FR3140841A1 - module de protection et ensemble de détection pour véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une de protection d’un appareil (21) et un ensemble de détection (2) associant l’appareil (21) émettant ou captant un rayonnement au travers d’une région d’intérêt optique (12) d’une surface optique (10) de l’unité de protection (1). L’unité de protection (1) comporte en outre au moins un transducteur (13) d’ondes (W) configuré pour générer une onde (W) acoustique sur ou dans la surface optique (10) afin de nettoyer la région d’intérêt optique (12). Selon l’invention, l’unité de protection (1) comporte au moins une zone courbe (123) située dans une position intermédiaire entre le transducteur (13) et la région d’intérêt optique (12) et présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à une longueur d’onde de l’onde (W) générée le transducteur (13). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des capteurs et en particulier des dispositifs de nettoyage d’une surface optique au travers de laquelle lesdits capteurs opèrent leurs mesures. Plus particulièrement, l’invention a trait à une unité de protection permettant la réalisation d’un tel nettoyage ainsi qu’à un ensemble de détection comportant une telle unité de protection, et à un véhicule automobile.
D’une manière générale, la présente invention a trait à une unité de protection mettant en œuvre un transducteur permettant de nettoyer des corps en contact avec la surface optique, au moyen d’ondes ultrasonores. Par « nettoyer », on comprend ici que le transducteur est configuré pour enlever les corps qui étaient présents au contact de la surface optique afin que, suite à l’opération de nettoyage, la surface optique soit exempte desdits corps.
La présente invention trouve des applications dans de nombreux domaines. A titre d’exemple non limitatif, un objectif recherché par la présente invention est de s’affranchir des effets liés à l’accumulation de corps sur une surface optique, tels que notamment des gouttes de pluie, de givre ou de neige.
Afin de débarrasser une surface de ces corps, lorsque ceux-ci sont à l’état liquide et présents sous forme de gouttes sur la surface optique, il est connu de mettre en rotation lesdites gouttes afin de pouvoir les évacuer de la surface. Un inconvénient connu de cette technique réside dans le fait qu’elle n’est pas adaptée à des surfaces dont l’aire est supérieure à quelques centimètres carrés.
On connait aussi la mise en œuvre d’un champ électrique pour contrôler l’hydrophobicité d’une surface, tel que décrit par exemple dans KR 2018 0086173 A1. Cette technique, connue sous l’acronyme EWOD signifiant « Electro Wetting On Devices » en anglais et traduisible par « Dispositif d'électromouillage sur diélectrique », consiste à appliquer une différence de potentiel entre deux électrodes, de sorte à polariser électriquement la surface dont on souhaite faire disparaître les gouttes de liquide et dans le but d’en modifier ses propriétés de mouillage. En contrôlant la localisation de la polarisation, la goutte peut alors être déplacée. Un inconvénient connu de cette technique réside dans le fait qu’elle ne peut être mise en œuvre qu’avec des matériaux particuliers et nécessite un positionnement particulièrement précis des électrodes sur toute la surface où l’on veut contrôler les propriétés de mouillage, rendant complexe voire onéreux son industrialisation, sa production en masse et son intégration dans des produits destinés à l’industrie automobile par exemple.
En outre, on connait aussi bien entendu l’usage d’un essuie-glace sur un pare-brise d’un véhicule automobile. Cette technique éprouvée présente cependant l’inconvénient de perturber un champ de vision accessible au conducteur. En outre, les passages successifs de l’essuie-glace conduit à étaler les particules grasses déposées en surface du pare-brise. De plus, il est nécessaire de renouveler régulièrement les garnitures de l’essuie-glace qui s’usent lors de leur utilisation. Enfin, cette technique n’est pas ou difficilement utilisable pour nettoyer des capteurs mis en œuvre sur des véhicules automobiles, tels que par exemple des lidars, des capteurs de proximité ou des caméras.
