vantajosamente encerrado, ou parcialmente encerrado, em uma estrutura adaptada para bloquear a luz alheia advinda de direções outras que não a direção da janela.

[068] Em uma modalidade alternativa, a imagem virtual da pupila do detector pode ser posicionada em um local preferido dentro, ou levemente fora, da distância operacional do transmissor, tal como no centro do alcance útil, ou no limite do alcance útil, ou em um alcance útil preferido do alcance operacional, do transmissor. Nesse caso, o mesmo detector também pode ser usado para medir sinais advindos de um receptor durante períodos em que o feixe não é mirado na área especial no transmissor.

[069] Para acoplar a luz da saída óptica ao detector, um divisor de feixe polarizador, ou um divisor de feixe de baixa perda, pode ser vantajosamente usado. O divisor de feixe tipicamente deve ter menos que 2% de acoplamento rumo ao detector e mais que 95% de transmissão, ou reflexão, do feixe de energia. Um método para obter essa configuração consiste em usar uma chapa transparente, que vantajosamente pode ser plana, a um ângulo próximo ao ângulo de Brewster, em uma posição onde o feixe é linearmente polarizado. Essa configuração permite a transmissão eficaz do feixe linearmente polarizado emitido pelo laser, ao passo que o feixe refletido da janela à polarização ortogonal será refletido com eficácia rumo ao detector.

[070] O sistema tipicamente também é munido de um detector configurado para medir a energia do feixe de laser, chamado de monitor ou detector de energia. Normalmente é melhor posicionar o monitor de energia entre a placa de ¼ de onda e o espelho de varredura a fim de evitar a dependência de polarização da energia medida.

[071] Uma pequena parte, tipicamente inferior a 10%, 5% ou 1%, da energia do feixe de laser pode ser acoplada rumo a um detector.

[072] Posicionar o acoplador do monitor de energia entre a placa de onda e o espelho de varredura permite que o acoplador independa da polarização, o que aumenta a precisão das medições de energia, permite que o detector meça a energia após quaisquer perdas causadas por outros componentes, tais como o detector de vidro quebrado e a placa de onda, e permite que o acoplador seja pequeno, no que diz respeito às dimensões.

[073] Em uma modalidade, o detector é posicionado no centro do feixe desviado, fora da trajetória do feixe principal. Como alternativa, o detector não precisa ser posicionado no centro do feixe. Além disso, o diâmetro do feixe pode ser tal que tenha um comprimento semelhante ao diâmetro do detector.

[074] Em uma modalidade exemplificativa, o feixe desviado é focalizado no detector, permitindo assim a amostragem de todo o perfil do feixe usando um pequeno detector de baixo custo e baixo ruído. Essa configuração pode ser insusceptível a mudanças no formato do feixe.

[075] Em uma terceira configuração específica, o feixe desviado é difundido sobre o detector, usando um difusor, permitindo assim a amostragem de todo o perfil do feixe usando um pequeno detector de baixo custo e baixo ruído. Nesse caso, o próprio detector pode ser posicionado fora da direção da reflexão especular/transmissão do difusor, a fim de medir um sinal que independe de mudanças no formato do feixe.

[076] Tipicamente, essa configuração requer encerrar o difusor e o detector em um pequeno alojamento, a fim de impedir que outros detectores no sistema sejam expostos à luz advinda do difusor.

[077] Em uma modalidade específica, utilizam-se ao menos dois monitores de energia.

[078] Em uma configuração preferida, o laser é um laser diodo com um eixo rápido e um eixo lento. O eixo rápido possui um ângulo de divergência mais amplo na saída do diodo laser, tipicamente superior a 30 graus, e o eixo lento possui um ângulo menor, tipicamente inferior a 15.

[079] Os um ou mais monitores de energia são dispostos fora da direção da reflexão especular/transmissão do difusor e deslocados à direção do eixo rápido, em vez do eixo lento (a direção tal como é espelhada pelo sistema óptico), que pode reduzir ao ruído.

[080] Em outra configuração alternativa, utiliza-se uma placa fluorescente para extrair uma pequena quantidade de energia do feixe principal, sem a necessidade de um acoplador, e essa quantidade de energia é dirigida ao monitor de energia.

[081] Em outra configuração, utiliza-se um divisor de feixe em bolinhas para desviar a energia.

[082] Em outra configuração, um monitor de energia liga-se ao próprio laser, opcionalmente no mesmo invólucro, permitindo uma integração de baixo custo dos dois componentes.

[083] O divisor de feixe do monitor de energia pode ser posicionado entre o espelho de varredura e a placa de quarto de onda ou outro gerador de feixe elíptico.

[084] Prefere-se, em algumas configurações, usar dois divisores de feixe, caso utilizem-se dois monitores de energia.

[085] Os acopladores usados para monitorar parâmetros externos ao transmissor, bem como para o detector de janela quebrada, também podem ser posicionados na trajetória do feixe dentro do transmissor. Por exemplo, para detectar um receptor ou para detectar a comunicação com um receptor, detectar um sinal advindo de um receptor, detectar objetos entre o transmissor e o receptor ou outras medidas de objetos entre o transmissor e o receptor ou nas proximidades do feixe. Esses acopladores devem acoplar luz a um sistema de furo/íris/abertura de uma lente/espelho/sistema focalizador, onde o furo é posicionado em um ponto de imagem de um lugar dentro do alcance operacional do sistema; em uma notação mais geral, o furo é posicionado a uma distância entre e do ponto focal do sistema focalizador.

[086] Por exemplo, se a distância focal da lente for f e a distância operacional máxima for de 10 m, o furo tipicamente deve ser posicionado a uma distância de .

