FR3024617A1

FR3024617A1 - PLURIFUNCTIONAL PHOTOACTIVE MODULE INTEGRATED IN A SCREEN OF AN ELETRONIC APPARATUS AND ITS MANAGEMENT ELEMENT

Info

Publication number: FR3024617A1
Application number: FR1401759A
Authority: FR
Inventors: David Coulon; Laurent Peyremorte
Original assignee: Sunpartner Technologies SAS
Current assignee: Sunpartner Technologies SAS
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-02-05
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: WO2016016519A1; FR3024617B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif photoactif plurifonctionnel comprenant : - un module photoactif semi-transparent disposé sur un écran d'un appareil électronique et comportant une ou plusieurs zones photoactives, lesdites zones photoactives étant elles-mêmes constituées d'une pluralité de motifs photovoltaïques dont les dimensions sont telles qu'ils ne sont pas perceptibles à l'œil nu, deux motifs photovoltaïques adjacents étant séparés par une zone de transparence ; - et un organe électronique de gestion comportant en entrée plusieurs voies, chaque voie étant connectée à une zone photoactive unique ; caractérisé en ce que ledit organe électronique de gestion comporte en outre une matrice d'aiguillage capable de grouper ou d'individualiser lesdites voies pour que les zones photoactives génèrent simultanément ou alternativement, à partir de la lumière environnante reçue, soit un courant de charge, soit un signal électrique fonctionnel représentatif des variations d'éclairement desdites zones photoactives.The invention relates to a multifunctional photoactive device comprising: a semi-transparent photoactive module disposed on a screen of an electronic device and comprising one or more photoactive zones, said photoactive zones being themselves constituted by a plurality of photovoltaic patterns, the dimensions are such that they are not perceptible to the naked eye, two adjacent photovoltaic patterns being separated by a zone of transparency; and an electronic management unit comprising several channels input, each channel being connected to a single photoactive zone; characterized in that said electronic management member further comprises a switching matrix capable of grouping or individualizing said channels so that the photoactive areas generate simultaneously or alternatively, from the surrounding light received, either a charging current, or a functional electrical signal representative of the variations in illumination of said photoactive zones.

Description

MODULE PHOTOACTIF PLURIFONCTIONNEL INTEGRE DANS UN ECRAN D'UN APPAREIL ELECTRONIQUE ET SON ORGANE DE GESTION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à un dispositif électronique permettant de gérer la production d'énergie électrique et diverses fonctions de détection à partir d'un même module photoactif semi-transparent disposé sur l'écran d'un appareil électronique et soumis à des éclairements variables.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic device for managing the production of electrical energy and various detection functions from a single electronic device. a same semi-transparent photoactive module disposed on the screen of an electronic device and subjected to variable illumination.

ETAT DE LA TECHNIQUE La plupart des appareils électroniques de type téléphone mobile intelligent, nommés plus simplement « smartphone » en terminologie anglo-saxonne, sont munis de systèmes permettant, lors d'un appel téléphonique, de détecter la proximité dudit appareil avec son utilisateur afin de verrouiller la fonction tactile de l'écran et/ou d'éteindre la lumière générée par l'écran, ce qui permet d'éviter d'actionner des commandes de façon intempestive, tout en économisant la charge de la batterie de ces appareils. Il existe différentes technologies de capteurs de proximité (« proximity sensors » en anglais), parmi lesquelles les plus usuelles sont les capteurs capacitifs et les capteurs infrarouges (respectivement décrits dans les brevets US6442013 d'Ericsson et US8552979 d'Avago Technologies). Les premiers utilisent une détection des variations d'un champ électro-magnétique modulé par un utilisateur à proximité du système, alors composé d'une antenne et d'un microcontrôleur. Le second utilise une diode émettant un rayonnement infrarouge généralement à une distance de moins de 10 cm, ainsi qu'une photodiode réceptrice sensible dans les infrarouges pour détecter le rayonnement réfléchi par l'utilisateur à proximité de l'appareil. Une autre fonctionnalité connue dans ce type d'appareils électroniques est la régulation de la luminosité de leur écran en fonction de la lumière ambiante, ce qui permet d'optimiser l'utilisation de l'énergie stockée dans la batterie tout en maintenant une bonne visibilité de l'affichage. Cette détection de la lumière ambiante (« ambient light sensing » en anglais, également désigné par l'acronyme ALS) se fait via une photodiode généralement recouverte d'un filtre vert car la réponse spectrale de cette photodiode est photopique, c'est-à-dire semblable à la réponse spectrale de l'oeil humain. L'utilisation d'une telle détection dans un dispositif électronique est notamment connue à travers le brevet US7292875 (Agitent Technologies).STATE OF THE ART Most electronic devices of the smart mobile phone type, more simply called "smartphone" in English terminology, are provided with systems making it possible, during a telephone call, to detect the proximity of said apparatus with its user so that to lock the touch screen function and / or to turn off the light generated by the screen, which makes it possible to avoid operating commands in an untimely manner, while saving the charge of the battery of these devices. There are various proximity sensor technologies ("proximity sensors" in English), among which the most common are capacitive sensors and infrared sensors (respectively described in patents US6442013 of Ericsson and US8552979 of Avago Technologies). The former use a detection of variations of an electromagnetic field modulated by a user near the system, then composed of an antenna and a microcontroller. The second uses a diode emitting infrared radiation generally at a distance of less than 10 cm, as well as an infrared-sensitive receiver photodiode for detecting radiation reflected by the user near the device. Another known feature in this type of electronic device is the regulation of the brightness of their screen according to the ambient light, which optimizes the use of the energy stored in the battery while maintaining good visibility of the display. This detection of ambient light ("ambient light sensing" in English, also designated by the acronym ALS) is via a photodiode generally covered with a green filter because the spectral response of this photodiode is photopic, that is to say that is, similar to the spectral response of the human eye. The use of such a detection in an electronic device is in particular known through patent US7292875 (Agite Technologies).

