FR2785051A1 - Sensor for detecting rain on motor vehicle windscreen, comprises light source, diffraction grating supplying diffracted and undiffracted light beams, optical system, diaphragm and photodetector - Google Patents

Sensor for detecting rain on motor vehicle windscreen, comprises light source, diffraction grating supplying diffracted and undiffracted light beams, optical system, diaphragm and photodetector Download PDF

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FR2785051A1 FR9813447A FR9813447A FR2785051A1 FR 2785051 A1 FR2785051 A1 FR 2785051A1 FR 9813447 A FR9813447 A FR 9813447A FR 9813447 A FR9813447 A FR 9813447A FR 2785051 A1 FR2785051 A1 FR 2785051A1
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light source
optical system
stack
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Abstract

A light source (2) emits a beam (F1) which is partly diffracted (F'2) and partly undiffracted (F2). Both beams pass through an optical system (4) but only the undiffracted beam (F3) traverses a diaphragm (6) to reach the windscreen (10,11). If rain is present diffusion takes place and some light (F5) returns through the diaphragm and optical system to the diffraction grating (3) where it is diffracted (F6) to a detector (5)

Description

SYSTEME DE DETECTION D'HUMIDITE ET SON APPLICATION A UN
PARE-BRISE DE VEHICULE
L'invention concerne un système de détection d'humidité et son application à un pare-brise automobile pour détecter les gouttes de pluie sur le pare-brise ou de façon générale sa perte de transparence et cela en vue de déclencher les balais d'essuie-glace.MOISTURE DETECTION SYSTEM AND ITS APPLICATION TO A
VEHICLE WINDSHIELD
The invention relates to a humidity detection system and its application to an automobile windshield to detect raindrops on the windshield or in general its loss of transparency and this in order to trigger the wiper blades. -ice cream.

Les systèmes automobiles ont pour objet d'alléger autant que possible la tâche du conducteur pour lui permettre de se consacrer entièrement à la conduite du véhicule. On constate que la conduite par temps de pluie est plus fatiguante. L'objet de l'invention concerne un système permettant de déclencher automatiquement les essuie-glace du pare-brise en cas de détection de gouttes d'eau de façon à libérer le conducteur de cette commande. The purpose of automobile systems is to lighten the driver's task as much as possible so that he can devote himself entirely to driving the vehicle. Driving in rainy weather is more tiring. The object of the invention relates to a system for automatically triggering the windshield wipers in the event of detection of water drops so as to release the driver from this command.

Bien entendu, l'invention est applicable à tout type de véhicule : automobile, aérien ou naval. Of course, the invention is applicable to any type of vehicle: automobile, air or naval.

L'invention concerne donc un système de détection d'humidité sur la surface d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comporte :
-une source lumineuse émettant un faisceau ;
-un réseau de diffraction recevant le faisceau source, et
fournissant au moins un faisceau diffracté et un faisceau
transmis sans diffraction ;
-un système optique focalisant ou collimatant l'un au moins des
faisceaux fournis par le réseau de diffraction en une zone
déterminée de la surface ;
-un photodétecteur capable de recevoir de la lumière de la zone
de la surface à travers le système optique et le réseau de
diffraction.The invention therefore relates to a system for detecting humidity on the surface of a part, characterized in that it comprises:
-a light source emitting a beam;
a diffraction grating receiving the source beam, and
providing at least one diffracted beam and one beam
transmitted without diffraction;
-an optical system focusing or collimating at least one of the
beams supplied by the diffraction grating in one area
determined of the surface;
-a photodetector capable of receiving light from the area
from the surface through the optical system and the network of
diffraction.

Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre fournie à titre d'exemple en se reportant aux figures annexées qui représentent :
-les figures 1a à 1c, un exemple de réalisation du système de
détection selon l'invention ;
-les figures 2a à 2c, un exemple de réalisation d'une source
lumineuse et d'un photodétecteur associé ;
-la figure 3, un exemple de réalisation du laser et du
photodétecteur dans lequel le laser est à émission par la
surface ;
-les figures 4a à 4c, des exemples de réalisation de montage du
système de détection selon l'invention ;
-les figures 5a et 5b, une application à un système de détection
de la pluie sur un pare-brise de véhicule ;
-la figure 6, une variante de l'invention dans laquelle le
photodétecteur a une forme linéique ;
-la figure 7, un circuit de commande du système de l'invention.The various objects and characteristics of the invention will appear more clearly in the description which follows, provided by way of example with reference to the appended figures which represent:
FIGS. 1a to 1c, an exemplary embodiment of the system
detection according to the invention;
FIGS. 2a to 2c, an exemplary embodiment of a source
light and an associated photodetector;
FIG. 3, an exemplary embodiment of the laser and of the
photodetector in which the laser is emitted by the
area ;
FIGS. 4a to 4c, exemplary embodiments of mounting the
detection system according to the invention;
FIGS. 5a and 5b, an application to a detection system
rain on a vehicle windshield;
FIG. 6, a variant of the invention in which the
photodetector has a linear form;
FIG. 7, a control circuit of the system of the invention.