[087] Logo, de acordo com uma implementação exemplificativa dos dispositivos descritos na presente revelação, é proposto um sistema de transmissão de energia sem fio que compreende um transmissor e um receptor,

[088] o transmissor compreendendo: (i) um laser adaptado para emitir um feixe, (ii) um monitor de energia configurado para prover uma indicação da energia óptica do feixe, (iii) um alojamento externo compreendendo uma janela óptica configurada para transmitir o feixe para fora do mesmo; (iv) um alojamento interno dentro do alojamento externo compreendendo: o laser, o monitor de energia, e uma parte bloqueadora de feixe que é ao menos um de (a) opaca, (b) parcialmente transmissora com uma densidade de ao menos 0,5 ou (c) difusa, a parte bloqueadora de feixe sendo configurada para absorver ou difundir ao menos parte do feixe, ou uma reflexão do feixe causada por um objeto inserido o feixe, se o feixe ou reflexão for dirigido à parte bloqueadora de feixe, (v) uma unidade de deflexão de feixe, e (vi) uma unidade de controle configurada para controlar o laser,

sendo que o sistema compreende ainda uma unidade de detecção configurada para prover uma indicação de dano à janela óptica do alojamento externo, a unidade de controle sendo configurada para responder à indicação provocando a modificação de uma configuração do sistema.

[089] A parte bloqueadora de feixe pode ser parte das ou todas as paredes do alojamento interno, geralmente ao menos a maior parte das quais possui propriedades bloqueadoras, essas propriedades sendo ao menos uma de (a) opaca, (b) parcialmente transmissiva com uma densidade óptica de ao menos 0,5 ou (c) difusa, a parte bloqueadora de feixe das paredes sendo configurada para absorver ou difundir essencialmente ao menos parte do feixe, ou uma reflexão do feixe causada por um objeto inserido no feixe, se a parte do feixe ou da reflexão do feixe for dirigida à parte bloqueadora de feixe das paredes, de tal modo que parte do feixe ou da reflexão não seja dirigida para fora do alojamento externo através da janela óptica. As propriedades bloqueadoras de feixe do alojamento interno são assim úteis para impedir parte do feixe ou da reflexão do feixe de um objeto inserido no feixe de deixar o alojamento externo que não através da janela.

[090] Em um sistema de transmissão de energia sem fio, a modificação do sistema pode ser uma modificação no feixe de laser.

[091] Em aditamento, esses sistemas podem compreender ainda um colimar configurado para fazer com que o feixe divirja dentro do alcance útil do transmissor a não mais que 5 graus, o colimar sendo posicionado dentro do alojamento interno.

[092] Além disso, em cada um desses sistemas de transmissão de energia sem fio, a janela do alojamento externo pode ter uma transmitância de ao menos 90%. À semelhança, a janela do alojamento interno pode ter uma transmitância de ao menos 90%.

[093] Em quaisquer desses sistemas de transmissão de energia sem fio, o defletor de feixe pode situar-se dentro do alojamento interno.

[094] De acordo com ainda outras implementações exemplificativas da presente revelação, é proposto um sistema de transmissão de energia sem fio que compreende um transmissor e um receptor, o transmissor compreendendo: (i) um laser adaptado para emitir um feixe com energia, (ii) um colimar, (iii) um elemento de polarização configurado para manipular o estado de polarização do feixe, e (iv) um controlador adaptado para controlar a energia do feixe de laser, sendo que o receptor possui um ângulo de aceitação máximo  para o feixe, e sendo que o elemento de polarização é configurado para que o estado de polarização do feixe que deixa o transmissor seja elíptico, o feixe elipticamente polarizado compreendendo dois componentes lineares com fases diferenciadas havendo uma razão de energia  superior a 1 entre o maior componente e o menor componente, e uma diferença de fase entre as duas polarizações lineares, e sendo que a energia do laser é controlada para que a energia P do feixe emitido pelo laser seja inferior a watts.

[095] Ainda outras implementações desses transmissores de energia sem fio podem compreender: (i) um laser adaptado para emitir um feixe de laser essencialmente colimado, (ii) uma janela de saída externa adaptada para transmitir o feixe de laser,

(iii) uma unidade de deflexão de feixe adaptada para desviar o feixe de laser, em qualquer uma de uma pluralidade de direções, através da janela de saída externa, e (iv) um detector com uma pupila, sendo que a janela de saída externa possui ao menos uma área adaptada para refletir uma parte do feixe de laser à pupila do detector, e o detector é protegido contra o laser quando esse não é mirado na ao menos uma área.

[096] Nesse transmissor de energia sem fio, o sistema pode compreender ainda um monitor de energia configurado para detectar ao menos parte do feixe e, assim, indicar a energia do feixe. Em aditamento, esses sistemas transmissores de energia sem fio podem compreender ainda ao menos dois monitores de energia. Em ainda outra implementação, o laser pode compreender um primeiro modo de energia de feixe com uma energia menor que um segundo modo de energia de feixe. No último caso, o transmissor pode ser configurado para que ao menos um dos referidos modos de operação do laser não possa ser acionado quando o feixe estiver incidindo sobre a ao menos uma área. Nesse caso, a unidade de deflexão de feixe é adaptada para dirigir o feixe de laser à ao menos uma área antes de o laser ser comutado entre os dois modos de operação.

[097] De acordo com ainda outras implementações exemplificativas dos transmissores de energia sem fio descritos acima, a unidade de deflexão de feixe pode ser adaptada para dirigir o feixe de laser à ao menos uma área durante o procedimento de inicialização do sistema. Além disso, a energia do feixe de laser antes de varrer a ao menos uma área especial deve ser menor em comparação à energia do feixe de laser depois de varrer a ao menos uma área especial.

[098] Em quaisquer dos referidos transmissores de energia sem fio, a ao menos uma área pode refletir menos que 5% do feixe. Em aditamento, o transmissor pode compreender ainda ao menos um elemento óptico adaptado para mudar a polarização do feixe emitido. Além disso, o laser pode emitir um feixe linearmente polarizado, ao passo que o feixe atravessando a janela pode ser um feixe elipticamente polarizado ou um feixe circularmente polarizado.