On connaît par ailleurs une technologie photovoltaïque plus récente permettant d'équiper des appareils pourvus d'un écran d'affichage comme les téléphones mobiles, avec un module photovoltaïque semi-transparent directement intégré à l'écran. Une telle technologie est décrite dans le document US8632201 (Wysips/Sunpartner Technologies). Elle combine des microbandes photovoltaïques imperceptibles à l'oeil nu avec un réseau de microlentilles, laissant alors apparaître quasiment sans altération visuelle, l'image affichée.We also know a more recent photovoltaic technology to equip devices equipped with a display screen such as mobile phones, with a semi-transparent photovoltaic module directly integrated on the screen. Such technology is described in US8632201 (Wysips / Sunpartner Technologies). It combines photovoltaic microband imperceptible to the naked eye with a network of microlenses, leaving then the image displayed almost without visual impairment.

De cette façon, ces éléments photovoltaïques permettent de générer un courant électrique utilisable par les dispositifs, quasiment sans changer l'aspect visuel des dispositifs qui les intègrent. Parallèlement, le brevet US8384541 (LG Electronics) décrit l'utilisation de la fonction ALS d'un téléphone portable pour à la fois ajuster la luminosité de l'écran et pour activer ou désactiver, en fonction de la quantité de lumière ambiante, la charge de la batterie par un module photovoltaïque opaque situé sur la coque arrière du téléphone. Dans ce cas d'utilisation, l'ALS a une double fonctionnalité mais reste physiquement indépendant du module photovoltaïque. En revanche, il n'a jamais été envisagé de système électronique permettant de réaliser à la fois les fonctions de production d'énergie électrique, de détection de proximité et d'ALS à partir d'un unique module photoactif semi-transparent totalement intégré dans l'écran d'un appareil électronique. Cette mutualisation inédite permet non seulement de réduire les coûts et l'encombrement puisque l'on s'affranchit de plusieurs composants et de connectiques inter-composants, mais également de rendre invisibles les capteurs de proximité et d'ALS ce qui améliore l'esthétique de l'appareil électronique. BUT DE L'INVENTION L'invention a pour but principal de proposer un dispositif photoactif plurifonctionnel totalement intégré dans un appareil électronique et qui puisse jouer le rôle à la fois de générateur d'énergie électrique, de capteur de proximité et de capteur de la lumière ambiante. Ce dispositif est pourvu d'un module semi-transparent composé de plusieurs zones photoactives, ainsi que d'un organe électronique de gestion dudit module. Un autre objet de l'invention est un appareil électronique qui comprend un tel dispositif photoactif plurifonctionnel.In this way, these photovoltaic elements make it possible to generate an electric current usable by the devices, almost without changing the visual appearance of the devices that integrate them. Meanwhile, US8384541 (LG Electronics) discloses the use of the ALS function of a mobile phone to both adjust the brightness of the screen and to enable or disable, depending on the amount of ambient light, the charge. battery by an opaque photovoltaic module located on the back shell of the phone. In this case of use, the ALS has a dual functionality but remains physically independent of the photovoltaic module. On the other hand, it has never been envisaged of an electronic system making it possible to perform both the functions of electric power generation, proximity detection and ALS from a single semi-transparent photoactive module totally integrated in the screen of an electronic device. This unprecedented mutualisation not only reduces costs and congestion, it eliminates several components and inter-component connections, but also makes invisible the proximity and ALS sensors, which improves the aesthetics. of the electronic device. PURPOSE OF THE INVENTION The main purpose of the invention is to propose a multifunctional photoactive device totally integrated in an electronic device and which can play the role of both an electrical energy generator, a proximity sensor and a light sensor. room. This device is provided with a semi-transparent module composed of several photoactive zones, as well as an electronic management member of said module. Another object of the invention is an electronic apparatus which comprises such a multifunctional photoactive device.

