EP3526064A1 - Pare-brise et dispositif pour aide a la conduite - Google Patents

Pare-brise et dispositif pour aide a la conduite

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Publication number
EP3526064A1
EP3526064A1 EP17794013.7A EP17794013A EP3526064A1 EP 3526064 A1 EP3526064 A1 EP 3526064A1 EP 17794013 A EP17794013 A EP 17794013A EP 3526064 A1 EP3526064 A1 EP 3526064A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
windshield
refractive index
laminated
vehicle
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17794013.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benjamin Kaplan
Klaus SCHMALBUCH
Stefan Droste
Christian EFFERTZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP3526064A1 publication Critical patent/EP3526064A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60R2011/0001—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
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    • B60R2011/0026—Windows, e.g. windscreen

Definitions

  • the invention relates to a glazing, in particular a windshield, allowing the capture of image data in a motor vehicle in association with a camera system including the ADAS type (Advanced Driver Assistance Systems).
  • the invention also describes a device combining said glazing (said windshield) and said camera for such an information display.
  • ADAS Advanced Driver Assistance Systems
  • cameras placed behind the windshield allow these ADAS to assist the driver while driving.
  • Such an ADAS device can notably have the following functions, without the following list being exhaustive:
  • the device comprises at least one camera disposed behind the windshield of the vehicle.
  • a congestion problem arises. Indeed, the space available on the front glazing of a vehicle for such devices is very limited because they must not interfere with the driver's vision, for obvious safety reasons.
  • Such an area 100 sometimes referred to as Y0 in the field, is usually located in the central and upper part of the windshield as shown in Figure 1 attached.
  • the camera or cameras are oriented with a certain angle vis-à-vis the surface of the windshield,
  • the lens and the image sensor (CCD or CMOS) which coupled to it are oriented directly to the image capture zone, in a direction close to the parallel to the ground, that is to say only slightly inclined towards the road, as illustrated by the attached figures.
  • the camera is oriented towards the road at a low angle and adapted to perform the above functions.
  • a correct field of view accessible to each camera therefore requires that the external beam collected (or rather the set of beams collected at a predefined solid angle) passes through each of said cameras a specific window 101 of trapezoidal shape on the windshield, as shown in Figure 1 attached.
  • Such a configuration further implies the use of a black coating 102, such as a layer of enamel or black lacquer, on the entire surface of the glazing arranged facing the device incorporating the ADAS camera, including its housing, in order to hide this one.
  • a black coating 102 such as a layer of enamel or black lacquer
  • the black printed surface 102 on the glazing can take very large dimensions, in proportions likely to significantly reduce the overall field of view of the driver through the windshield.
  • it is almost substantially the entire surface of the windshield in its upper central portion which must be covered with a black printing layer, as illustrated in Figure 1 attached. .
  • the aim of the present invention is to propose a solution that makes it possible to solve the problems described above and, in particular, bypassing the space problems described above, in particular by reducing the black surface on the windshield to isolate or mask the ADAS cameras present at the back of the glazing.
  • the above problem could be solved by changing the orientation of the optics of the camera so as to switch it from an angle ⁇ to the vertical.
  • the present invention relates to a laminated windshield for a motor vehicle, comprising two sheets of glass bonded together by a spacer made of a refractive index thermoplastic material ni, in which:
  • thermoplastic interlayer has a cut-out portion in the upper part of the windshield
  • said cut-off portion is filled by a multilayer film forming a waveguide from a low point of entry of the light radiation onto the face of the windshield exposed to the outside of the vehicle towards a high point of exit of said radiation on the face of the windshield disposed towards the passenger compartment of the vehicle,
  • said multilayer film comprises layers of a first refractive index material n 2 such that ni> n 2 and a second material reflecting at least a portion, and preferably substantially all, of the light radiation, said second material being disposed on either side of the layer of first material for confining therein said light radiation.
  • the refractive index refractive index n 2 is less than the refractive index
  • the refraction refractive index n 2 is less than the refractive index and at least 0.05 and preferably at least 0.1.
  • the interlayer is a PVB.
  • the first material is chosen from aliphatic urethane acrylate polymers, optionally fluorinated.
  • the first material is chosen from aliphatic urethane acrylate polymers, optionally fluorinated.
  • the second light reflecting material is a material consisting of a thermoplastic material of refractive index n 3 , chosen such that n 2 > n 3 .
  • the refractive index n 3 is smaller than the refractive index n 2 of less than 0.05.
  • the interlayer is PVB
  • the first material has a refractive index n 2 between 1.32 and 1.43
  • the second material has a refractive index n 3 between 1.31 and 1.42.
  • the first material has a refractive index n 2 of between 1.32 and 1.43 and the refractive index n 3 is between 1.3 and 1.4.
  • the second material is chosen from aliphatic urethane acrylate polymers, optionally fluorinated.
  • the second light reflecting material may be a stack consisting of at least one thin layer of a metal and / or inorganic materials, especially chosen from oxides or nitrides.
  • the second light-reflecting material consists of a silver layer or a stack of thin layers comprising at least one layer of silver. Said cutting portion is normally disposed in a central upper zone of the glazing, preferably swept by the windscreen wipers.