Le système de la figure 1a comporte une source lumineuse 2 émettant un faisceau lumineux F1. Un réseau de diffraction 3 reçoit le faisceau F1 et fournit au moins un faisceau diffracté et un faisceau non diffracté. Un système optique 4 focalise au moins l'un de ces faisceaux en une zone 11 d'une surface 10 à observer. Cette surface 10 est par exemple la surface extérieure du pare-brise 1 d'un véhicule. The system of FIG. 1a comprises a light source 2 emitting a light beam F1. A diffraction grating 3 receives the beam F1 and provides at least one diffracted beam and one non-diffracted beam. An optical system 4 focuses at least one of these beams into an area 11 of a surface 10 to be observed. This surface 10 is for example the outer surface of the windshield 1 of a vehicle.

En se reportant aux figures 1b et 1c, on va maintenant décrire le fonctionnement de ce système. Referring to Figures 1b and 1c, we will now describe the operation of this system.

La figure 1 b illustre le fonctionnement du système lorsque la zone est parfaitement lisse et ne comporte pas de goutte d'eau notamment. Le faisceau F1 émis par la source 2 est diffracté par le réseau 3 et donne lieu au faisceau diffracté F'2 et au faisceau non diffracté F2. Ces faisceaux sont focalisés par la lentille 4. Le diaphragme 6 ou filtre spatial permet la transmission du faisceau F3 provenant du faisceau non diffracté F2. Le faisceau F3 atteint la zone 11 de la surface 10 selon une direction différente de la normale au plan de la zone. Cette zone 10 étant supposée parfaitement lisse et exempt d'humidité et de poussières, le faisceau F3 se réfléchit selon la direction du faisceau F4. Figure 1b illustrates the operation of the system when the area is perfectly smooth and does not include a drop of water in particular. The beam F1 emitted by the source 2 is diffracted by the grating 3 and gives rise to the diffracted beam F'2 and to the non-diffracted beam F2. These beams are focused by the lens 4. The diaphragm 6 or spatial filter allows the transmission of the beam F3 coming from the non-diffracted beam F2. The beam F3 reaches the area 11 of the surface 10 in a direction different from the normal to the plane of the area. This zone 10 being assumed to be perfectly smooth and free from humidity and dust, the beam F3 is reflected in the direction of the beam F4.

La figure 1 c représente le fonctionnement du système dans le cas où la zone 10 comporte une goutte d'eau 14. Le faisceau F3 transmis par le système est diffusé par la goutte d'eau 14. De la lumière est alors rétrodiffusée par le système (faisceau F5). Le faisceau F5 traverse le diaphragme 6 et est transmis au réseau 3 par la lentille 4. Le réseau 3 diffracte ce faisceau F5 selon le faisceau F6 vers le photodétecteur 5. Le système de l'invention permet ainsi de détecter la présence d'une goutte d'eau sur la zone 11 de la surface 10. FIG. 1 c represents the functioning of the system in the case where the zone 10 comprises a drop of water 14. The beam F3 transmitted by the system is scattered by the drop of water 14. Light is then backscattered by the system (bundle F5). The beam F5 crosses the diaphragm 6 and is transmitted to the network 3 by the lens 4. The network 3 diffracts this beam F5 according to the beam F6 towards the photodetector 5. The system of the invention thus makes it possible to detect the presence of a drop of water on zone 11 of surface 10.

A titre d'exemple, si le réseau 3 est conçu pour diffracter 80 % d'un faisceau incident et d'en transmettre 20 % sans diffraction, le faisceau
F3 représente 20 % de l'énergie émise par la source. Le faisceau F6 représente également 80 % de t'énergie rétrodiffusée par la zone 10. Par contre, le faisceau F'6 non diffracté par le réseau 3 et qui est renvoyé vers la source 2, ne représente que 20 % de l'énergie du faisceau F5 rétrodiffusé. For example, if network 3 is designed to diffract 80% of an incident beam and to transmit 20% of it without diffraction, the beam
F3 represents 20% of the energy emitted by the source. The beam F6 also represents 80% of the energy backscattered by the zone 10. On the other hand, the beam F'6 not diffracted by the network 3 and which is returned to the source 2, represents only 20% of the energy of the backscattered F5 beam.

