位于发射单元与接收单元之间的且设置用于传输成束的激光射线的整个空间由监控单元170和180中的至少一个来检测。
[0065]图3显示了带有发射单元110和接收单元120的能量传输装置100。发射单元110具有激光纤维束112、定位光学部件114、准直透镜116、伸缩透镜118和主镜119。在准直透镜与定位光学部件之间布置有平场光学部件(Planfeldoptik) 150A、150B。在此，平场光学部件150A、150B是发射单元的光学部件的备选的焦距调节部。如果需要更长的焦距，则在发射单元110的光学部件中插入偏转镜155A、155B、155C、155D，其中，偏转镜经由平场光学部件150B偏转激光纤维束112的激光射线。
[0066]准直透镜或准直光学部件用于将激光纤维投影在主镜上且平场光学部件可防止在激光射线中产生焦斑。
[0067]准直透镜例如可具有24mm的焦距和5至8mm、尤其6.8mm的直径。在一实施例中，主透镜可具有305mm的直径以及6m(用于在接收单元与发射单元之间5km的距离)和12m(用于在接收单元与发射单元之间1km的距离)的焦距。定位光学部件是用于光束且尤其激光射线的射出和取向的装置。
[0068]图4显示了由两个驱动器305驱动的飞行器300。飞行器尤其可以是用于侦察目的的无人小型飞行器。为了驱动单元305的能量供应，飞行器300具有如上面和接下来所述的接收单元120、可充电的电池310和三个太阳能电池320A、320B和320C。
[0069]接收单元120被实施成借助于成束的激光射线从发射单元110接收能量，其中，发射单元110布置在地面站350处。
[0070]飞行器300因此结合以如上面和接下来所述的接收单元、位于飞机上的可充电的电池和太阳能电池的形式的多个能量供应源，其中，不仅接收单元而且太阳能电池对此可被实施成给可充电的电池供应能量，使得飞行器在经由接收单元或经由太阳能电池的能量供应失效或受干扰的情况下可借助于来自可充电的电池的能量来驱动。
[0071]除了驱动单元305的运行之外，接收单元、可充电的电池和太阳能电池可提供能量用于位于飞行器上的电子装置。
[0072]该飞行器可以是带有3至6m且尤其4.5m的翼展的无人小型飞机，具有大约1.0qm的翼面和8kg的重量，这相应于每qm 8kg的翼载。该飞行器可被实施成在40与70km/h之间且尤其60km/h的飞行速度下来运行。为了驱动飞行器，因此在一实施例中可能需要直至200瓦的电能，其中，发射单元被实施成发射激光射线或接收单元被实施成接收激光射线，该激光射线照射太阳能发电机以产生该所需的电能。
[0073]在另一实施例中，接收单元的太阳能发电机可被实施成接收直至2100瓦的光学功率且根据效率提供直至580W的电功率。这些功率数据可针对在发射单元与接收单元之间大约5km的距离，从而对于飞行器使较大的运行或飞行半径成为可能。
[0074]附图标记清单 100能量传输装置 110发射单元
111悬挂部
112激光纤维束
113伸缩镜
114定位光学部件
116场透镜
118伸缩透镜
119主镜
120接收单元
121悬挂部
122辐射能吸收单元
123接收面
128壳体
129反向反射器
130激光射线
140定位光束
141反馈光束
150A像场平整和校正光学部件
150B像场平整和校正光学部件
155A偏转镜
155B偏转镜
155C偏转镜
155D偏转镜
170近距离监控单元
175监控区域180远距离监控单元185监控区域300飞行器305驱动器310电池320A太阳能电池320B太阳能电池320C太阳能电池350地面站。
【主权项】