  • said cutting portion is of rectangular shape.
  • the invention also relates to a device for capturing images, through a windshield, coming from a zone for capturing a light radiation from a low point of entry of the light radiation onto the face of a light. windscreen exposed to the outside of the vehicle towards a high point of exit of said radiation on the face of the windscreen disposed towards the passenger compartment of the vehicle, said device being characterized in that it comprises:
  • a camera in particular an ADAS camera, comprising a lens and an image sensor,
  • said camera is disposed in the passenger compartment behind said windshield at said high point of output of said radiation, so as to receive the light radiation from said capture area, after passing through said windshield.
  • FIG. 1 illustrates a perspective view of an image capture device currently marketed, as previously described.
  • FIG. 2 schematizes a windshield according to the invention, in sagittal section, as well as the path of a light radiation from the outside of the vehicle to the objective of a camera for example ADAS placed behind the screen. broken.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of the present invention, in more detail but without limitation.
  • FIG. 1 there is shown a laminated glazing along a sagittal sectional plane.
  • the arrows 3i to 3s illustrate the path in the windshield of an initial light radiation 3 arriving from the outside environment of the vehicle from a lower part of the windshield and in particular from the road zone. that one seeks to observe by an ADAS camera 2 arranged in a higher part of the windshield 1.
  • the terms "lower part” and “upper part” used in the present invention are relative and simply indicate that the point of entry of the light radiation is in a region of the windshield substantially lower than its exit point. in the direction of verticality, as shown in Figure 2.
  • the term "light radiation” means all the light rays arriving at a certain solid angle and which are sought to be captured via the camera 2. In FIG. 2, it has been shown, for the sake of clarity, this radiation by a single beam 3.
  • the light beam 3 outside the vehicle normally picked up by the camera 2 arrives with an angle of incidence on the windshield that is very flat with respect to the horizontal, so that the installation of the camera 2 directly on the rear of the windshield 1 conventionally imposes, for the capture of said beam, that it is also positioned in such a direction, that is to say that its lens itself has a very sharp angle flat to the road and to the inner surface of the windshield, as shown in dashed lines in Figure 2.
  • the black lacquered or enamelled surface 102 drawn on the glazing to conceal the installation may take on very large dimensions, possibly to a considerable extent reducing the overall field of view of the device. driver through the windshield itself.
  • the glazing 1 shown in FIG. 2 is a conventional laminated windshield comprising a first glass sheet 4 and a second glass sheet 5, the two glass sheets being bonded to each other by an interlayer 6 made of glass thermoplastic, usually polyvinyl butyral (PVB).
  • the windshield is obtained by hot lamination of the elements 4, 5 and 6.
  • the interlayer may of course comprise several sheets of thermoplastic material of different natures, for example different hardnesses to ensure an acoustic function, as for example described in the publication US 6,132,882, in particular a set of PVB sheets of different hardnesses.
  • one of the glass sheets can be thinned compared to the thicknesses conventionally used.
  • the interlayer may also according to the invention have a wedge shape, especially for a HUD application (Head Up Display for head-up display). Also one of the sheets of the interlayer can be tinted in the mass.
  • Zone 7 has very small dimensions, related to the dimensions of the windshield.
  • the portion 1 1 corresponds to the hatched area in FIG. 2.
  • the inserted multilayer film 8 comprises several successive layers, of which a first material in the form of a plastic layer 9 positioned at the center of the film and having a refractive index n 2 below or equal to, preferably less than, the index of refraction and the material constituting the interlayer 6.
  • This first material layer 9 of index n 2 may be in particular another plastic material (a polymer), in particular a plastic having adhesion properties to the surface of glass or other plastics.
  • the material 9 is advantageously chosen and preferably so that its refractive index n 2 is significantly lower than that of the material constituting the intermediate sheet 6.
  • significantly lower is meant a difference in index of from minus 0.05 and preferably at least 0.1.
  • the material chosen to constitute the material 9 may advantageously be chosen from acrylate polymers, in particular the optionally fluorinated aliphatic urethane acrylate polymers, whose refractive index can vary between 1, 31 and 1, 42 according to the formulation.
  • acrylate polymers in particular the optionally fluorinated aliphatic urethane acrylate polymers, whose refractive index can vary between 1, 31 and 1, 42 according to the formulation.
  • Such adhesive polymers are for example sold by Nordland under the references NOA 1315, NOA 132, NOA 1327, NOA 1328, NOA 133, NOA 13685, NOA 1375, NOA 138, NOA 142.
  • this first material of refractive index n 2 there are two layers 10 of a second material for confining the radiation entering the portion 1 1 by multiple internal reflections at the interface between the first and second materials.
  • the second material constituting the layers 10 is of organic nature, in particular is a plastic polymer and preferably is a thermoplastic.
  • the material 10 has a lower refractive index n 3 , preferably slightly smaller than that (n 2 ) of the layer of material 9.
  • slightly weaker is meant a difference in index between the indices n 2 and n 3 of less than 0.05 and preferably less than 0.04, more preferably less than 0.03 or even less than less than 0.02, or even less than 0.01.