Le faisceau F'6 ne peut donc pas perturber le fonctionnement de la source lumineuse.The beam F'6 cannot therefore disturb the operation of the light source.

En se reportant aux figures 2a à 2c, on va maintenant décrire un exemple d'une diode laser et d'un photodétecteur réalisés sur un mme substrat. Dans cet exemple, la diode laser et le photodétecteur sont à émission et réception par la tranche du dispositif. Referring to FIGS. 2a to 2c, we will now describe an example of a laser diode and a photodetector produced on the same substrate. In this example, the laser diode and the photodetector are emission and reception by the edge of the device.

La figure 2a représente un exemple de réalisation d'un dispositif émetteur-récepteur selon l'invention. Ce dispositif comporte un empilement de couches EM de matériaux semiconducteurs formant un laser à semiconducteurs. Par exemple, il comporte sur un substrat en GaAs, une couche de confinement en GaAIAs dopée n, une couche active en GaAIAs dopée n, une autre couche de confinement en GaAIAs dopée p et une couche de contact en GaAs dopée p. De part et d'autre, des électrodes E1 et E2 permettent d'injecter un courant d'excitation dans l'empilement. FIG. 2a represents an exemplary embodiment of a transmitter-receiver device according to the invention. This device comprises a stack of EM layers of semiconductor materials forming a semiconductor laser. For example, it comprises on a GaAs substrate, a n-doped GaAIAs confinement layer, an n-doped GaAIAs active layer, another p-doped GaAIAs confinement layer and a p-doped GaAs contact layer. On either side, electrodes E1 and E2 make it possible to inject an excitation current into the stack.

L'électrode E1 a la forme d'un ruban. Sous ce ruban, des moyens de guidage permettent de guider la lumière parallèlement à ce ruban. Ces moyens de guidage peuvent prendre la forme d'une implantation de protons dans au moins la couche de confinement supérieure de part et d'autre de la zone guidée. Selon une autre technique, la couche active peut tre gravée par microlithographie. Les faces du dispositif perpendiculaire à la direction du guide sont clivées. Le laser émet de la lumière selon la zone Z1.The electrode E1 has the form of a ribbon. Under this strip, guide means make it possible to guide the light parallel to this strip. These guide means can take the form of an implantation of protons in at least the upper confinement layer on either side of the guided zone. According to another technique, the active layer can be etched by microlithography. The faces of the device perpendicular to the direction of the guide are cleaved. The laser emits light according to the zone Z1.

Selon l'invention, on prévoit une électrode D1 disposée à côté de l'électrode E1. Sous l'électrode D1, des moyens de guidage permettent de guider la lumière arrivant sur la zone Z2, dans l'empilement des couches L. According to the invention, an electrode D1 is provided which is placed next to the electrode E1. Under the electrode D1, guide means make it possible to guide the light arriving on the zone Z2, in the stack of the layers L.

Cet empilement est à mme de fonctionner en détecteur optique et on détecte un courant entre les électrodes D1 et E2. Des moyens de découplage, tels qu'une zone d'isolation IS, permettent de découpler électriquement et optiquement le laser du détecteur.This stack is capable of operating as an optical detector and a current is detected between the electrodes D1 and E2. Decoupling means, such as an IS isolation zone, make it possible to electrically and optically decouple the laser from the detector.

De préférence, la zone de contact de l'électrode D1 est plus grande que cette de l'électrode E1. De plus, l'électrode D1 n'a pas forcément la forme d'un ruban. Preferably, the contact area of the electrode D1 is larger than that of the electrode E1. In addition, the electrode D1 does not necessarily have the shape of a ribbon.

Selon la figure 2a, l'électrode E2 est commune à la partie laser et à la partie détection, mais il pourrait y avoir deux électrodes séparées. Enfin, l'électrode E2 est représentée sur la face opposée du substrat portant l'empilement EM. Cependant, on pourrait la prévoir sur la face portant l'empilement. II faudrait alors deux électrodes : une électrode associée à l'empilement du laser et une électrode associée à l'empilement du détecteur. According to FIG. 2a, the electrode E2 is common to the laser part and to the detection part, but there could be two separate electrodes. Finally, the electrode E2 is shown on the opposite face of the substrate carrying the stack EM. However, it could be provided on the face carrying the stack. Two electrodes would then be required: an electrode associated with the stack of the laser and an electrode associated with the stack of the detector.