[099] Em quaisquer desses casos, o elemento óptico pode ser alinhado a um pequeno ângulo da normal ao feixe. Nesse caso, o alinhamento do elemento óptico deve causar uma reflexão dirigida fora da pupila do detector.

[0100] É revelado ainda um sistema de transmissão de energia óptica sem fio que compreende: (i) um laser adaptado para emitir um feixe, (ii) um alojamento para alojar o laser compreendendo: (a) uma parte bloqueadora de feixe, e (b) uma janela de alojamento para transmitir o feixe, a janela compreendendo uma parte predefinida adaptada para refletir ao menos parte do feixe a uma unidade de detecção; (iii) um espelho de varredura adaptado para dirigir o feixe, e (iv) uma unidade de controle adaptada para receber sinais da unidade de detecção e para determinar ao menos uma propriedade do feixe, sendo que, quando o feixe é dirigido à parte predefinida da janela, a unidade de controle é adaptada para usar uma saída da unidade de detecção para avaliar a integridade da janela e para controlar ao menos um dentre (i) o laser e (ii) uma configuração do sistema de acordo.

[0101] Nesse sistema de energia sem fio, o alojamento pode compreender ainda um alojamento interno, adaptado para alojar ao menos parte do laser. Nesse caso, a janela para transmitir o feixe pode ser comum ao alojamento externo e alojamento interno. Como alternativa, o alojamento interno pode compreender uma segunda janela para transmitir o feixe rumo à janela do alojamento. Em quaisquer dessas implementações, o alojamento interno pode compreender a parte bloqueadora de feixe.

[0102] De acordo com ainda outra implementação desses sistemas de energia sem fio, a janela pode ser esférica, côncava ao interior do transmissor, e um pivô do espelho de varredura e a unidade de detecção são dispostos em posições de objeto e imagem conjugadas, de tal modo que um feixe refletido pela janela esférica sempre chegue à unidade de detecção para uma variedade de ângulos do espelho de varredura.

[0103] Para finalizar, quaisquer desses sistemas de energia sem fio podem compreender ainda ao menos um monitor de energia, adaptado para detectar o nível de energia do feixe de laser emitido. Nesse caso, o monitor de energia pode compreender um difusor e ao menos um detector, de tal modo que o detector receba um feixe espacialmente disperso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0104] A presente invenção será compreendida e apreciada mais plenamente com base na leitura da descrição detalhada a seguir, feita em associação aos desenhos, dentre os quais: a Fig. 1 ilustra a máxima exposição permissível publicada, convertida em watts por uma pupila de 7 mm, para diferentes tempos de exposição, de acordo com a US 21 CFR §1040; a Fig. 2A ilustra um típico ambiente residencial onde um transmissor de energia sem fio instalado no teto pode ser usado para recarregar as baterias de vários dispositivos eletrônicos portáteis;

a Fig. 2B ilustra uma implementação exemplificativa de um transmissor, com um alojamento interno que aloja um laser e um alojamento externo que pode conter os demais componentes do transmissor; as Figs. 3A e 3B ilustram implementações exemplificativas de um sistema para detectar a integridade da janela do alojamento externo ilustrado na Fig. 2B; a Fig. 3A ilustra uma implementação usando duas janelas distintas para os alojamentos interno e externo, ao passo que a Fig. 3B ilustra uma implementação usando uma janela em comum ambos os alojamentos interno e externo; a Fig. 4 ilustra um sistema exemplificativo alternativo para detectar a integridade da janela externa do alojamento transmissor, usando um detector disposto fora do transmissor para detectar o feixe transmitido através da janela; a Fig. 5 ilustra um sistema alternativo para determinar a integridade da janela externa, cobrindo-a com um revestimento condutor, cuja referência muda se a janela for danificada; a Fig. 6 ilustra um sistema alternativo para determinar a integridade da janela externa do alojamento do transmissor, usando a reflexão interna total da luz que atravessa o espelho; a Fig. 7 ilustra uma modalidade onde a janela é parcialmente refletora e possui um formato esférico, para permitir que a integridade da mesma seja garantida para qualquer ângulo a que o feixe seja varrido; as Figs. 8A e 8B ilustram dois sistemas exemplificativos alternativos onde uma parte específica da janela com propriedades refletoras predeterminadas é usada para monitorar a integridade da janela; as Figs. 9A e 9B ilustram implementações exemplificativas alternativas para reduzir o efeito da iluminação alheia sobre a sensibilidade do sistema de detecção, garantindo que só a luz advinda do feixe retornando seja focalizada ao detector, de modo que o detector possa determinar com mais precisão o estado da janela externa; e a Fig. 10 ilustra outra implementação exemplificativa de um monitor de energia para determinar a energia do feixe emitido pelo laser e, assim, se o feixe encontra-se a um nível seguro, tanto dentro do alojamento externo, quanto fora do alojamento externo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0105] Com referência agora à Fig. 1, é ilustrada a máxima exposição permissível publicada, convertida em watts por uma pupila de 7 mm, para diferentes tempos de exposição, de acordo com a US 21 CFR §1040.

[0106] A Fig. 2A ilustra uma típica instalação residencial onde um transmissor de energia sem fio instalado no teto 204 pode ser usado para recarregar vários dispositivos, tais como um laptop 207a, um tablet 207b e um telefone 207c. Entende-se que um transmissor pode ser capaz de só carregar um dispositivo por vez, ou ser capaz de carregar mais de um dispositivo simultaneamente.

[0107] Com referência agora à Fig. 2B, que ilustra uma implementação exemplificativa de um transmissor, com um alojamento interno 203, que aloja o laser 205, ou ao menos a abertura de saída de feixe do laser, e um alojamento externo 204, que pode conter os demais componentes do transmissor.