  • the second material may be inorganic material.
  • it may be an inorganic layer, in particular or a stack of thin layers for reflecting the light beam arriving at its surface.
  • the second light reflecting material is a stack consisting of at least one thin layer of a metal and / or inorganic materials, especially chosen from oxides or nitrides.
  • the second light-reflecting material consists of a layer of a metal or a stack of thin layers comprising at least one layer of metal.
  • This metal is preferably silver.
  • the thickness of the silver layer is for example between 10 nm and 50 nm.
  • the multilayer film 8 is thus configured according to conventional optical techniques so that the initial light beam 3 enters at one end. lower portion 1 1 (low entry point of the light) with a suitable angle a, then undergo multiple internal reflections, substantially total at the interface between the materials 9 and 10 as indicated by the arrows 3 2 at 3 3 .
  • the initial ray propagates up to the other end of the multilayer film 8 (high point of light exit) without loss of information, by multiple reflections in the material 9 framed by the layers or strips of the material 10, along the cut portion 1 1.
  • the multilayer film 8 thus acts as a waveguide, exploiting the refractive properties of light at the interface between two materials of different indices, according to the principles already well known in particular in the field of optical fibers.
  • the metal layers surrounding the material 9 play a role of mirror and allow in the same way as previously the light reflection and its confinement along the portion 1 1 to an exit point disposed in an upper part of the glazing.
  • the difference in index between the thermoplastic material (or materials) constituting interlayer 6 (of index n i) and the first material of index n 2 is adapted, that is to say sufficiently high in the sense previously described, for the radiation to provide a sufficiently low angle of entry of light in the space formed between the materials 9 and 10, that is to say -desidable to allow substantially lossless light guidance along the thus-generated light cavity in the spacing between the materials 9 and 10 by internal and multiple reflection at the interface between these two materials, as illustrated by the 3 2 a third arrows in Figure 2.
  • the light radiation 3 7 is refracted by the surfaces 5 of the glazing glass sheet and recovered at the outlet of portion 1 1 the camera lens 2 according to a final direction of the radius schematically by the arrow 3s, as shown in Figure 2.
  • a final direction of the radius schematically by the arrow 3s as shown in Figure 2.
  • such a configuration allows the camera 2 to tilt by an angle ⁇ towards the vertical with respect to its theoretical positioning behind the windshield, that is to say in the absence of the multilayer film 8 positioned in the arrival portion 1 1 of the beam to be collected.
  • FIG. 1 shows in solid lines the trapezoidal zone according to the present configuration and in dotted lines the trapezoidal zone in a configuration according to the present invention.
  • the invention it therefore becomes possible to strongly limit the surface of the black printed area on the windshield or alternatively to place a greater number of cameras in the accessible area of the windshield, especially for stereoscopic vision. or to increase the control points on the road and / or the number of functions as described above.
  • the choice of the materials constituting the layers 9 and 10 and their thicknesses is carried out according to the techniques of the art, depending in particular on the initial angle of incidence of the beam 3, that is to say of the zone on the road, in front (or behind) of the vehicle that is to be viewed, and in relation to the desired positioning of the camera 2 behind the windshield, in particular the angle ⁇ sought, as it has previously described.
  • interlayer 6 "classical" PVB with a refractive index of about 1.48,
  • refractive index material n 2 between 1.32 and 1.43.
  • a material may be chosen from optionally fluorinated aliphatic urethane acrylate polymers such as those described above,
  • such a material may be chosen from optionally fluorinated aliphatic urethane acrylate polymers such as those described above.
  • the cutting portion 1 1 normally has small dimensions, relative to the surface of the windshield or glazing and is disposed on the glazing substantially facing the ADAS or cameras located at the rear of the glazing, in the passenger compartment.
  • the cutting portion January 1 is as limited as possible in its dimensions and may have any form useful for the proper implementation of the present invention, in particular the routing of light rays to the (or cameras.
  • said cutout has a rectangular shape, with dimensions of the order of 5 to 20 cm for the largest length and 4 to 15 cm for the smallest length.
  • the shape and dimensions of the cutting portion are also configured according to the techniques of the art so as to effectively and selectively collect all the incident light radiation passing through the windshield at the low point of the cutting portion, and from a solid angle range outside the vehicle and from the area in front of the vehicle that is sought to capture via the lens 2 of the camera.

Abstract

Pare-brise feuilleté (1) pour véhicule automobile, comprenant deux feuilles de verre (4, 5) liées entre elles par un intercalaire (6) constitué d'une matière thermoplastique d'indice de réfraction n1, dans lequel : - ledit intercalaire thermoplastique (6) présente une portion (11) découpée dans la partie supérieure du pare-brise, - ladite portion découpée (11) est comblée par un film multicouches (8) formant un guide d'onde depuis un point bas d'entrée du rayonnement lumineux sur la face du pare-brise exposé à l'extérieur du véhicule vers un point haut de sortie dudit rayonnement sur la face du pare-brise disposé vers l'habitacle du véhicule, - ledit film multicouches comprend des couches : o d'un premier matériau (9) d'indice de réfraction n2 tel que n1 ≥ n2 et o d'un second matériau (10) réfléchissant au moins partiellement le rayonnement lumineux, ledit second matériau (10) étant disposé de part et d'autre de la couche de premier matériau (9) pour confiner dans celui-ci ledit rayonnement lumineux.