La figure 2b représente un exemple d'application du dispositif de la figure 2a au système de détection des figures 1a à 1c. Le dispositif émetteur-récepteur tel que décrit en relation avec la figure 2a est représenté schématiquement à gauche de la figure 2b. Le laser 2 émet un faisceau qui est transmis par le réseau de diffraction 3 au système optique de focalisation 4 qui focalise la lumière sur la surface 10. Celle-ci réfléchit la lumière vers l'optique de focalisation et le réseau 3. Celui-ci présente la particularité de diffracter la lumière de façon à ne présenter que des ordres de diffraction situés que d'un côté de l'axe optique du système, c'est-à-dire à ne donner lieu qu'à des ordres de diffraction tous du mme signe (positifs par exemple). La diffraction d'ordre +1 (par exemple) est ainsi focalisée sur le détecteur DET. FIG. 2b represents an example of application of the device of FIG. 2a to the detection system of FIGS. 1a to 1c. The transceiver device as described in relation to Figure 2a is shown schematically to the left of Figure 2b. The laser 2 emits a beam which is transmitted by the diffraction grating 3 to the focusing optical system 4 which focuses the light on the surface 10. The latter reflects the light towards the focusing optics and the grating 3. The latter has the particularity of diffracting light so as to present only diffraction orders located only on one side of the optical axis of the system, that is to say to give rise only to diffraction orders all with the same sign (positive for example). The +1 order diffraction (for example) is thus focused on the DET detector.

A titre d'exemple le réseau de diffraction peut tre réalisé comme représenté en figure 2c. II présente alors une série de reliefs linéaires dont la section présente trois paliers. Le déphasage entre le palier inférieur p1 (creux des reliefs) et le palier supérieur p3 (crte des reliefs) est sensiblement égale à 7r radiants pour la lumière à traiter. Pour un réseau en transmission gravé à la surface d'un milieu d'indice 1,5 ceci correspond à une profondeur de gravure égale à la longueur d'onde. Le palier intermédiaire p2 est à mi-distance entre les paliers p1 et p3. Selon l'exemple de la figure 2c, les dimensions des paliers p1 et p3 sont égaies au quart du pas du réseau et le palier p2 est égal à la moitié du pas du réseau. Le pas du réseau est sensiblement compris entre 5 et 200 um (aux alentours de quelques dizaines de micromètres).  By way of example, the diffraction grating can be produced as shown in FIG. 2c. He then presents a series of linear reliefs, the section of which has three levels. The phase shift between the lower level p1 (hollow of the reliefs) and the upper level p3 (peak of the reliefs) is substantially equal to 7r radiant for the light to be treated. For a transmission network etched on the surface of a medium of index 1.5 this corresponds to an etching depth equal to the wavelength. The intermediate level p2 is midway between the levels p1 and p3. According to the example of FIG. 2c, the dimensions of the bearings p1 and p3 are equalized to a quarter of the pitch of the network and the bearing p2 is equal to half of the pitch of the network. The pitch of the network is appreciably between 5 and 200 μm (around a few tens of micrometers).

La figure 2c présente un type de profil de réseau intéressant en ce qu'il peut tre réalisé par superposition de deux masques binaires. FIG. 2c presents a type of interesting network profile in that it can be produced by superposition of two binary masks.

II est bien évident qu'un tel réseau peut tre également réalisé à l'aide des techniques de l'holographie par interférence de faisceaux lumineux. La duplication de ces réseaux se fera de préférence par moulage. It is obvious that such a network can also be produced using holography techniques by interference of light beams. The duplication of these networks will preferably be done by molding.

Des structures diffractantes en volume (réseau de Bragg) permettent aussi d'obtenir l'élimination de l'ordre-1. Diffracting structures in volume (Bragg grating) also make it possible to obtain the elimination of order-1.

En se reportant à la figure 3, on va décrire un exemple de réalisation dans lequel le laser est du type à émission par la surface (en terminologie anglo-saxonne : VCSEL-Vertical Cavity Surface Emitting
Laser).Referring to Figure 3, we will describe an example of an embodiment in which the laser is of the surface emission type (in English terminology: VCSEL-Vertical Cavity Surface Emitting
Laser).