Pour le nettoyage de pare-brise ou de capteurs mis en œuvre sur des véhicules automobiles, tels que par exemple des lidars, des capteurs de proximité ou des caméras, on connait enfin des procédés de nettoyage permettant d’évacuer un liquide s’accumulant sur une surface optique du capteur via une génération et une propagation d’ondes ultrasonores dans ou sur la surface optique. En particulier, on connait le document WO 2012/095643 A1 qui décrit un procédé pour évacuer les gouttes de pluie par vaporisation ultrasonique. L’amplitude et la fréquence de vibration sont choisies de sorte que les gouttes de pluie tombant sur le pare-brise soient vaporisées dès qu’elles entrent dans une zone vibratoire de la surface du pare-brise. Toutefois, afin d’obtenir une vaporisation d’une goutte de liquide, d’une flaque ou d’un film, les puissances nécessaires à la mise en vibration de la zone vibratoire sont élevées, ce qui limite leur mise en œuvre pratique, notamment pour le développement de dispositifs autonomes. Il est d’ailleurs bien connu que la vaporisation nécessite des énergies supérieures à celles nécessaires pour déplacer des gouttes sur un support.
Les techniques présentées ci-dessus présentent toutes des inconvénients liés à leur intégration sur des surfaces plus compactes et/ou avec des géométries plus complexes et plus irrégulières que des surfaces planes.
La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle unité de protection afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
Un autre but de l’invention est de pouvoir placer le transducteur d’ondes plus loin de la région d’intérêt optique à nettoyer sur la surface optique.
Un autre but de l’invention est de limiter, voire éviter que le transducteur d’ondes ne perturbe les capteurs associés à la surface optique.
Un autre but de l’invention est d’autoriser l’association de tels transducteurs d’onde avec des surfaces optiques présentant une géométrie plus complexes.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec une unité de protection d’une surface optique destinée à être associée à un appareil configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement au travers d’une région d’intérêt optique de la surface optique, l’unité de protection comportant :
- la surface optique ;
- au moins un transducteur d’ondes couplé mécaniquement à la surface optique et configuré pour générer une onde se propageant au travers de la surface optique et en direction de la région d’intérêt optique ;
De manière avantageuse, la surface optique de l’unité de protection selon l’invention comporte au moins une zone courbe située dans une position intermédiaire entre l’au moins un transducteur et la région d’intérêt optique de la surface optique, relativement à la propagation de l’onde générée par l’au moins un transducteur, la zone courbe présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à une longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur.
Dans le contexte de la présente invention, l’unité de protection permet de protéger un appareil destiné à être situé en arrière de la surface optique afin d’éviter que des poussières, des gouttes de pluie ou n’importe quelle particule n’atteigne l’appareil et n’entrave son bon fonctionnement. Dans le contexte de l’invention, l’unité de protection peut être mise en œuvre avec n’importe quel appareil d’un véhicule automobile, et prendre n’importe quelle forme.
Dans le contexte de la présente invention, l’au moins un transducteur d’ondes est du type d’une puce électronique configurée pour pouvoir générer les ondes en question. A titre d’exemple non limitatif, l’au moins un transducteur d’ondes est du type d’un peigne électromécanique dont une polarisation électrique permet de générer les ondes, de sorte à ce qu’elles se propagent dans ou sur la surface optique, en direction de et/ou dans la région d’intérêt optique.
Les ondes générées par l’au moins un transducteur d’ondes présentent avantageusement une fréquence fondamentale comprise entre 0,1 MHz et 1000 MHz, de préférence comprise entre 15 MHz et 30 MHz, par exemple égale à 20 MHz. Complémentairement ou alternativement, les ondes générées par l’au moins un transducteur d’ondes présentent avantageusement une amplitude en surface – ou amplitude de déformation – comprise entre 1 nanomètre et 500 nanomètres.