Description

PARE-BRISE ET DISPOSITIF POUR AIDE A LA CONDUITE
L'invention se rapporte à un vitrage, en particulier un pare-brise, permettant la saisie de données d'images dans un véhicule automobile en association avec un système de caméra notamment du type ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). L'invention décrit également un dispositif combinant ledit vitrage (ledit pare-brise) et ladite caméra pour une telle visualisation d'informations.
Les vitrages pour véhicules et la technologie associée évoluent constamment, notamment pour améliorer la sécurité. Une importante innovation réside dans les systèmes d'aide à la conduite ou ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Selon le principe général, des caméras placées derrière le pare-brise permettent à ces ADAS d'assister le conducteur pendant la conduite. Un tel dispositif ADAS peut notamment avoir les fonctions suivantes, sans que la liste ci-après soit exhaustive :
- avertir le conducteur lorsque le véhicule quitte involontairement la bande de circulation,
- signaler un arrêt d'urgence,
- améliorer la vision de nuit,
- permettre une vue à 360 degrés via des écrans de contrôle visibles du conducteur,
- reconnaître les panneaux de signalisation installés au bord de la route,
- garantir une détection précise de la distance et des objets, selon un mode bi ou encore tridimensionnel (notamment par effet stéréoscopique, par exemple à l'aide d'une pluralité de caméras).
De la façon la plus classique, le dispositif comprend au moins une caméra disposée derrière le pare-brise du véhicule. Dans les versions actuelles de tels dispositifs, un problème d'encombrement se pose. En effet, la place disponible sur le vitrage avant d'un véhicule pour de tels dispositifs est très limitée car ils ne doivent pas gêner la vision du conducteur, pour des raisons évidentes de sécurité. Une telle zone 100, parfois nommée Y0 dans le domaine, se situe habituellement dans la partie centrale et supérieure du pare- brise comme indiqué sur la figure 1 ci-jointe. Dans cette zone 100, la ou les caméras sont orientées avec un certain angle vis-à-vis de la surface du pare- brise, En particulier, l'objectif et le capteur d'image (CCD ou CMOS) qui lui couplés, sont orientés directement vers la zone de saisie d'images, selon une direction proche de la parallèle au sol, c'est-à-dire seulement légèrement inclinée vers la route, comme illustré par les figures ci-jointes. Autrement dit, la caméra est orientée vers la route selon un angle faible et adapté pour remplir les fonctions précédentes.
Concrètement, au niveau du pare-brise, compte tenu de la taille de l'objectif, du capteur de la caméra et de son boîtier, un champ de vision correcte accessible à chaque caméra nécessite donc que le faisceau extérieur collecté (ou plutôt l'ensemble des faisceaux collectés selon un angle solide prédéfini) traverse pour chacune desdites caméras une fenêtre spécifique 101 de forme trapézoïdale sur le pare-brise, tel qu'illustré par la figure 1 ci-jointe.
Etant donné que le pare-brise lui-même, dans la zone de capture d'images, présente un angle relativement faible par rapport à la route, la mise en œuvre d'une caméra de taille réduite nécessite donc sur le pare-brise la disponibilité d'une fenêtre trapézoïdale 101 de relativement grande dimension, et d'autant plus étendue que l'angle solide à observer est important, comme illustré sur la figure 1 ci-jointe.
Une telle configuration implique en outre l'utilisation d'un revêtement noir 102, tel qu'une couche d'émail ou de laque noir, sur toute la surface du vitrage disposée en regard du dispositif incorporant la caméra ADAS, y compris son boîtier, de manière à cacher celui-ci.
En outre, si plusieurs caméras sont associées, par exemple pour assurer une pluralité de fonctions comme décrites précédemment, ou encore pour une restitution et/ou une analyse en mode tridimensionnel (stéréoscopique), il s'avère de plus nécessaire de séparer les unes des autres les différentes zones trapézoïdales correspondant à chaque caméra, comme illustré sur la figure 1 . Dans un tel cas notamment, la surface imprimée noire 102 sur le vitrage peut prendre des dimensions très importantes, dans des proportions susceptibles de diminuer notablement le champ de vision global du conducteur à travers le pare-brise. Dans la plupart des réalisations actuelles intégrant plusieurs caméras ADAS, c'est presque sensiblement toute la surface du pare-brise dans sa partie centrale supérieure qui doit être recouverte d'une couche d'impression noire, comme illustré sur la figure 1 ci-jointe.
Le but de la présente invention est de proposer une solution permettant de résoudre les problèmes décrits précédemment et en particulier permettant de contourner les problèmes d'encombrement décrits précédemment, en réduisant en particulier la surface noire présente sur le pare-brise pour isoler ou masquer les caméras ADAS présentes à l'arrière du vitrage.