[0108] A vantagem de um alojamento externo 204 é a de proteger a estrutura interna do transmissor contra danos, tal como de golpes ao transmissor, e, em aditamento, de proteger os usuários contra a exposição a possíveis danos, tal como danos elétricos, mecânicos, térmicos ou laser, que poderiam ocorrer se os componentes elétricos e laser não fossem apropriadamente encerrados e inacessíveis.

[0109] O alojamento externo 204 é munido da janela de emissão 201, que permite que o feixe de laser 200 deixe o transmissor rumo receptor 207, ou a múltiplos receptores. À exceção da janela 201, o alojamento 204 é tipicamente feito de material opaco e durável, tal como metal, ou plástico ou borracha durável, a fim de prevenir a passagem do feixe de laser através das paredes do alojamento. A janela 201 é tipicamente a única parte do alojamento externo que permite a passagem do feixe de laser e, portanto, é tipicamente feita de vidro ou plástico durável.

[0110] Como pode ocorrer uma fratura ao alojamento externo 204, em especial à janela de emissão 201, o alojamento externo 204 deve ser munido de meios para desligar o sistema, tal como uma botão de desligar ou um cabo de energia desconectável. O laser e outros componentes sensíveis devem adicionalmente ser parcial ou totalmente encerrados dentro de um alojamento interno 203, para prover proteção ao usuário mesmo que o alojamento externo 204 seja danificado, de modo que o laser seja inacessível todo o tempo.

[0111] O alojamento interno 203 também protege o laser contra danos, em caso de dano ao alojamento externo 204. Além disso, o alojamento interno 203 atua como um protetor contra a poeira para os componentes internos do transmissor 200. O alojamento interno 203 também é munido de uma janela 202, para que permita ao feixe 200 deixá-lo.

[0112] O alojamento interno 203 pode alojar ainda: (i) um monitor de energia 206, ilustrado em mais detalhes na Fig. 10. O monitor de energia determina se o nível de feixe que o laser está emitindo é seguro e aceitável. O alojamento interno 203 pode não alojar todo o monitor de energia, porém o alojamento interno 203 aloja ao menos a abertura de entrada do monitor de energia. (ii) um divisor de feixe 202, para desviar uma parte do feixe rumo ao monitor de energia 206, que também pode atuar como a janela de saída 202 do alojamento interno, conforme ilustra a Fig. 3.

[0113] Tipicamente, ao menos o laser e o monitor de energia 206, que mede ou a energia do feixe de laser ou a energia por pulso, no caso de lasers pulsados, além de outros dispositivos de monitoração que podem ser empregados pelo sistema, são dispostos dentro do alojamento interno. O monitor de energia é disposto dentro do alojamento interno porque a interferência no monitor de energia, ou danos ao mesmo, podem fazer com que o sistema tornar-se inseguro; por exemplo, se o sistema for configurado para usar o nível de energia medido para determinar o nível do feixe emitido pelo laser, uma medição de saída errada por parte do monitor de energia poderia fazer com que o sistema emitisse um feixe com um nível de energia perigosamente alto. Em aditamento, um sistema de segurança pode ser configurado para usar o monitor de energia para determinar a porção do feixe que é absorvida pelo receptor. Isso pode ser obtido ao determinar a diferença entre o nível de energia do feixe emitido usando o monitor de energia, e o nível de energia que chega ao receptor. Se a diferença for menor que um nível predeterminado, isso é indicativo de uma operação segura, uma vez não ocorre nenhuma perda de energia significativa entre o transmissor e o receptor. Logo, é importante que o monitor de energia seja protegido e propicie leituras precisas.

[0114] Outros componentes podem situar-se fora do alojamento interno. Por exemplo, partes eletrônicas do laser, como ânodos e cátodos, podem ser posicionadas fora do alojamento interno protetor, ao passo que a saída do feixe óptico tem que situar-se dentro dele. À semelhança, a abertura óptica do monitor de energia precisa ser totalmente encerrada dentro do alojamento interno protetor. Se um acoplador óptico for usado para transmitir/refletir uma baixa porcentagem do feixe ao monitor de energia enquanto reflete/transmite outra parte para fora do alojamento protetor interno, só um lado do acoplador óptico precisa estar dentro do alojamento protetor, isto é, o acoplador óptico pode ser instalado na parede do alojamento interno.

[0115] As partes não transparentes do alojamento interno devem ser construídas para que sejam capazes de bloquear o feixe, caso o feixe seja desviado de sua trajetória tencionada, por exemplo, como resultado de um choque mecânico ou como resultado de um componente refletor deslocar-se de sua posição segura tencionada. Esses componentes devem ser projetados para que sejam capazes de bloquear o feixe por um tempo longo o bastante para permitir o desligamento do sistema, que pode levar até 10 segundos, ou mais. Sendo assim, as partes não transparentes tipicamente são feitas de um material que não transmite o feixe, em vez disso devem ser feitas de um material projetado para absorver o feixe, ou ao menos difundi-lo. Além disso, esses materiais não devem derreter quando iluminados pelo feixe por um curto período, tipicamente de ao menos 1 a 2 minutos, por exemplo, para dar tempo o bastante para o usuário reagir e desligar o laser.

[0116] O transmissor é tipicamente instalado no teto, dificultando-lhe o acesso, e pode conecta-se diretamente à alimentação principal. Sendo assim, para permitir que o usuário desligue o sistema, pode haver um botão de desligar externo, que tipicamente encontra-se no alojamento externo, ou um controle remoto ou aplicativo. Como alternativa, o sistema pode ser conectado a uma fonte de alimentação através de uma tomada que possa ser desconectada.

[0117] Outros componentes que podem situar-se dentro do alojamento protetor interno incluem um sistema de colimação, amostradores de feixe e um dispositivo de deflexão de feixe.

[0118] A contaminação do monitor de energia com poeira pode fazer com que o sistema de segurança avalie incorretamente o nível de energia laser emitido pelo sistema, fazendo assim tipicamente com que o sistema subestime a energia, o que poderia fazer com que o sistema operasse de maneira insegura.