OBJETS DE L'INVENTION Dans son principe de base, l'invention a pour but de proposer un dispositif photoactif plurifonctionnel comprenant : - un module semi-transparent disposé sur un écran d'un appareil électronique comportant 35 une ou plusieurs zones photoactives, lesdites zones photoactives étant elles-mêmes constituées d'une pluralité de motifs photovoltaïques dont les dimensions sont telles qu'ils ne sont pas perceptibles à l'oeil nu, deux motifs photovoltaïques adjacents étant séparés par une zone de transparence ; - et un organe électronique de gestion comportant en entrée plusieurs voies, chaque voie étant connectée à une zone photoactive unique ; caractérisé en ce que ledit organe électronique de gestion comporte en outre une matrice d'aiguillage des voies, configurée pour être apte à grouper ou à individualiser lesdites voies pour que les zones photoactives génèrent simultanément ou alternativement, à partir de la lumière environnante reçue, des signaux électriques susceptibles d'être utilisés en aval de la matrice d'aiguillage, soit comme un courant de charge, par exemple pour charger une batterie via un convertisseur de tension, soit comme un signal électrique fonctionnel représentatif des variations d'éclairement desdites zones photoactives. On définit une « zone photoactive » comme un ensemble de motifs photovoltaïques connectés de telle sorte qu'un unique signal électrique soit généré par ladite zone photoactive. On appelle « courant de charge » un courant associé à une tension électriques susceptibles soit d'être accumulés dans un dispositif de stockage de l'énergie électrique, soit d'alimenter des composants internes ou externes à l'organe de gestion électronique. On appelle « signal électrique fonctionnel » un signal électrique porteur d'une information sur l'environnement du dispositif. La matrice d'aiguillage propre à l'organe de gestion électronique permet de grouper ou de traiter individuellement les signaux électriques représentatifs de chacune desdites zones photoactives. Il s'agit d'un ensemble de composants appelés communément en anglais « power analog switch ». L'algorithme d'aiguillage peut être pré-chargé en usine dans le dispositif sous forme de micro-logiciel (« firmware » en anglais) pour que ladite matrice d'aiguillage soit à gestion autonome.OBJECTS OF THE INVENTION In its basic principle, the object of the invention is to propose a multifunctional photoactive device comprising: a semi-transparent module disposed on a screen of an electronic apparatus comprising one or more photoactive zones, said zones photoactive themselves being constituted by a plurality of photovoltaic patterns whose dimensions are such that they are not perceptible to the naked eye, two adjacent photovoltaic patterns being separated by a zone of transparency; and an electronic management unit comprising several channels input, each channel being connected to a single photoactive zone; characterized in that said electronic management member further comprises a channel switching matrix, configured to be able to group or individualize said channels so that the photoactive areas generate simultaneously or alternatively, from the surrounding light received, electrical signals that may be used downstream of the switching matrix, either as a charging current, for example for charging a battery via a voltage converter, or as a functional electrical signal representative of the variations in illumination of said photoactive zones . A "photoactive zone" is defined as a set of photovoltaic patterns connected so that a single electrical signal is generated by said photoactive zone. The term "charging current" is used to describe a current associated with electrical voltages capable of being accumulated in a device for storing electrical energy, or for supplying internal or external components to the electronic management device. A "functional electrical signal" is an electrical signal carrying information about the environment of the device. The switching matrix specific to the electronic management unit makes it possible to group or to treat individually the electrical signals representative of each of said photoactive zones. This is a set of components commonly called "power analog switch". The routing algorithm can be pre-loaded at the factory into the device in the form of a firmware ("firmware") so that said switching matrix is autonomously managed.

Alternativement, l'algorithme d'aiguillage peut être chargé dans ladite matrice depuis l'appareil électronique sous forme de mise à jour du micro-logiciel. Le but final étant que la matrice d'aiguillage soit autonome et que la stratégie d'aiguillage puisse être modifiée par le chargement d'un micro-logiciel alternatif.Alternatively, the routing algorithm can be loaded into said matrix from the electronic device in the form of an update of the firmware. The ultimate goal is that the switching matrix is autonomous and that the routing strategy can be modified by the loading of an alternative micro-software.