En particulier, le problème précédent a pu être résolu en modifiant l'orientation des optiques de la caméra de façon à faire basculer celle-ci d'un angle β vers la verticale.
Plus précisément, la présente invention se rapporte à un pare-brise feuilleté pour un véhicule automobile, comprenant deux feuilles de verre liées entre elles par un intercalaire constitué d'une matière thermoplastique d'indice de réfraction ni , dans lequel :
- ledit intercalaire thermoplastique présente une portion découpée dans la partie supérieure du pare-brise,
- ladite portion découpée est comblée par un film multicouches formant un guide d'onde depuis un point bas d'entrée du rayonnement lumineux sur la face du pare-brise exposé à l'extérieur du véhicule vers un point haut de sortie dudit rayonnement sur la face du pare-brise disposé vers l'habitacle du véhicule,
- ledit film multicouches comprend des couches d'un premier matériau d'indice de réfraction n2 tel que ni > n2 et d'un second matériau réfléchissant au moins une partie, et de préférence sensiblement la totalité, du rayonnement lumineux, ledit second matériau étant disposé de part et d'autre de la couche de premier matériau pour confiner dans celui-ci ledit rayonnement lumineux. Certains modes de réalisations avantageux mais non limitatif de la présente invention sont décrits ci-après, qui peuvent bien entendu combinés entres eux le cas échéant :
- L'indice de réfraction de réfraction n2 est inférieur à l'indice de réfraction
- L'indice de réfraction de réfraction n2 est inférieur à l'indice de réfraction ni d'au moins 0,05 et de préférence d'au moins 0,1 .
- L'intercalaire est un PVB.
- le premier matériau est choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques, éventuellement fluorés.
- Le premier matériau est choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques, éventuellement fluorés.
- Le second matériau réfléchissant la lumière est un matériau constitué d'une matière thermoplastique d'indice de réfraction n3, choisi de telle façon que n2 > n3.
- L'indice de réfraction de réfraction n3 est inférieur à l'indice de réfraction n2 de moins de 0,05.
- L'intercalaire est en PVB, le premier matériau présente un indice de réfraction n2 compris entre 1 ,32 et 1 ,43 et le second matériau présente un indice de réfraction n3 compris entre 1 ,31 et 1 ,42.
- Le premier matériau présente un indice de réfraction n2 compris entre 1 ,32 et 1 ,43 et l'indice de réfraction n3 est compris entre 1 ,31 et 1 ,42.
- Le second matériau est choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques, éventuellement fluorés.
- Alternativement, le second matériau réfléchissant la lumière peut-être un empilement constitué d'au moins une couche mince d'un métal et/ou de matériaux inorganiques notamment choisis parmi les oxydes ou les nitrures.
- Le second matériau réfléchissant la lumière est constitué d'une couche d'argent ou d'un empilement de couches minces comprenant au moins une couche d'argent. - Ladite portion de découpe est normalement disposée dans une zone supérieure centrale du vitrage, de préférence balayée par les essuie- glaces.
- Par exemple, ladite portion de découpe est de forme rectangulaire.
L'invention se rapporte également à un dispositif de saisie d'images, à travers un pare-brise, issues d'une zone de capture d'un rayonnement lumineux depuis un point bas d'entrée du rayonnement lumineux sur la face d'un pare- brise exposée à l'extérieur du véhicule vers un point haut de sortie dudit rayonnement sur la face du pare-brise disposée vers l'habitacle du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- une caméra, en particulier une caméra ADAS, comprenant un objectif et un capteur d'image,
- un pare-brise tel que décrit précédemment,
dans lequel ladite caméra est disposée dans l'habitacle derrière ledit pare- brise au niveau dudit point haut de sortie dudit rayonnement, de façon à recevoir le rayonnement lumineux issu de ladite zone de capture, après sa traversée dudit pare-brise.
La figure 1 illustre une vue en perspective d'un dispositif de saisie d'images actuellement commercialisé, comme précédemment décrit.
La figure 2 schématise un pare-brise selon l'invention, en coupe sagittale, ainsi que le trajet d'un rayonnement lumineux depuis l'extérieur du véhicule jusqu'à l'objectif d'une caméra par exemple ADAS placée derrière le pare-brise.
Plus particulièrement, la figure 2 illustre un mode de réalisation de la présente invention, de façon plus détaillée mais non limitative.
Sur cette figure, on a représenté un vitrage feuilleté suivant un plan de coupe sagittal. Les flèches 3i à 3s illustrent le parcours dans le pare-brise d'un rayonnement lumineux initial 3 arrivant de l'environnement extérieur du véhicule depuis une partie basse du pare-brise et notamment de la zone de la route qu'on cherche à observer par une caméra ADAS 2 disposée dans une partie plus haute du pare-brise 1 . Bien entendu, les termes « partie basse » et « partie haute » utilisés dans la présente invention sont relatifs et indiquent simplement que le point d'entrée du rayonnement lumineux se situe dans une région du pare-brise sensiblement plus basse que son point de sortie dans le sens de la verticalité, comme illustré sur la figure 2.