[0119] Logo, o alojamento protetor interno deve ser, em alguma medida, à prova de poeira, para prevenir a contaminação do laser e do monitor de energia com poeira. No entanto, pequenas contaminações durante o tempo de vida do produto normalmente são aceitáveis.

[0120] Com referência agora às Figs. 3A e 3B, são ilustradas implementações exemplificativas de um sistema para detectar a integridade da janela do alojamento externo.

[0121] As Figs. 3A e 3B ilustram esquematicamente um sistema onde uma pequena quantidade de luz refletida pela janela do alojamento externo é detectada para avaliar se a porção do feixe de laser sendo refletida pela janela é representativa de uma janela intacta. Caso detecte-se um nível do feixe mais baixo do que o esperado, o que pode indicar uma janela danificada ou ausente, o sistema pode reduzir o nível do feixe de laser ou impedir o laser de emitir um feixe por inteiro.

[0122] Far-se-á referência agora à Fig. 3A. O alojamento interno 311 compreende uma unidade de laser 301, geralmente com um emissor de laser diodo 302, e um sistema de colimação 313 para produzir um feixe de laser colimado. O feixe de laser é dirigido ao divisor de feixe 304, sendo que o divisor de feixe 304 tipicamente dirige menos que 10% do feixe ao monitor de energia 303 e permite a passagem do restante. O monitor de energia 303 determina se o laser está emitindo um feixe em um nível seguro e aceitável.

[0123] Em seguida, o feixe incide sobre o espelho de varredura 305, que desvia o feixe à janela do alojamento interno 306 e à janela do alojamento externo

307. As janelas 306 e 307 na Fig. 3A são ilustradas como janelas distintas, porém o sistema pode compreender uma janela comum aos alojamentos interno e externo, como é ilustrado na Fig. 3B.

[0124] A janela do alojamento externo 307 pode transmitir vantajosamente a maior parte do feixe para fora do transmissor, de modo que a maior parte do feixe de laser chegue aos receptores, como é ilustrado pelo feixe incidindo sobre o receptor 308. Por outro lado, uma parte tipicamente pequena do feixe é refletida pela janela 307 a um detector 309, o qual é um detector de integridade de janela para determinar o estado de conservação da janela externa.

[0125] Se a janela quebrar ou se fizer ausente, ou nenhuma parte do feixe chegará ao detector 309 ou as propriedades do feixe, como energia, polarização, formato ou outras propriedades de feixe, serão degradadas.

[0126] O detector 309 pode determinar várias propriedades do feixe que recebe e transmitir ao controlador 310 o nível ou propriedades do feixe de laser detectado. Como alternativa, o detector 309 pode enviar um sinal ao controlador 310 se houver uma indicação de que a janela 307 quebrou ou encontra-se ausente. Caso o controlador 310 não receba esse sinal, ou, como alternativa, se o controlador 310 determinar que o nível de feixe que chega ao detector 309 não é o nível do feixe esperado, o controlador 310 envia um sinal ao laser 301 instruindo-o a modificar a energia do feixe, ou cessá-la por inteiro, a fim de prevenir danos causados por laser, uma vez que há indícios de que a janela do alojamento externo quebrou ou foi danificada.

[0127] O controlador 310 pode processar os sinais de entrada e saída para o sistema inteiro, por exemplo, ele pode controlar o monitor de energia, os movimentos do espelho de varredura e o ajuste da energia de laser.

[0128] Com referência agora à Fig. 4, é ilustrado um sistema exemplificativo alternativo para detectar a integridade da janela externa do transmissor, usando um detector disposto fora do transmissor para detectar a natureza do feixe transmitido através da janela.

[0129] Quando o feixe atravessa a janela 402, ele muda de sua trajetória linear original para uma trajetória paralela ao feixe original 401, se ambos os lados da janela forem paralelos. Os limites do feixe são indicados por 403. Se a janela quebrar, e, portanto, não estiver na trajetória do feixe, o feixe não será refratado pela janela 402, e os limites do feixe serão definidos pelos limites 404 em vez de 403.

Ademais, nenhuma perda de energia causada pela passagem do feixe através da janela ocorrerá. Como resultado, o feixe delimitado pelos limites 404 não só estará em uma posição inesperada, mas também terá mais energia que o previsto.

[0130] Um sistema de segurança para medir a integridade da janela 402 pode ser implementado usando um detector, como ilustrado pelo detector 400, que possa detectar as propriedades do feixe, como posição, direção ou energia do feixe 401, e o sistema pode então basear-se nessas propriedades para determinar se a janela 402 está intacta.

[0131] Com referência agora à Fig. 5, é ilustrado um sistema alternativo para determinar a integridade da janela externa 502 ao cobri-la externa com um revestimento condutor, formando assim um circuito elétrico, e medir, por exemplo, a corrente transmitida através desse circuito.

[0132] A janela 502 é coberta com o revestimento condutor 503, com uma resistência 503 por toda a janela. O resistor 504 conecta-se em série ao revestimento condutor, o circuito é fechado usando a fonte de alimentação 501 (que tipicamente alimenta CC de baixa tensão), e uma propriedade elétrica, como a tensão elétrica, é auferida por um medidor de tensão elétrica 505, tipicamente no resistor 504. Se a janela 502 quebra, o revestimento condutor 503 não conduz eletricidade, o circuito abre e a tensão elétrica no resistor 504 muda, tipicamente cai.

[0133] Outros circuitos também podem ser projetados para chegar aos mesmos resultados, incluindo medir a capacitância da janela entre elétrodos em superfícies opostas.

[0134] Com referência agora à Fig. 6, é ilustrado um sistema alternativo para determinar a integridade da janela externa do transmissor usando a reflexão interna total. A janela 601 possui um índice de refração n que faz com que ela reflita a luz que incide sobre sua superfície a um ângulo superior a sin-1(1/n). Um LED 602 ilumina a janela a partir de uma extremidade, e um detector 603 é posicionado para detectar a luz que é Refletida Internamente Totalmente através da janela 601. Se a janela 601 quebra, a porção de luz recebida no detector 603 cai significativamente.