L'ensemble laser 2 et photodétecteur 5 est réalisé dans un empilement de couches de matériaux semiconducteurs comprenant principalement sur un substrat S :
-un premier miroir de Bragg B1 réalisé dans une alternance de
couches différentes (par exemple AlAs/AIGaAs) ;
-une couche active A (par exemple en GaAs) ;
-un deuxième miroir de Bragg B2 similaire au premier miroir de
Bragg.The laser 2 and photodetector 5 assembly is produced in a stack of layers of semiconductor materials mainly comprising on a substrate S:
-a first mirror of Bragg B1 produced in an alternation of
different layers (for example AlAs / AIGaAs);
an active layer A (for example in GaAs);
-a second Bragg B2 mirror similar to the first mirror of
Bragg.

Le substrat S est supposé en matériau conducteur. The substrate S is assumed to be made of a conductive material.

A la partie supérieure du deuxième miroir de Bragg B2 sont réalisées :
-une électrode E1 qui permet de définir la zone émissive Z1 du
laser 2 ;
-une électrode E2 qui permet de définir la zone émissive Z1 du
laser 2 ;
-une électrode E2 qui permet de définir la zone détectrice Z2 du
photodétecteur 5.At the top of the second Bragg B2 mirror are made:
-an electrode E1 which makes it possible to define the emissive zone Z1 of the
laser 2;
-an electrode E2 which makes it possible to define the emissive zone Z1 of the
laser 2;
-an electrode E2 which makes it possible to define the detector zone Z2 of the
photodetector 5.

A l'emplacement de la zone détectrice Z2, le deuxième miroir de
Bragg B2 est gravé de façon à permettre la transmission d'une onde lumineuse incidente à la couche active A.At the location of the detector zone Z2, the second mirror
Bragg B2 is etched to allow the transmission of an incident light wave to the active layer A.

Les deux zones Z1, Z2 sont isolées électriquement et optiquement par une zone d'isolation IS réalisée dans l'empilement de couches. Cette zone d'isolation est faite par exemple par gravure.  The two zones Z1, Z2 are electrically and optically isolated by an insulation zone IS produced in the stack of layers. This isolation zone is made for example by etching.

Dans une telle structure, le photodétecteur présente une sélectivité en longueur d'onde et notamment à la longueur d'onde d'émission du laser. Cela est un avantage en raison de l'insensibilité du système aux autres longueurs d'ondes. In such a structure, the photodetector has selectivity in wavelength and in particular in the emission wavelength of the laser. This is an advantage due to the insensitivity of the system to other wavelengths.

La figure 4a représente un système dans lequel l'ensemble 20 source 2/photodétecteur 5 est monté sur une embase 21. L'embase 21 est fixée à une extrémité d'un tube 23. Dans le tube sont positionnés le réseau de diffraction 3 et la lentille 4. L'autre extrémité du tube est fermée par le diaphragme 6. FIG. 4a represents a system in which the source 20 / photodetector 5 assembly is mounted on a base 21. The base 21 is fixed to one end of a tube 23. In the tube are positioned the diffraction grating 3 and the lens 4. The other end of the tube is closed by the diaphragm 6.

La figure 4b représente une variante de réalisation dans laquelle le réseau de diffraction 3 et la lentille 4 sont réalisés en un seul composant 22. De plus, le tube 23 est prévu plus long que celui de la figure 3a pour éviter le diaphragme. FIG. 4b represents an alternative embodiment in which the diffraction grating 3 and the lens 4 are produced in a single component 22. In addition, the tube 23 is provided longer than that of FIG. 3a to avoid the diaphragm.

A titre d'exemple, 1'embase 21 peut avoir 5 mm de diamètre. Dans le cas de la figure 4a le tube a pour longueur 1 cm et dans le cas de la figure 3b, il a 3 à 6 cm de longueur. By way of example, the base 21 can be 5 mm in diameter. In the case of Figure 4a the tube has a length of 1 cm and in the case of Figure 3b, it is 3 to 6 cm in length.

II est à noter que le composant 22 et le tube 23 peuvent tre réalisés par surmoulage sur l'embase 21 comme cela est représenté en figure 4c. L'ensemble se présente sous forme d'un boîtier dont la surface de sortie est réalisée par le composant lentille/réseau de diffraction 22 du dispositif. It should be noted that the component 22 and the tube 23 can be produced by overmolding on the base 21 as shown in FIG. 4c. The assembly is in the form of a housing, the outlet surface of which is produced by the lens / diffraction grating component 22 of the device.