Par rayonnement lumineux, on entend au sens de la présente invention l'ensemble des rayons lumineux arrivant selon un certain angle solide et qu'on cherche à capturer via la caméra 2. Sur la figure 2, on a figuré, pour plus de clarté, ce rayonnement par un faisceau unique 3.
Comme illustré par la figure 2, le faisceau 3 de lumière extérieure au véhicule normalement capté par la caméra 2 arrive avec un angle d'incidence sur le pare-brise très plat par rapport à l'horizontale, de sorte que l'installation de la caméra 2 directement sur l'arrière du pare-brise 1 impose classiquement, pour la captation dudit faisceau, que celle-ci soit également positionnée selon une telle direction, c'est-à-dire que son objectif présente lui-même un angle très plat par rapport à la route et par rapport à la surface intérieure du pare-brise, comme figuré en traits pointillés sur la figure 2.
Comme indiqué précédemment en lien avec la figure 1 , dans une telle configuration, la surface laquée ou émaillée noire 102 dessinée sur le vitrage pour dissimuler l'installation peut prendre des dimensions très importantes, jusqu'à éventuellement diminuer notablement le champ de vision global du conducteur à travers le pare-brise lui-même.
Le vitrage 1 représenté sur la figure 2 est un pare-brise feuilleté classique comprenant une première feuille de verre 4 et une deuxième feuille de verre 5, les deux feuilles de verre étant liées l'une à l'autre par un intercalaire 6 en matière thermoplastique, le plus souvent en polyvinylbutyral (PVB). De façon classique et bien connue, le pare-brise est obtenu par feuilletage à chaud des éléments 4, 5 et 6. Sans sortir du cadre de l'invention, l'intercalaire peut bien entendu comprendre plusieurs feuillets en matière thermoplastique de natures différentes, par exemple de duretés différentes pour assurer une fonction acoustique, comme par exemple décrit dans la publication US 6,132,882, notamment une ensemble de feuillets de PVB de duretés différentes. De même l'une des feuilles de verres peut être amincie par rapport aux épaisseurs classiquement utilisées. L'intercalaire peut également selon l'invention présenter une forme en coin, notamment en vue d'une application HUD (Head Up Display pour visualisation tête haute). Egalement l'un des feuillets de l'intercalaire peut être teinté dans la masse.
Dans l'intercalaire 6, dans une zone 7 du vitrage disposée dans la région de positionnement finale de la caméra, une découpe est pratiquée avant l'opération de feuilletage, de manière à remplacer une portion 1 1 de celui-ci par un film multicouches 8 selon l'invention. La zone 7 présente des dimensions très restreintes, rapportées aux dimensions du pare-brise. La portion 1 1 correspond à la zone hachurée sur la figure 2. Le film multicouche 8 inséré comprend plusieurs couches successives dont un premier matériau sous la forme d'une couche plastique 9 positionnée au centre du film et d'indice de réfraction n2 inférieur ou égal, de préférence inférieur, à l'indice de réfraction n i du matériau constituant l'intercalaire 6. Ce premier matériau en couche 9 d'indice n2 peut être notamment une autre matière plastique (un polymère), en particulier un plastique présentant des propriétés d'adhésion au surface de verre ou d'autres plastiques.
En particulier, le matériau 9 est choisi avantageusement et préférentiellement de telle façon que son indice de réfraction n2 soit significativement plus faible que celui du matériau constituant le feuillet intercalaire 6. Par significativement plus faible, on entend une différence d'indice d'au moins 0,05 et de préférence d'au moins 0,1 .
En particulier et par exemple, si le matériau 6 est un thermoplastique du type PVB, dont l'indice de réfraction est de l'ordre de 1 ,48, le matériau choisi pour constituer le matériau 9 peut avantageusement être choisi parmi les polymères acrylate, en particulier les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques éventuellement fluorés, dont l'indice de réfraction peut varier entre 1 ,31 et 1 ,42 selon la formulation. De tels polymères adhésifs sont par exemple commercialisés par la société Nordland sous les références NOA 1315, NOA 132, NOA 1327, NOA 1328, NOA 133, NOA 13685, NOA 1375, NOA 138, NOA 142.
De part et d'autre de ce premier matériau d'indice de réfraction n2, on dispose deux couches 10 d'un second matériau permettant de confiner le rayonnement entrant dans la portion 1 1 par réflexions internes multiples à l'interface entre les premier et deuxième matériaux.
Selon un premier exemple de réalisation préféré, le second matériau constituant les couches 10 est de nature organique, en particulier est un polymère plastique et de préférence est un thermoplastique.
Selon ce mode de réalisation, le matériau 10 présente un indice de réfraction n3 plus faible, de préférence légèrement plus faible que celui (n2) de la couche du matériau 9.
Par légèrement plus faible, on entend une différence d'indice, entre les indices n2 et n3, de moins de 0,05 et de préférence de moins de 0,04, de préférence encore de moins de 0,03 ou même de moins de 0,02, voire de moins de 0,01 .
Selon un autre mode de réalisation alternatif, le second matériau peut être en matière inorganique. Ce peut être en particulier une couche inorganique, en particulier ou un empilement de couches minces permettant la réflexion du rayon lumineux arrivant à sa surface.