L'organe électronique de gestion est connecté électriquement d'une part à un convertisseur de courant continu, intégrant optionnellement un système de poursuite du point de puissance maximale (MPPT), et d'autre part à un circuit intégré permettant de traiter le ou les signaux électriques fonctionnels de façon analogique ou numérique pour récupérer une information sur l'environnement de fonctionnement du dispositif. De cette façon, l'ensemble des courants de charge générés par différentes zones photoactives peuvent être regroupés par la matrice d'aiguillage et envoyés vers le convertisseur de courant continu.The electronic management unit is electrically connected on the one hand to a DC converter, optionally integrating a maximum power point tracking system (MPPT), and on the other hand to an integrated circuit for processing the one or more functional electrical signals in an analog or digital manner to retrieve information on the operating environment of the device. In this way, all the charging currents generated by different photoactive zones can be grouped together by the switching matrix and sent to the DC converter.

Parallèlement, les signaux électriques fonctionnels sont envoyés vers le circuit intégré où ils peuvent être traités par un convertisseur analogique/numérique ou directement de manière analogique. Les signaux analogiques ou numériques en sortie du circuit intégré peuvent être ensuite traités sur un composant électronique dédié de type microcontrôleur et/ou via un programme exécutable pour en extraire l'information. Dans une variante de réalisation, le microcontrôleur peut être directement compris dans le circuit intégré. Suivant les modes de réalisation, ledit signal électrique fonctionnel est soit une tension électrique, soit un courant électrique. Le choix de l'un ou l'autre des signaux 10 électriques dépend notamment de la quantité de lumière environnante reçue par les zones photoactives. Suivant les modes de réalisation, l'information extraite du ou des signaux électriques fonctionnels porte sur la proximité immédiate d'un utilisateur par rapport au 15 dispositif et/ou sur la luminosité ambiante, de manière à optimiser en retour la consommation de l'écran de l'appareil électronique et/ou à activer ou désactiver des fonctionnalités de l'appareil électronique. Dans un mode de réalisation particulier, l'information est traitée à partir de la 20 mesure simultanée sur au moins deux voies des signaux électriques fonctionnels générés par au moins deux zones photoactives distinctes. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté au cas d'usage où l'on détecte la proximité d'un utilisateur par rapport au dispositif. En effet, la détection de proximité se fait via la comparaison des signaux électriques fonctionnels représentatifs de deux zones photoactives différentes, une 25 zone de référence et une ou plusieurs zones de mesure. Par exemple, l'oreille de l'utilisateur à proximité de l'appareil électronique ombrage de manière différente la zone de référence et les zones de mesure. Ainsi, une méthodologie adaptée de traitement des signaux permet de détecter efficacement la présence d'un utilisateur par rapport à d'autres variations parasites de la lumière environnante. 30 Dans un autre mode de réalisation particulier non représenté, tout ou partie des motifs photovoltaïques sont recouverts d'un ou plusieurs filtres colorés. En effet, la réponse d'un détecteur de lumière ambiante est généralement photopique, c'est-à-dire semblable à la réponse spectrale de rceil humain. De ce fait, il peut être intéressant de moduler, via des 35 filtres colorés, le spectre de la lumière visible reçue par les motifs photovoltaïques constitutifs de tout ou partie des zones photoactives dédiées à la détection de lumière ambiante. Dans une variante du mode de réalisation précédent, tout ou partie des motifs photovoltaïques sont recouverts d'une couche d'un matériau à décalage de longueurs d'ondes. Il peut s'agir notamment de matériaux fluorescents ou phosphorescents qui absorbent dans l'ultra-violet et réémettent dans le visible ou l'infra-rouge. Cette variante permet ainsi de déterminer, par comparaison avec des données de référence, la quantité de rayonnements ultra-violets présents dans la lumière ambiante.In parallel, the functional electrical signals are sent to the integrated circuit where they can be processed by an analog / digital converter or directly analogically. The analog or digital signals at the output of the integrated circuit can then be processed on a dedicated electronic component of the microcontroller type and / or via an executable program to extract the information. In an alternative embodiment, the microcontroller can be directly included in the integrated circuit. According to the embodiments, said functional electrical signal is either an electrical voltage or an electric current. The choice of one or the other of the electrical signals depends in particular on the quantity of surrounding light received by the photoactive zones. According to the embodiments, the information extracted from the functional electrical signal or signals relates to the immediate proximity of a user to the device and / or to the ambient brightness, so as to optimize the consumption of the screen in return. electronic device and / or enable or disable electronic device functionality. In a particular embodiment, the information is processed from the simultaneous measurement on at least two channels of the functional electrical signals generated by at least two distinct photoactive areas. This embodiment is particularly adapted to the use case where the proximity of a user to the device is detected. Indeed, the proximity detection is done by comparing the electrical functional signals representative of two different photoactive zones, a reference zone and one or more measurement zones. For example, the user's ear near the electronic device shades differently the reference area and the measurement areas. Thus, an adapted signal processing methodology makes it possible to effectively detect the presence of a user with respect to other parasitic variations of the surrounding light. In another particular embodiment not shown, all or part of the photovoltaic patterns are covered with one or more color filters. In fact, the response of an ambient light detector is generally photopic, that is to say similar to the spectral response of the human element. As a result, it may be advantageous to modulate, via color filters, the spectrum of visible light received by the photovoltaic patterns constituting all or part of the photoactive zones dedicated to the detection of ambient light. In an alternative embodiment of the preceding embodiment, all or part of the photovoltaic patterns are covered with a layer of a wavelength shift material. This may include fluorescent or phosphorescent materials that absorb in the ultraviolet and reemerge in the visible or infra-red. This variant thus makes it possible to determine, by comparison with reference data, the amount of ultraviolet radiation present in the ambient light.