[0135] Com referência agora à Fig. 7, é ilustrada outra modalidade onde toda a janela do transmissor é parcialmente refletora, de modo que qualquer parte, ou ao menos uma parte significativa, da janela protetora possa ser usada para refletir uma pequena parte do feixe para averiguar a integridade da janela.

[0136] Essa modalidade difere das previamente ilustradas no que a janela do transmissor 702 possui formato esférico, côncavo ao interior do alojamento, com o eixo pivô do defletor de feixe 703 e o detector de integridade de janela 700 posicionados em posições de objeto e imagem conjugadas, de modo que, apesar do movimento de varredura do espelho de varredura 703, o feixe 701b refletido pela janela esférica 702 de volta ao alojamento sempre incida sobre o detector de integridade de janela 700, que situa-se em um ponto de imagem da unidade de deflexão de feixe 703. Nessa modalidade, toda a área, ou uma parte significativa dela, pode atuar para a detecção de uma janela quebrada. Sendo assim, o feixe 701a usado para o recarregamento sem fio pode ser usado para garantir a integridade da janela, e o feixe de laser não precisa ser dirigido a nenhuma área específica da janela periodicamente para a detecção de uma janela quebrada.

[0137] Entende-se que qualquer um dos sistemas de janela conforme descritos nas Figs. 5 a 7 poderia ser usado para a janela externa do transmissor, para permitir que um feixe deixe o transmissor rumo a receptores, ou como uma janela de um alojamento interno, usado para encerrar o laser e outros componentes sensíveis, ou ambos. Qualquer uma dessas duas janelas exigiria o monitoramento de danos. Em um arranjo onde um alojamento interno compartilha uma janela com um alojamento externo, os sistemas conforme descritos acima poderiam ser usados para essa janela compartilhada.

[0138] Com referência agora às Figs. 8A e 8B, é ilustrado um sistema exemplificativo alternativo onde uma parte específica da janela é usada para monitorar a integridade da mesma.

[0139] Embora o espelho de varredura 801 em geral gire para dirigir o feixe a transmissores e receptores que podem estar situados por todo o cômodo, em intervalos de tempo regulares o espelho de varredura 801 é posicionado para dirigir o feixe 800a a uma parte específica da janela 802a, conforme ilustra a Fig. 8B, a fim de testar a integridade da janela protetora do laser 802.

[0140] A área específica da janela 802a pode ser coberta com um revestimento refletor especial para refletir com mais eficácia o feixe ao detector.

[0141] A área específica da janela 802a é a área da janela sobre a qual o feixe 800a incide a incidência normal na janela, dirigindo assim parte do feixe diretamente de volta ao espelho de varredura 801. A área específica da janela 802a é representativa do estado de conservação da janela protetora do laser como um todo. Diferenças na quantidade de energia do feixe advindo da área de janela 802a para a quantidade que tipicamente se espera de uma janela não danificada indicariam um problema com a janela 802: se nenhuma parte do feixe for refletida de volta ao espelho de varredura, a janela pode estar quebrada, e se uma quantidade do feixe menor do que a esperada for refletida, a janela pode estar danificada ou suja. A área específica da janela 802a, conforme ilustra a Fig. 8, é usada na medida em que qualquer reflexão do feixe pela área específica da janela 802a chega ao espelho de varredura 801.

[0142] Assim, o nível do feixe que chega ao detector 803 oferece uma indicação do estado de conservação da janela.

[0143] A Fig. 8B ilustra uma maneira alternativa de posicionar o detector 803, de modo que o feixe seja refletido diretamente ao detector 803, em vez de retornar através do espelho de varredura 801, como ilustra a Fig. 8A.

[0144] Quando o espelho de varredura 801 é posicionado a um ângulo específico, o feixe 800a incide sobre a área da janela 800a, que pode ser coberta com um revestimento refletor a fim de melhor refletir o feixe. Isso permite que o detector 803 detecte o feixe de laser que é refletido pela área da janela quando a janela se faz presente e determine quanto do feixe está sendo refletido pela área da janela 802a, provendo assim uma indicação do estado de conservação da janela externa do transmissor 802.

[0145] O espelho de varredura pode dirigir o feixe à área da janela 802a em intervalos de tempo regulares para permitir a detecção da luz refletida pela janela, garantindo assim a integridade da janela 802.

[0146] A Fig. 8A ilustra ainda um sistema vantajoso para polarizar circularmente o feixe 800a antes que ele deixe o alojamento do laser. Uma vez que o feixe deixa o transmissor, através da janela 802, ele pode ser refletido por objetos dentro do cômodo, o que poderia potencialmente provocar danos causados por um feixe perigoso e descontrolado. Quando um feixe linearmente polarizado é refletido por superfícies, diferentes componentes do feixe podem ser mais fortemente refletidos do que no caso de um feixe não polarizado ou polarizado de alguma outra, que aumentaria o nível de feixe refletido por todo o cômodo.

[0147] A Fig. 8A ilustra vantajosamente um sistema onde o feixe linearmente polarizado 800a emitido pelo laser 804 é circularmente polarizado por uma placa de quarto de onda 806 antes de deixar a janela do alojamento do laser

802.

[0148] A placa de quarto de onda 806 é ilustrada levemente inclinada para impedir vantajosamente qualquer parte do feixe de refletir diretamente de volta ao laser 804.

[0149] A Fig. 8A ilustra um sistema onde o laser 804 emite um feixe que é linearmente polarizado em uma direção tal que viaja vantajosamente em linha reta através do divisor de feixe polarizador 805 sem nenhuma parte do feixe ser refletida, reduzindo assim as perdas de feixe.