De plus, pour simplifier les explications, dans ce qui précède, nous avons considéré que le photodétecteur reçoit qu'un seul faisceau diffracté. Cependant, l'invention prévoit que le réseau de diffraction réalise des diffractions multiples et transmet plusieurs faisceaux F5.1 à F5.3 l la surface 10 du pare-brise de manière à analyser plus d'un point sur le parebrise. Dans ces conditions, en retour, le réseau de diffraction transmet plusieurs faisceaux diffractés F6. 1 à F6. n. Pour détecter l'un de ces réseaux diffractés, le photodétecteur a une forme linéaire (voir figure 6) ou est constitué de plusieurs photodétecteurs alignés.  In addition, to simplify the explanations, in the foregoing, we have considered that the photodetector receives only a single diffracted beam. However, the invention provides that the diffraction grating performs multiple diffractions and transmits several beams F5.1 to F5.3 l the surface 10 of the windshield so as to analyze more than one point on the windshield. Under these conditions, in return, the diffraction grating transmits several diffracted beams F6. 1 to F6. not. To detect one of these diffracted gratings, the photodetector has a linear shape (see Figure 6) or is made up of several aligned photodetectors.

La figure 7 représente un schéma électrique dans lequel le laser 2 est modulé ou commandé en impulsions par un générateur G. Dans ce circuit, les signaux de détection det fournis par le photodétecteur 5 sont pris en compte uniquement lorsqu'ils résultent de l'émission de signaux de la source laser 2. Pour cela un circuit AND met en coïncidence les signaux de commande de la source 2 et les signaux de détection fournis par le photodétecteur. Ce système permet de s'affranchir de toutes autres réceptions lumineuses ne résultant pas de l'émission de la source 2. FIG. 7 represents an electrical diagram in which the laser 2 is modulated or controlled in pulses by a generator G. In this circuit, the detection signals det supplied by the photodetector 5 are taken into account only when they result from the emission of signals from the laser source 2. For this, an AND circuit brings the control signals from the source 2 into coincidence with the detection signals supplied by the photodetector. This system eliminates all other light receptions not resulting from the emission of source 2.

Les figures 5a et 5b représentent un exemple de montage d'un système ainsi décrit dans le tableau de bord 30 d'un véhicule. Dans une partie du tableau de bord située à proximité du pare-brise 31 (par exemple à 10 cm) est prévue une ouverture 32. A l'intérieur du tableau de bord, sous cette ouverture est fixé un système tel que celui des figures 3a ou 3b de telle façon que le faisceau lumineux F3 émis par le système traverse l'ouverture 32 et atteigne une zone 11 du pare-brise 31. Le système est monté sur un dispositif articulé 34 pour permettre le réglage du faisceau. Figures 5a and 5b show an example of mounting a system thus described in the dashboard 30 of a vehicle. In a part of the dashboard located near the windshield 31 (for example 10 cm) is provided an opening 32. Inside the dashboard, under this opening is fixed a system such as that of Figures 3a or 3b so that the light beam F3 emitted by the system passes through the opening 32 and reaches a zone 11 of the windshield 31. The system is mounted on an articulated device 34 to allow the beam to be adjusted.

L'ouverture 32 est obturée par une vitre 33 protégeant le système de la poussière. The opening 32 is closed by a window 33 protecting the system from dust.

Cette vitre permet la transmission des longueurs d'onde émises par la source lumineuse 2. Elle est de préférence traitée anti-réfléchissant notamment sur la face située du côté du pare-brise. Enfin, cette vitre peut etre l'optique elle-mme du système précédemment décrit.  This window allows the transmission of the wavelengths emitted by the light source 2. It is preferably treated with anti-reflection, in particular on the face located on the side of the windshield. Finally, this window can be the optics itself of the system described above.

Claims (25)