Suivant les modes de réalisation, lesdites zones photoactives sont constituées d'une cellule photovoltaïque unique ou d'un ensemble de cellules photovoltaïques connectées électriquement en série ou en parallèle.According to the embodiments, said photoactive areas consist of a single photovoltaic cell or a set of photovoltaic cells electrically connected in series or in parallel.

Suivant les modes de réalisation, les motifs photovoltaïques sont constitués d'au moins deux électrodes dont une électrode transparente et d'au moins une couche mince d'absorbeur composée de matériaux inorganiques ou organiques, cristallins ou amorphes. Il s'agit par exemple de couches minces à base de silicium amorphe ou microcristallin, de GaAs (arséniure de gallium), de CdTe (tellurure de cadmium), de CIGS (cuivre - indium - gallium - sélénium) ou à base de polymères. Il peut s'agir de jonctions de type p-i-n ou p-n, ou encore d'architectures tandem, c'est-à-dire comportant plusieurs couches minces de matériaux qui absorbent préférentiellement une partie différente du spectre lumineux. Elles peuvent être conçues pour convertir la lumière visible et/ou la lumière infrarouge en électricité.According to the embodiments, the photovoltaic patterns consist of at least two electrodes including a transparent electrode and at least one absorber absorber layer composed of inorganic or organic, crystalline or amorphous materials. These are, for example, thin films based on amorphous or microcrystalline silicon, GaAs (gallium arsenide), CdTe (cadmium telluride), CIGS (copper - indium - gallium - selenium) or based on polymers. They may be p-i-n or p-n type junctions, or else tandem architectures, that is to say having several thin layers of materials that preferentially absorb a different part of the light spectrum. They can be designed to convert visible light and / or infrared light into electricity.