[0150] No entanto, com o retorno do feixe pela janela 802, o feixe primeiramente viaja através da placa de quarto de onda 806, que polariza linearmente o feixe em uma direção perpendicular para que, quando viajar através do divisor de feixe polarizador 805, a maioria ou todos os feixes seja refletida a ângulos retos, chegando assim ao detector 803, e não ao laser. Um feixe voltando poderia danificar o laser, ou causar a emissão de um nível de feixe perigoso a partir do laser.

[0151] Sendo assim, o sistema exemplificativo, conforme ilustra a Fig. 8, utiliza vantajosamente a polarização linear ao atravessar o divisor de feixe polarizador 805 e um feixe circularmente polarizado quando deixa o transmissor e viaja pelo quarto, com as vantagens concomitantes.

[0152] Com referência agora às Figs. 9A e 9B, são ilustradas implementações exemplificativas para reduzir o efeito da iluminação alheia sobre a sensibilidade do sistema de detecção. O feixe 900a, que viaja de volta da janela, é refletido ao polarizar o divisor de feixe 905 rumo à lente 907. A lente 907 focaliza o feixe 900b através da abertura 908 rumo ao detector 903, de modo que a abertura 908 só admita a luz focalizada pela lente 901 através dela e bloqueie toda luz advinda de qualquer outra direção.

[0153] Esse sistema, portanto, garante que só a luz advinda do feixe voltando seja focalizada ao detector 903, garantindo assim que o detector receba e meça com precisão a quantidade de feixe que é refletida pela área de janela 802a e não receba iluminação de fontes outras que não o feixe voltando 900a, de modo que o detector determine com mais precisão o estado de conservação da janela externa.

[0154] Com referência agora à Fig. 9B, é ilustrada uma Placa de Brewster 909 no lugar do divisor de feixe polarizador ilustrado na Fig. 9A para divergir o feixe polarizado que retorna da janela.

[0155] Com referência agora à Fig. 10, é ilustrada uma implementação exemplificativa de um monitor de energia 1010 usado para determinar a energia do feixe emitido pelo laser e, portanto, se o feixe está em um nível seguro, tanto dentro do alojamento externo quanto fora do alojamento externo.

[0156] Embora a maior parte do feixe que é emitido pelo laser 1000 atravesse o divisor de feixe 1004 rumo ao espelho de varredura 1005, e para fora da janela do alojamento externo do laser 1006 rumo a receptores (não ilustrados), para medir o nível do feixe que é emitido pelo laser, uma pequena parte do feixe é desviada pelo divisor de feixe 1004 ao monitor de energia 1010. Assim, a parte do feixe que chega ao monitor de energia é representativa de todo o feixe emitido pelo laser.

[0157] Um difusor 1003 é usado dentro do monitor de energia 1010 para calcular a média de qualquer estrutura espacial da parte do feixe que chega aos detectores, de tal modo que o feixe chega aos detectores 1001 e 1002 como uma iluminação mais uniforme. Dois detectores são vantajosamente ilustrados na Fig. 10 para fins de redundância, para que as medições dos detectores sejam comparadas a fim de que qualquer inconsistência demonstre que um ou ambos os detectores estão com algum defeito.

[0158] Além disso, um sistema exemplificativo para determinar o nível de feixe emitido pelo laser pode incluir um processador (não ilustrado), que pode ficar dentro ou fora do transmissor, que recebe uma entrada dos detectores no monitor de energia e determina se o nível de iluminação que os detectores recebem é representativo de um nível de feixe seguro emitido pelo laser.

[0159] O sistema conforme ilustrado por 1010 na Fig. 10, a saber usando um difusor para calcular a média de qualquer estrutura espacial da parte do feixe que chega ao detector, ou usando mais de um detector para fins de redundância, pode similarmente ser implementado no detector de janela quebrada, a fim de garantir que o detector de janela quebrada ofereça uma representação precisa do feixe sendo refletido para fora da janela do alojamento externo.

[0160] Os versados na técnica apreciarão que a presente invenção não se limita ao que foi particularmente ilustrado e descrito acima. Em vez disso, o âmbito da presente invenção inclui tanto combinações quanto subcombinações de vários traços descritos acima, bem como de variações e modificações dos mesmos que venham a ocorrer aos versados na técnica mediante a leitura da descrição acima e que não façam parte da técnica anterior.

Claims (29)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de transmissão de energia sem fio CARACTERIZADO por compreender um transmissor e um receptor, o referido transmissor compreendendo: (i) um laser adaptado para emitir um feixe; (ii) um monitor de energia configurado para prover uma indicação da energia óptica do referido feixe; (iii) um alojamento externo que compreende uma janela óptica configurada para transmitir o referido feixe para fora do referido alojamento externo; (iv) um alojamento interno dentro do referido alojamento externo compreendendo: o referido laser; o referido monitor de energia; e paredes internas, ao menos uma grande parte das quais possui propriedades bloqueadoras de feixe, sendo ao menos uma delas (a) opaca, (b) parcialmente transmissiva com uma densidade óptica de ao menos 0,5 ou (c) difusa, a referida parte bloqueadora de feixe das referidas paredes sendo configurada para absorver ou difundir essencialmente ao menos parte do referido feixe, ou um reflexo do referido feixe causado por um objeto inserido no feixe, se a referida parte do referido feixe ou do referido reflexo do referido feixe for dirigida à referida parte bloqueadora de feixe das referidas paredes, de tal modo que nenhuma parte do referido feixe ou do referido reflexo do referido feixe seja dirigida para fora dos referidos alojamentos se não através da referida janela óptica; (v) uma unidade de deflexão de feixe; e (vi) uma unidade de controle configurada para controlar o referido laser, sendo que o referido sistema compreende ainda uma unidade de detecção configurada para prover uma indicação de dano à referida janela óptica do referido alojamento externo, a referida unidade de controle sendo configurada para responder à referida indicação provocando a modificação de uma configuração do referido sistema.