Par exemple le second matériau réfléchissant la lumière est un empilement constitué d'au moins une couche mince d'un métal et/ou de matériaux inorganiques notamment choisis parmi les oxydes ou les nitrures.
Selon un mode possible le second matériau réfléchissant la lumière est constituée d'une couche d'un métal ou d'un empilement de couches minces comprenant au moins une couche de métal. Ce métal est de préférence l'argent. Dans les configurations précédentes, l'épaisseur de la couche d'argent est par exemple comprise entre 10 nm et 50 nm.
Le film multicouche 8 est ainsi configuré selon les techniques classiques d'optique de façon à ce que le rayon lumineux 3 initial entre à une extrémité inférieure de la portion 1 1 (point d'entrée bas de la lumière) avec un angle a adéquat, pour subir ensuite de multiples réflexions internes, sensiblement totales, à l'interface entre les matériaux 9 et 10 comme indiqué par les flèches 32 à 33. Comme illustré par la figure 2, selon l'invention, le rayon initial se propage donc jusqu'à l'autre extrémité du film multicouche 8 (point haut de sortie de la lumière) sans perte d'informations, par réflexions multiples dans le matériau 9 encadré par les couches ou bandes du matériau 10, le long de la portion découpée 1 1 .
Selon le premier exemple de réalisation décrit précédemment, le film multicouches 8 agit ainsi comme un guide d'onde, exploitant les propriétés réfractrices de la lumière à l'interface entre deux matériaux d'indices différents, selon les principes déjà bien connus notamment dans le domaine des fibres optiques.
Selon le deuxième exemple décrit précédemment, les couches métalliques entourant le matériau 9 jouent un rôle de miroir et permettent de la même façon que précédemment la réflexion de la lumière et son confinement le long de la portion 1 1 jusqu'à un point de sortie disposé dans une partie haute du vitrage.
Selon un aspect particulier et avantageux de la présente invention, la différence d'indice entre la (ou les) matière(s) thermoplastique(s) constituant l'intercalaire 6 (d'indice n i ) et le premier matériau d'indice n2 est adapté, c'est-à- dire suffisamment élevée au sens précédemment décrit, pour que le rayonnement confère un angle d'entrée a de la lumière suffisamment faible dans l'espace formé entre les matériaux 9 et 10, c'est-à-dire adapté pour permettre le guidage de la lumière sensiblement sans perte le long de la cavité de lumière ainsi générée dans l'espacement entre les matériaux 9 et 10 par réflexion interne et multiple à l'interface entre ces deux matériaux, comme illustré par les flèches 32 à 3e sur la figure 2. En sortie de cette cavité, le rayonnement lumineux 37 est réfracté par les surfaces de la feuille de verre 5 du vitrage et récupéré en sortie de la portion 1 1 par l'objectif de la caméra 2 selon une direction finale du rayonnement schématisée par la flèche 3s, tel que représenté sur la figure 2. Comme illustré également sur la figure 2, une telle configuration autorise le basculement de la caméra 2 d'un angle β vers la verticale par rapport à son positionnement théorique derrière le pare-brise, c'est-à-dire en l'absence du film multicouche 8 positionné dans la portion 1 1 d'arrivée du faisceau à collecter.
Comme expliqué précédemment également, une telle configuration permet de cette manière de limiter très fortement les dimensions de la zone trapézoïdale traversée par le faisceau sur le pare-brise et donc au final la surface totale de la zone imprimée noire 102 sur le vitrage. A titre d'exemple, on a pu calculer qu'un basculement β de seulement 5° de la caméra permet de diminuer la surface de ladite zone trapézoïdale de plus de 50%. On a ainsi représenté sur la figure 1 en traits pleins la zone trapézoïdale selon la configuration actuelle et en traits pointillés la zone trapézoïdale dans une configuration conforme à la présente l'invention.
Selon l'invention, il devient donc possible de limiter fortement la surface de la zone imprimée noire sur le pare-brise ou alternativement de placer un nombre supérieur de caméras dans la zone accessible du pare-brise, notamment en vue d'une vision stéréoscopique ou encore pour augmenter les points de contrôle sur la route et/ou le nombre de fonctions telles que décrites précédemment.
Le choix des matériaux constituant les couches 9 et 10 et de leurs épaisseurs est effectué selon les techniques de l'art, en fonction en particulier de l'angle d'incidence initial du faisceau 3, c'est-à-dire de la zone sur la route, en avant (ou en arrière) du véhicule que l'on cherche à visualiser, et par rapport au positionnement recherché de la caméra 2 derrière le pare-brise, notamment de l'angle β recherché, tel qu'il a été décrit précédemment.
A titre d'exemple non limitatif les matériaux suivants peuvent avantageusement être utilisés selon l'invention :
- intercalaire 6 : PVB « classique » d'indice de réfraction égal à environ 1 ,48,
- couche de matériau 9 : matériau d'indice de réfraction n2 compris entre 1 ,32 et 1 ,43. En particulier un tel matériau peut être choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques éventuellement fluorés tels que ceux décrits précédemment,
couche de matériau 10 : indice de réfraction n3 compris entre 1 ,30 et 1 ,42, et dont l'indice de réfraction est proche mais légèrement inférieur à celui du matériau 9, au sens précédemment décrit. En particulier un tel matériau peut être choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques éventuellement fluorés tel que ceux décrits précédemment.