Lesdits motifs photovoltaïques peuvent être organisés en réseaux de formes rectilignes, circulaires ou polygonales. De manière large, l'écran de l'appareil électronique sur lequel est positionné le module semi-transparent peut être indistinctement un écran émissif, réflectif ou encore transflectif. Les plus courants sont les écrans à cristaux liquides (TFT-LCD, TN-LCD, IPS-LCD, LCD cholestériques, LCD ferroélectriques), les écrans électroluminescents (OLED), les écrans électrophorétiques, les écrans basés sur le principe de l'électro-mouillage ou encore les écrans à base de MEMS. Dans un mode de réalisation avantageux, l'écran de l'appareil électronique est un écran de type émissif. Il s'agit alors d'un écran muni d'un rétroéclairage (par exemple un TFT-LCD, un TN-LCD ou un IPS-LCD) ou de pixels électroluminescents (par exemple un OLED). Dans la plupart des réalisations, la lumière environnante est la lumière ambiante 5 provenant d'une source de lumière naturelle ou artificielle. Il s'agit principalement de la lumière du soleil en extérieur, et de la lumière générée par les sources d'éclairage en intérieur ou en extérieur de nuit. Dans un mode de réalisation particulier, la lumière environnante est la lumière 10 générée par l'écran émissif et réfléchie par un utilisateur vers les zones photoactives. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux dans les environnements sombres ou de nuit, lorsqu'il n'y a pas ou très peu de lumière ambiante. En effet, le dispositif objet de l'invention peut détecter, en fonction de la distance d'un utilisateur à l'appareil électronique, une variation de la quantité de lumière réfléchie par ledit utilisateur sur les zones 15 photoactives dudit dispositif. Ainsi, on préserve la fonction de détection de proximité même dans l'obscurité. L'invention a également pour objet un appareil électronique, fixe ou portable, rigide ou flexible, tel qu'un téléphone mobile, une tablette ou un ordinateur, caractérisé en ce qu'il 20 comprend un dispositif photoactif plurifonctionnel selon l'une quelconque des revendications précédentes. FIGURES L'invention est maintenant décrite plus en détails à l'aide de la description des 25 figures 1 à 2 indexées. La figure 1 est un schéma de principe du dispositif photoactif plurifonctionnel selon l'invention. Les figures 2a et 2b illustrent deux modes de fonctionnement différents de l'organe électronique de gestion du dispositif selon l'invention.Said photovoltaic patterns can be organized in networks of rectilinear, circular or polygonal shapes. In a broad manner, the screen of the electronic device on which the semitransparent module is positioned can be indifferently an emissive, reflective or even transflective screen. The most common are liquid crystal displays (TFT-LCD, TN-LCD, IPS-LCD, LCD cholesteric, ferroelectric LCD), electroluminescent displays (OLED), electrophoretic displays, screens based on the principle of electro Wetting or MEMS-based screens. In an advantageous embodiment, the screen of the electronic device is an emissive type screen. It is then a screen provided with a backlight (for example a TFT-LCD, a TN-LCD or an IPS-LCD) or electroluminescent pixels (for example an OLED). In most embodiments, the surrounding light is ambient light from a natural or artificial light source. This is mainly outdoor sunlight, and the light generated by indoor or outdoor lighting sources at night. In a particular embodiment, the surrounding light is the light generated by the emissive screen and reflected by a user to the photoactive areas. This embodiment is particularly advantageous in dark environments or at night, when there is no or very little ambient light. Indeed, the device according to the invention can detect, as a function of the distance of a user to the electronic device, a variation of the amount of light reflected by said user on the photoactive areas of said device. Thus, the proximity detection function is preserved even in the dark. The invention also relates to an electronic device, fixed or portable, rigid or flexible, such as a mobile phone, a tablet or a computer, characterized in that it comprises a multifunctional photoactive device according to any one of preceding claims. FIGURES The invention is now described in more detail with the help of the description of the indexed FIGS. 1 to 2. Figure 1 is a block diagram of the multifunctional photoactive device according to the invention. Figures 2a and 2b illustrate two different modes of operation of the electronic management device of the device according to the invention.