2. Sistema de transmissão de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida modificação da referida configuração do referido sistema compreende uma modificação no referido feixe de laser.

3. Sistema de transmissão de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por compreender um colimar configurado para fazer com que o referido feixe divirja dentro da referida faixa de trabalho do referido transmissor em não mais que 5 graus, o referido colimar sendo posicionado dentro do referido alojamento interno.

4. Sistema de transmissão de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida janela do alojamento externo possui uma transmitância de ao menos 90%.

5. Sistema de transmissão de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida janela do alojamento interno possui uma transmitância de ao menos 90%.

6. Sistema de transmissão de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido defletor de feixe jaz dentro do referido alojamento interno.

7. Sistema de transmissão de energia sem fio CARACTERTIZADO por compreender um transmissor e um receptor, o referido transmissor compreendendo: um laser adaptado para emitir um feixe com energia; um colimar; um elemento de polarização configurado para manipular o estado de polarização do referido feixe; e um controlador adaptado para controlar a energia do referido feixe de laser, e sendo que o referido receptor possui um ângulo de aceitação máximo  para o referido feixe; e sendo que o referido elemento de polarização é configurado para que o estado de polarização do referido feixe que deixa o transmissor seja elíptico, o referido feixe elipticamente polarizado compreendendo dois componentes lineares com fases diferenciadas havendo uma razão de energia  superior a 1 entre o maior componente e o menor componente, e uma diferença de fase entre as referidas duas polarizações lineares; e sendo que a referida energia do laser é controlada para que a energia P do feixe emitido pelo referido laser seja inferior a watts.

8. Transmissor de energia sem fio CARACTERIZADO por compreender: um laser adaptado para emitir um feixe de laser essencialmente colimado; uma janela de saída externa adaptada para transmitir o referido feixe de laser; uma unidade de deflexão de feixe adaptada para desviar o referido feixe de laser, em qualquer uma de uma pluralidade de direções, através da referida janela de saída externa; e um detector com uma pupila, sendo que a referida janela de saída externa possui ao menos uma área adaptada para refletir uma parte do referido feixe de laser à referida pupila do referido detector; e o referido detector é protegido contra o referido laser quando este não é mirado na referida ao menos uma área.

9. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema compreende ainda um monitor de energia configurado para detectar ao menos parte do referido feixe e, assim, indicar a energia do referido feixe.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 9, CARACTERIZADO por compreender ao menos dois monitores de energia.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido laser compreende um primeiro modo de energia de feixe e um segundo modo de energia de feixe, o primeiro modo de energia de feixe tendo uma energia inferior ao segundo modo de energia de laser.

12. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido transmissor é configurado para que ao menos um dos referidos modos de operação de laser não possa ser acionado quando o referido feixe estiver impingindo sobre a referida ao menos uma área.

13. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida unidade de deflexão de feixe é adaptada para dirigir o referido feixe de laser à referida ao menos uma área antes de o referido laser ser comutado entre os referidos dois modos de operação.

14. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida unidade de deflexão de feixe é adaptada para dirigir o referido feixe de laser à referida ao menos uma área durante o procedimento de inicialização do sistema.

15. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a energia do referido feixe de laser antes de varrer a referida ao menos uma área especial é menor em comparação à energia do referido feixe de laser depois de varrer a referida ao menos uma área especial.

16. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida ao menos uma área reflete menos que 5% do feixe.

17. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por compreender ainda ao menos um elemento óptico adaptado para mudar a polarização do feixe emitido.

18. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido laser emite um feixe linearmente polarizado.

19. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido feixe atravessando a referida janela é um feixe elipticamente polarizado ou um feixe circularmente polarizado.

20. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido elemento óptico alinha-se a um pequeno ângulo de ser normal ao referido feixe.

21. Transmissor de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido alinhamento do referido elemento óptico causa um reflexo dirigido para fora da pupila do referido detector.

22. Sistema de transmissão de energia óptica sem fio CARACTERIZADO por compreender: (i) um laser adaptado para emitir um feixe; (ii) um alojamento para alojar o referido laser compreendendo: (a) uma parte bloqueadora de feixe; e

(b) uma janela de alojamento para transmitir o referido feixe, a referida janela compreendendo uma parte predefinida adaptada para refletir ao menos parte do referido feixe a uma unidade de detecção; (iii) um espelho de varredura adaptado para direcionar o referido feixe; e (iv) uma unidade de controle adaptada para receber sinais da referida unidade de detecção e para determinar ao menos uma propriedade do feixe, sendo que, quando o referido feixe é dirigido à referida parte predefinida da janela, a referida unidade de controle é adaptada para usar uma saída da referida unidade de detecção para avaliar a integridade da referida janela e para controlar ao menos um dentre (i) o referido laser e (ii) uma configuração do referido sistema.

23. Sistema de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido alojamento compreende ainda um alojamento interno adaptado para alojar ao menos parte do referido laser.

24. Sistema de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida janela para transmitir o referido feixe é comum ao referido alojamento externo e ao referido alojamento interno.

25. Sistema de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido alojamento interno compreende uma segunda janela para transmitir o referido feixe à referida janela de alojamento.

26. Sistema de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 22 a 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido alojamento interno compreende a referida parte bloqueadora de feixe.

27. Sistema de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida janela é esférica, côncava ao interior do transmissor, e um pivô do espelho de varredura e a referida unidade de detecção são dispostos em posições de objeto e imagem conjugadas, de tal modo que um feixe refletido pela janela esférica sempre chegue à referida unidade de detecção para uma variedade de ângulos do espelho de varredura.

28. Sistema de energia sem fio, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 21 a 27, CARACTERIZADO por compreender ao menos um monitor de energia adaptado para detectar o nível de energia do referido feixe de laser emitido.

29. Sistema de energia sem fio, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido monitor compreende um difusor e ao menos um detector para que o referido detector receba um feixe espacialmente disperso.