1.一种用于借助于成束的激光射线(130)无线传输能量的发射单元(110)，其具有 带有多个激光纤维的激光纤维束(112)，其中，每个激光纤维被实施成射出激光射线； 用于调整成束的所述激光射线的射出方向的定位光学部件(114); 场透镜(116);和 主透镜(118)； 其中，多个激光纤维被实施成分别射出激光射线，所述激光射线穿过所述定位光学部件、所述场透镜和所述主透镜，使得由所述发射单元射出的激光射线被成束地射出。2.根据权利要求1所述的发射单元，其具有至少一个万向悬挂部(111，121)用于容纳由所述激光纤维束、所述定位光学部件、所述场透镜和所述主透镜构成的光学元件组中的至少一个元件。3.根据权利要求1或2中任一项所述的发射单元，其具有布置在所述场透镜与所述定位光学部件之间的像场平整和校正光学部件(150A，150B)。4.根据权利要求3所述的发射单元，其中，所述发射单元具有多个偏转镜(155A, 155B, 155C, 155D)和焦距延长光学部件，其与所述像场平整和校正光学部件在所述场透镜与所述主透镜之间布置成使得所述发射单元具有延长的焦距。5.根据前述权利要求中任一项所述的发射单元，其此外具有监控单元(170，180)，所述监控单元被实施成监控在成束的激光射线的射出方向的方向上位于所述发射单元之前的监控区域(175，185)； 其中，所述监控单元被实施成当有物体侵入所述监控区域中时中断通过所述发射单元发出成束的激光射线。6.根据权利要求5所述的发射单元，其中，所述监控单元具有近距离监控单元(170)和远距离监控单元(180)。7.—种运输工具(300)，其具有 用于接收成束的激光射线的接收单元(120)，所述激光射线由根据权利要求1至6中任一项所述的发射单元发出； 其中，所述接收单元具有福射能吸收单元(122)，其被实施成吸收由所述发射单元射出的成束的激光射线且转换成电能； 其中，所述电能被设置用于以电能供应所述运输工具的驱动器。8.根据权利要求7所述的运输工具，其中，所述接收单元具有反向反射器(129)，其被实施成在所述发射单元的方向上反射定位光束(140)； 其中，所述定位光束以及由同轴的高速摄像机和适应性光学元件板构成的精稳单元作为校正元件实施成进行所述发射单元在所述接收单元的方向上的高精度取向，使得成束的激光射线被射出到所述接收单元的规定的接收面(123)上。9.根据权利要求8所述的运输工具，其中，所述接收面是圆形的且具有最大0.5m的直径。10.根据权利要求7至9中任一项所述的运输工具，其具有用于容纳所述接收单元的透明的壳体(128);其中，所述接收单元被万向悬挂在所述壳体中。11.根据权利要求10所述的运输工具，其中，透明的所述壳体为了稳定化能够以与在所述壳体之外存在的大气压力相比的过压加载。12.根据权利要求7至11中任一项所述的运输工具，其此外具有可充电的电池(310)，所述电池被实施成借助于由所述接收单元所接收的能量来充电； 其中，所述电池被实施成当由所述接收单元所提供的能量低于规定的值时提供电能以供应所述运输工具的驱动器。13.根据权利要求7至12中任一项所述的运输工具，其此外在上侧(320A，320B,320C)处具有太阳能发电机，所述太阳能发电机被实施成借助于从太阳辐射所接收的能量产生电流用于运行和存储在所述电池中。14.根据权利要求7至13中任一项所述的运输工具，其中，所述运输工具实施为飞行器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于借助于成束的激光射线(130)无线传输能量的发射单元(110)。该发射单元具有：带有多个激光纤维的激光纤维束(112)，其中，每个激光纤维被实施成射出激光射线；用于调整成束的激光射线的射出方向的定位光学部件(114)；场透镜(116)和主透镜(118)。多个激光纤维被实施成分别射出激光射线，其以该顺序穿过定位光学部件、场透镜和主透镜，使得由发射单元射出的激光射线被成束地射出。通过利用太阳能和来自地面的激光能的混合驱动器和能量在电池中的暂存获得带有不受限制的飞行时间和较大的使用半径的特别高性能的设备。
【IPC分类】H02J17/00
【公开号】CN105009406
【申请号】CN201380063641
【发明人】M.希布尔, H.W.庞格拉茨
【申请人】空中客车防卫和太空有限责任公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2013年12月2日
【公告号】DE102012023719A1, EP2929615A2, US20150311755, WO2014086330A2, WO2014086330A3