30 Les figures ne sont pas à l'échelle, les épaisseurs relatives des composants du dispositif étant volontairement exagérées pour mieux faire apparaître sa structure. Liste des repères utilisés sur les figures : 1 Module semi-transparent 7 Courant de charge 2 Zone photoactive 8 Signal électrique fonctionnel 3 Motif photovoltaïque 9 Matrice d'aiguillage 4 Zone de transparence 10 Convertisseur de courant continu Organe électronique de gestion 11 Circuit intégré 6 Voie 12 Signal portant une information sur l'environnement de fonctionnement DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 La figure 1 représente schématiquement un exemple de dispositif photoactif plurifonctionnel selon l'invention. Ce dispositif est composé d'un module semi-transparent 1 comportant quatre zones photoactives (2A, 2B, 2C, 2D) et un organe électronique de gestion 5. Chaque zone photoactive 2 est elle-même constituée d'une pluralité de motifs photovoltaïques 3 dont les dimensions sont telles qu'ils ne sont pas perceptibles à rceil nu, deux motifs photovoltaïques 3 adjacents étant séparés par une zone de transparence 4. L'organe électronique de gestion 5 dispose de quatre voies (6A, 6B, 6C, 6D) en entrée qui sont connectées électriquement aux quatre zones photoactives correspondantes (2A, 2B, 2C, 2D), et de deux voies en sortie (6D, 6E) reliées respectivement à un convertisseur de courant continu 10 et à un circuit intégré 11. Lesdites voies 6 d'entrée et de sortie sont interconnectées dynamiquement et à façon via une matrice d'aiguillage 9 capable de grouper ou d'individualiser lesdites voies 6. Ainsi, les signaux électriques photogénérés au niveau de chacune des zones photoactives 2 peuvent être envoyés simultanément et/ou alternativement d'une part sur le convertisseur de courant continu 10 et servir de courant de charge pour alimenter le dispositif, et d'autre part sur le circuit intégré 11 pour y récupérer un signal 12 portant une information sur l'environnement de fonctionnement du dispositif. Les figures 2a et 2b schématisent deux modes de fonctionnement différents de l'organe électronique de gestion 5 du dispositif selon l'invention, pour lesquels ledit dispositif est bi-fonctionnel et permet de réaliser à la fois les fonctions de production d'énergie électrique et de détection d'une grandeur physico-chimique liée à l'environnement du dispositif. Dans le premier exemple de réalisation (figure 2a), la zone photoactive connectée à la voie 6A génère un signal électrique fonctionnel 8 dirigé par la matrice d'aiguillage 9 vers le circuit intégré 11 via la voie 6F. Il s'agit typiquement du fonctionnement pour la détection 30 ALS, dans lequel ledit signal électrique fonctionnel 8 porte une information 12 sur la luminosité ambiante. Simultanément, l'ensemble des signaux collectés au niveau des voies (6B, 6C, 6D) sont des courants de charge 7 envoyés via la voie 6E vers le convertisseur de courant continu 10 pour produire de l'énergie électrique, utilisée notamment pour alimenter directement l'appareil électronique équipé avec le module photoactif, soit pour charger son dispositif de stockage d'électricité. Dans un deuxième exemple alternatif de réalisation (figure 2b), les zones photoactives connectées aux voies (6A, 6B, 6D) génèrent trois signaux électriques fonctionnels 8 dirigés par la matrice d'aiguillage 9 vers le circuit intégré 11 via la voie 6F. Il s'agit typiquement du fonctionnement pour la détection de proximité, dans lequel les signaux électriques fonctionnels 8 provenant des voies (6A, 6D) par exemple sont comparés à ceux provenant de la voie de référence 6B. Les différences d'éclairement des zones photoactives reliées auxdites voies (6A, 6B, 6D) permettent d'en déduire, via une méthodologie adaptée de traitement des signaux, un signal 12 portant une information sur la proximité d'un utilisateur par rapport au dispositif. Simultanément, le signal collecté au niveau de la voie 6C est un courant de charge 7 envoyé via la voie 6E vers le convertisseur de courant continu 10 pour produire de l'énergie électrique. Bien entendu, on comprendra aisément que les exemples des figures 2a, 2b ne sont nullement limitatifs, et que l'invention s'applique à une multiplicité de configurations de 20 zones photoactives 2, d'organes de gestion 5, en fonction de la multiplicité des cas d'usage envisageables en pratique. AVANTAGES DE L'INVENTION 25 En définitive l'invention répond bien aux buts fixés en permettant, à partir d'un même module photoactif intégré, de combiner les fonctions de génération d'énergie électrique, de capteur de proximité et de capteur de la luminosité ambiante. Il y a mutualisation de ces trois fonctions dans un module semi-transparent unique totalement intégré à l'écran, donc invisible à l'oeil nu pour un utilisateur. Il est donc possible, grâce au 30 dispositif objet de l'invention, de réduire le coût et l'encombrement de ce système plurifonctionnel (dû aux connectiques et à la propre taille de chaque composant individualisé), tout en maximisant son intégration dans un appareil électronique tel qu'un « smartphone ».The figures are not to scale, the relative thicknesses of the components of the device being deliberately exaggerated to better reveal its structure. List of marks used in the figures: 1 Semitransparent module 7 Charging current 2 Photoactive zone 8 Functional electrical signal 3 Photovoltaic pattern 9 Switching matrix 4 Transparency zone 10 DC converter Electronic control unit 11 Integrated circuit 6 Channel FIG. 1 schematically represents an example of a multifunctional photoactive device according to the invention. DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. This device is composed of a semi-transparent module 1 comprising four photoactive zones (2A, 2B, 2C, 2D) and an electronic management element 5. Each photoactive zone 2 itself consists of a plurality of photovoltaic patterns 3 the dimensions of which are such that they are not perceptible to bare, two adjacent photovoltaic patterns 3 being separated by a zone of transparency 4. The electronic management member 5 has four channels (6A, 6B, 6C, 6D) at the input which are electrically connected to the four corresponding photoactive zones (2A, 2B, 2C, 2D), and of two output channels (6D, 6E) respectively connected to a DC converter 10 and to an integrated circuit 11. Said channels 6 input and output are dynamically and inter-connected dynamically via a switching matrix 9 capable of grouping or individualizing said channels 6. Thus, the photogenerated electrical signals at each of the pho zones 2 can be sent simultaneously and / or alternatively on the one hand on the DC converter 10 and serve as charging current to power the device, and secondly on the integrated circuit 11 to recover a signal 12 carrying a information on the operating environment of the device. FIGS. 2a and 2b schematize two different modes of operation of the electronic management device 5 of the device according to the invention, for which said device is bifunctional and makes it possible to perform both the functions of producing electrical energy and detecting a physico-chemical magnitude related to the environment of the device. In the first embodiment (Figure 2a), the photoactive zone connected to the channel 6A generates a functional electrical signal 8 directed by the switching matrix 9 to the integrated circuit 11 via the channel 6F. This is typically operation for ALS detection, wherein said functional electrical signal 8 carries information about the ambient brightness. Simultaneously, all the signals collected at the level of the channels (6B, 6C, 6D) are load currents 7 sent via the channel 6E to the DC converter 10 to produce electrical energy, used in particular to feed directly the electronic device equipped with the photoactive module, either to charge its electricity storage device. In a second alternative embodiment (FIG. 2b), the photoactive zones connected to the channels (6A, 6B, 6D) generate three functional electrical signals 8 directed by the switching matrix 9 to the integrated circuit 11 via the channel 6F. This is typically the operation for proximity detection, in which the electrical electrical signals 8 from the channels (6A, 6D) for example are compared with those from the reference channel 6B. The differences in illumination of the photoactive zones connected to said channels (6A, 6B, 6D) make it possible to deduce, via a suitable signal processing methodology, a signal 12 carrying information on the proximity of a user to the device. . Simultaneously, the signal collected at the channel 6C is a load current 7 sent via the channel 6E to the DC converter 10 to produce electric power. Of course, it will be readily understood that the examples of FIGS. 2a, 2b are in no way limiting, and that the invention applies to a multiplicity of configurations of 20 photoactive areas 2, of management members 5, depending on the multiplicity practical use cases in practice. BENEFITS OF THE INVENTION Ultimately the invention responds well to the goals set by allowing, from a single integrated photoactive module, to combine the functions of electrical energy generation, proximity sensor and brightness sensor. room. There is a pooling of these three functions in a single semi-transparent module totally integrated in the screen, thus invisible to the naked eye for a user. It is therefore possible, by virtue of the device forming the subject of the invention, to reduce the cost and the bulk of this multifunctional system (due to the connectors and to the size of each individualized component), while maximizing its integration into a device. electronic device such as a smartphone.