REVENDICATIONS 1. Système de détection d'humidité sur la surface (10) d'une pièce (1), caractérisé en ce qu'il comporte : 1. Humidity detection system on the surface (10) of a part (1), characterized in that it comprises: -une source lumineuse (2) émettant un faisceau source (F1) ; a light source (2) emitting a source beam (F1); -un réseau de diffraction (3) recevant le faisceau source (F1), et a diffraction grating (3) receiving the source beam (F1), and fournissant au moins un faisceau diffracté (F'2) et un faisceau providing at least one diffracted beam (F'2) and one beam transmis (F2) sans diffraction ; transmitted (F2) without diffraction; -un système optique (4) focalisant ou collimatant l'un au moins -an optical system (4) focusing or collimating at least one des faisceaux fournis par le réseau de diffraction en une zone beams supplied by the diffraction grating in one area (11) déterminée de la surface (10) ; (11) determined from the surface (10); -un photodétecteur (5) capable de recevoir de la lumière de la -a photodetector (5) capable of receiving light from the zone (11) de la surface (10) à travers le système optique et le area (11) of the surface (10) through the optical system and the réseau de diffraction. diffraction grating. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces d'émission et de réception de la source lumineuse (2) et du photodétecteur (5) sont sensiblement dans le mme plan. 2. System according to claim 1, characterized in that the emission and reception faces of the light source (2) and of the photodetector (5) are substantially in the same plane. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le photodétecteur est à proximité de la source lumineuse. 3. System according to claim 2, characterized in that the photodetector is close to the light source. 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le photodétecteur et la source lumineuse sont intégrés sur le mme substrat. 4. System according to claim 2, characterized in that the photodetector and the light source are integrated on the same substrate. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble source lumineuse (2) et photodétecteur (5) comprend un empilement (EM) de couches de matériaux semiconducteurs comportant de part et d'autre de l'empilement une première et une deuxième électrodes (E1, E2) d'injection de courant permettant de faire fonctionner l'empilement de couches en mode laser et émettant un faisceau lumineux par une tranche de l'empilement, une des électrodes (E1) ayant la forme d'un ruban, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une première électrode de détection (D1) disposée au bord de ladite tranche, permettant de faire fonctionner l'empilement en mode photodétecteur en coopération avec une deuxième électrode de détection disposée de l'autre côté de l'empilement (EM), ainsi que des moyens de guidage latéral de la lumière dans les zones situées sous l'électrode de détection (D1) et sous l'électrode en forme de ruban (E1) ainsi que des moyens de découplage optique et d'isolation électrique (IS) des zones de l'empilement (EM) situées sous les-deux électrodes. 5. System according to claim 4, characterized in that the light source (2) and photodetector (5) assembly comprises a stack (EM) of layers of semiconductor materials comprising on either side of the stack a first and a second current injection electrodes (E1, E2) making it possible to operate the stack of layers in laser mode and emitting a light beam by a section of the stack, one of the electrodes (E1) having the form of a strip, characterized in that it comprises at least a first detection electrode (D1) disposed at the edge of said wafer, making it possible to operate the stack in photodetector mode in cooperation with a second detection electrode disposed on the other side of the stack (EM), as well as means for guiding the light sideways in the zones located under the detection electrode (D1) and under the ribbon-shaped electrode (E1) as well as opt decoupling means ic and electrical insulation (IS) of the areas of the stack (EM) located under the two electrodes. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source lumineuse (2) est un laser à semiconducteur à émission par la surface comprenant une couche active (A) enserrée entre deux miroirs de 6. System according to claim 4, characterized in that the light source (2) is a surface emission semiconductor laser comprising an active layer (A) sandwiched between two mirrors of Bragg (B1, B2) et que le photodétecteur est réalisé dans les mmes couches de matériaux semiconducteurs que le laser, les couches du miroir de Bragg (B2) comprises dans la zone de détection (Z2) du photodétecteur étant partiellement enlevée, et une zone de découplage électrique et optique étant prévue entre le laser (2) et le photodétecteur (5).Bragg (B1, B2) and that the photodetector is produced in the same layers of semiconductor materials as the laser, the layers of the Bragg mirror (B2) included in the detection zone (Z2) of the photodetector being partially removed, and an area electric and optical decoupling being provided between the laser (2) and the photodetector (5). 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de diffraction et le système optique sont réalisés en un mme composant. 7. System according to claim 1, characterized in that the diffraction grating and the optical system are produced in the same component. 8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système de diaphragme (6) situé entre le système optique (4) et la surface (10) et permettant de ne transmettre à la surface qu'un seul des faisceaux fourni par le réseau de diffraction. 8. System according to claim 1, characterized in that it comprises a diaphragm system (6) located between the optical system (4) and the surface (10) and making it possible to transmit to the surface only one of the beams supplied by the diffraction grating. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de diaphragme comporte un tube (23) d'axe parallèle à la direction du faisceau à transmettre et de diamètre légèrement supérieur au diamètre de ce faisceau. 9. System according to claim 8, characterized in that the diaphragm system comprises a tube (23) with an axis parallel to the direction of the beam to be transmitted and with a diameter slightly greater than the diameter of this beam. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de diaphragme comporte une plaque comportant une ouverture centrée sur l'axe du faisceau à transmettre et de diamètre légèrement supérieur au diamètre de ce faisceau. 10. System according to claim 8, characterized in that the diaphragm system comprises a plate having an opening centered on the axis of the beam to be transmitted and of diameter slightly greater than the diameter of this beam. 11. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau transmis par le système optique à ladite zone (11) a une incidence différente de la normale par rapport au plan de ladite zone (11). 11. System according to claim 1, characterized in that the beam transmitted by the optical system to said zone (11) has a different incidence from the normal with respect to the plane of said zone (11). 12. Système de détection d'eau sur un pare-brise de véhicule appliquant le système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite surface (10) est la face extérieure du pare-brise et que le système comprenant la source lumineuse (2), le réseau de diffraction (3), le système optique (4) et le photodétecteur (5) est placé à l'intérieur du véhicule de façon que le système optique (4) focalise ou collimate l'un des faisceaux fournis par le réseau de diffraction en une zone (11) du pare-brise. 12. Water detection system on a vehicle windshield applying the system according to one of the preceding claims, characterized in that said surface (10) is the external face of the windshield and that the system comprising the source light (2), the diffraction grating (3), the optical system (4) and the photodetector (5) is placed inside the vehicle so that the optical system (4) focuses or collimates one of the beams supplied by the diffraction grating in an area (11) of the windshield. 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est orienté de façon que la zone de détection (11) est située dans une zone de balayage des essuie-glaces. 13. The system of claim 12, characterized in that it is oriented so that the detection area (11) is located in a wiper sweeping area. 14. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est orienté de façon que la direction dudit faisceau est telle que sa réflexion sur le pare-brise en l'absence d'eau donne lieu à un faisceau réfléchi qui ne soit pas dirigé vers un occupant de l'automobile. 14. System according to claim 12, characterized in that it is oriented so that the direction of said beam is such that its reflection on the windshield in the absence of water gives rise to a reflected beam which is not directed to an occupant of the automobile. 15. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est localisé sur la partie supérieure du tableau de bord. 15. System according to claim 12, characterized in that it is located on the upper part of the dashboard. 16. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est situé à l'intérieur du tableau de bord et en ce que la partie supérieure du tableau de bord comporte une ouverture (32) permettant le passage du faisceau fourni par le système optique et de la lumière réfléchie par la zone de détection (11).  16. System according to claim 12, characterized in that it is located inside the dashboard and in that the upper part of the dashboard has an opening (32) allowing the passage of the beam supplied by the system optical and light reflected by the detection zone (11). 17. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'ouverture (8) est fermée par une plaque transparente (33) à la longueur d'onde émise par la source lumineuse. 17. System according to claim 16, characterized in that the opening (8) is closed by a transparent plate (33) at the wavelength emitted by the light source. 18. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que la face extérieure (35) de la plaque transparente affleure la surface du tableau de bord. 18. System according to claim 17, characterized in that the outer face (35) of the transparent plate is flush with the surface of the dashboard. 19. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que la plaque transparente comporte un traitement antireflet sur sa face extérieure (35) ou sur ses deux faces. 19. The system of claim 17, characterized in that the transparent plate comprises an anti-reflective treatment on its outer face (35) or on its two faces. 20. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que la plaque transparente (33) comporte le système optique (4). 20. System according to claim 17, characterized in that the transparent plate (33) comprises the optical system (4). 21. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte une zone quasiment non réflectrice située sur la direction du faisceau réfléchi. 21. System according to claim 14, characterized in that it comprises an almost non-reflective zone situated on the direction of the reflected beam. 22. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que la zone non réflectrice est située sur le tableau de bord. 22. System according to claim 14, characterized in that the non-reflecting zone is located on the dashboard. 23. Système selon l'une des revendications 16 ou 22, caractérisé en ce que la zone non réflectrice est située dans ladite ouverture (8).  23. System according to one of claims 16 or 22, characterized in that the non-reflecting zone is located in said opening (8). 24. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le photodétecteur (5) a une forme linéaire. 24. System according to claim 1, characterized in that the photodetector (5) has a linear shape. 25. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source (2) est modulée à l'émission par un dispositif de commande (G) et en ce que les signaux de détection émis par le photodétecteur (5) sont mis en coïncidence avec des signaux émis par le dispositif de commande.  25. System according to claim 1, characterized in that the source (2) is modulated on transmission by a control device (G) and in that the detection signals emitted by the photodetector (5) are brought into coincidence with signals from the control device.
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