La portion de découpe 1 1 présente normalement de faibles dimensions, rapportée à la surface du pare-brise ou du vitrage et est disposée sur le vitrage sensiblement en regard du ou des caméras ADAS disposées à l'arrière du vitrage, dans l'habitacle.
A titre indicatif, la portion de découpe 1 1 est aussi limitée que possible dans ses dimensions et peut présenter toute forme utile à la bonne mise en œuvre de la présente invention, en particulier à l'acheminement des rayons lumineux jusqu'à la (ou les) caméras. Par exemple ladite découpe présente une forme rectangulaire, avec des dimensions de l'ordre de 5 à 20 cm pour la plus grande longueur et de 4 à 15 cm pour la plus petite longueur.
La forme et les dimensions de la portion de découpe sont également configurées selon les techniques de l'art de manière à collecter efficacement et sélectivement l'ensemble du rayonnement lumineux incident traversant le pare- brise au niveau du point bas de la portion de découpe, et issus d'une plage d'angle solide extérieure au véhicule et provenant de la zone en avant du véhicule que l'on cherche à capturer via l'objectif 2 de la caméra.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Pare-brise feuilleté (1 ) pour véhicule automobile, comprenant deux feuilles de verre (4, 5) liées entre elles par un intercalaire (6) constitué d'une matière thermoplastique d'indice de réfraction ni , dans lequel :
- ledit intercalaire thermoplastique (6) présente une portion (1 1 ) découpée dans la partie supérieure du pare-brise,
- ladite portion découpée (1 1 ) est comblée par un film multicouches (8) formant un guide d'onde depuis un point bas d'entrée du rayonnement lumineux sur la face du pare-brise exposé à l'extérieur du véhicule vers un point haut de sortie dudit rayonnement sur la face du pare-brise disposé vers l'habitacle du véhicule,
- ledit film multicouches comprend des couches :
o d'un premier matériau (9) d'indice de réfraction n2 tel que ni > n2 et o d'un second matériau (10) réfléchissant au moins partiellement le rayonnement lumineux,
ledit second matériau (10) étant disposé de part et d'autre de la couche de premier matériau (9) pour confiner dans celui-ci ledit rayonnement lumineux.
2. Pare-brise feuilleté selon la revendication 1 , dans lequel l'indice de réfraction de réfraction n2 est inférieur à l'indice de réfraction ni.
3. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'indice de réfraction de réfraction n2 est inférieur à l'indice de réfraction ni d'au moins 0,05 et de préférence d'au moins 0,1 .
4. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intercalaire (6) est un PVB.
5. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier matériau est choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques, éventuellement fluorés.
6. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le second matériau réfléchissant la lumière est un matériau constitué d'une matière thermoplastique d'indice de réfraction n3, choisi de telle façon que n2 > n3.
7. Pare-brise feuilleté selon la revendication précédente, dans lequel l'indice de réfraction de réfraction n3 est inférieur à l'indice de réfraction n2 de moins de 0,05.
8. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intercalaire (6) est en PVB, dans lequel le premier matériau présente un indice de réfraction n2 compris entre 1 ,32 et 1 ,43 et dans lequel l'indice de réfraction n3 du second matériau est compris entre 1 ,31 et 1 ,42.
9. Pare-brise feuilleté selon l'une des trois revendications précédentes, dans lequel le second matériau (10) est choisi parmi les polymères d'uréthane acrylate aliphatiques, éventuellement fluorés
10. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel dans lequel le second matériau réfléchissant la lumière est un empilement constitué d'au moins une couche mince d'un métal et/ou de matériaux inorganiques notamment choisis parmi les oxydes ou les nitrures.
1 1 . Pare-brise feuilleté selon la revendication précédente, dans lequel le second matériau réfléchissant la lumière est constitué d'une couche d'argent ou d'un empilement de couches minces comprenant au moins une couche d'argent.
12. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite portion de découpe (1 1 ) est disposée dans une zone supérieure centrale du vitrage, de préférence balayée par les essuie- glaces.
13. Pare-brise feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite portion de découpe (1 1 ) est de forme rectangulaire.
14. Dispositif de saisie d'images, à travers un pare-brise, issues d'une zone de capture d'un rayonnement lumineux depuis un point bas d'entrée du rayonnement lumineux sur la face d'un pare-brise exposée à l'extérieur du véhicule vers un point haut de sortie dudit rayonnement sur la face du pare-brise disposée vers l'habitacle du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- une caméra (2), en particulier une caméra ADAS, comprenant un objectif et un capteur d'image,
- un pare-brise (1 ) tel que décrit selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel ladite caméra (2) est disposée dans l'habitacle derrière ledit pare-brise au niveau dudit point haut de sortie dudit rayonnement, de façon à recevoir le rayonnement lumineux issu de ladite zone de capture, après sa traversée dudit pare-brise.
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