Claims

CLAIMS1 - Multifunctional photoactive device comprising: - a semi-transparent photoactive module (1) disposed on a screen of an electronic device and comprising one or more photoactive zones (2), said photoactive zones (2) being themselves constituted by a plurality of photovoltaic patterns (3) whose dimensions are such that they are not visible to the naked eye, two adjacent photovoltaic patterns (3) being separated by a transparency zone (4); - and an electronic management unit (5) having several input channels (6), each channel (6) being connected to a single photoactive zone (2); characterized in that said electronic management member (5) further comprises a switch matrix (9) of the channels (6), configured to be able to group or individualize said channels (6) so that the photoactive zones (2) ) generate simultaneously or alternatively, from the surrounding light (6) received, electrical signals that may be used downstream of the switching matrix (9) either as a charging current (7) or as a signal functional electrical device (8) representative of the variations of illumination of said photoactive zones (2).

2 - Device according to claim 1, characterized in that the electronic management member (5) is electrically connected firstly to a DC converter (10), optionally integrating a tracking system of the maximum power point ( MPPT), and on the other hand to an integrated circuit (11) for processing the functional electrical signal (s) (8) analogically or numerically to recover information on the operating environment of the device.

3 - Device according to claim 1 or 2, characterized in that said information extracted from the functional electrical signal (s) (8) relates to the immediate proximity of a user to the device or the ambient brightness, so as to optimize in return the consumption of the screen of the electronic device and / or to activate or deactivate features of the electronic device.

4 - Device according to claim 3, characterized in that said information is processed from the simultaneous measurement on at least two channels (6) of the functional electrical signals (8) generated by at least two separate photoactive areas (2).

5 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that all or part of said photovoltaic patterns (3) are covered with one or more color filters.

6 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that all or part of said photovoltaic patterns (3) are covered with a wavelength shift layer.

7 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said functional electrical signal (8) is either an electrical voltage or an electric current.

8 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said photoactive areas (2) consist of a single photovoltaic cell 15 or a set of photovoltaic cells electrically connected in series or in parallel.

9 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said photovoltaic patterns (3) consist of at least two electrodes including a transparent electrode and at least one thin absorber layer composed of inorganic materials or organic, crystalline or amorphous. - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said photovoltaic patterns (3) are organized in networks of rectilinear shapes, circular or polygonal. 11 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the screen of the electronic device is an emissive type screen. 12 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the surrounding light (6) is ambient light from a natural or artificial light source. 13 - Device according to claim 12, characterized in that the surrounding light (6) is the light generated by the emissive screen and reflected by a user to the photoactive areas (2) .14 - Electronic device, fixed or portable, rigid or flexible, such as a mobile phone, a tablet or a computer, characterized in that it comprises a multifunctional photoactive device according to any one of the preceding claims.