Dans le contexte de la présente invention, les ondes générées par l’au moins un transducteur d’ondes sont du type d’une onde ultrasonore. Plus particulièrement, les ondes ainsi générées sont du type exclusivement d’une onde de surface ultrasonore, c’est-à-dire du type d’une onde de Rayleigh. Une telle onde de surface se propage en surface de la surface optique. Une onde de Rayleigh est privilégiée car une proportion maximale de l’énergie de l’onde est concentrée sur la face de la surface optique sur laquelle elle se propage, et peut être transmise à un corps, par exemple une goutte de pluie, reposant sur la surface optique. Dans ce cas, l’onde de surface se propage sur la surface optique avec laquelle l’au moins un transducteur est couplé acoustiquement, voire préférentiellement sur laquelle il est fixé.
Ainsi, l’unité de protection selon l’invention permet de nettoyer efficacement la surface optique au moyen d’une propagation d’ondes dans ladite surface optique, de telle sorte qu’un corps, comme par exemple une goutte de pluie, au contact de la surface optique, soit mise en mouvement par l’onde générée par chaque au moins un transducteur d’onde.
Dans le contexte de la présente invention, la surface optique peut être de tout type et remplir toute fonction vis-à-vis d’un ou plusieurs appareils destinés à émettre ou capter un rayonnement passant au travers de ladite surface optique et placés en regard de ladite surface optique. A titre d’exemple non limitatif, la surface optique peut être une lentille optique composant le ou les appareils à travers laquelle passe le rayonnement ou encore une surface de protection positionnée en regard de la ou les lentille(s) optique(s) du ou des appareil(s). D’une manière générale, la surface optique est formée d’un matériau qui autorise la propagation d’ondes ultrasonores émises par le transducteur d’ondes, qu’elles soient surfaciques ou de cœur. A titre d’exemple non limitatif, et selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la surface optique est formée de verre afin de favoriser la propagation de telles ondes. Complémentairement, la surface optique, ou à tout le moins la région d’intérêt optique, est formé d’un matériau transparent vis-à-vis du rayonnement émis ou capté par l’appareil destiné à être associé à l’unité de protection conforme au premier aspect de l’invention. En particulier, le rayonnement émis ou capté par l’appareil se propage dans la surface optique, ou à tout le moins dans sa région d’intérêt optique, par transmission et/ou réfraction et/ou diffusion, de sorte qu’une partie majoritaire du rayonnement parvenant d’un premier côté de la surface optique – ou à tout le moins de sa région d’intérêt optique – ressorte de l’autre côté de la surface optique, au niveau d’un deuxième côté de la surface optique – ou à tout le moins de sa région d’intérêt optique.
Dans le contexte de la présente invention, la région d’intérêt optique correspond à une partie de la surface optique située en regard de l’appareil destiné à être associé à l’unité de protection et à ladite surface optique. La région d’intérêt optique correspond à la partie de la surface optique au niveau de laquelle le rayonnement émis ou capté par l’appareil passe au travers de la surface optique.
Dans le contexte de la présente invention, la zone courbe de la surface optique est une partie de la surface optique située entre l’au moins un transducteur d’ondes et la région d’intérêt optique vers laquelle sont transportées les ondes générées par ledit au moins un transducteur d’ondes. La zone courbe forme ainsi une zone de passage pour les ondes ultrasonores de surface. La zone courbe présente ainsi une zone non plane. La zone courbe forme ainsi une surface concave ou convexe qualifiée par un ou plusieurs rayons de courbure non infinis. De telles zones courbes sont souvent un obstacle à la propagation des ondes de surface générées par l’au moins un transducteur. Ainsi, un apport essentiel de l’invention consiste à qualifier et maîtriser la géométrie de telles zones courbes afin de les rendre compatibles avec l’utilisation de transducteurs d’ondes et de permettre ainsi une plus grande diversité de formes et de dimensions pour les unités de protection.
Dans le contexte de la présente invention, l’appareil destiné à être associé à la surface optique de l’unité de protection est configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement. A cette fin, il comporte un capteur et/ou un émetteur du rayonnement. Le rayonnement est par exemple du type d’un rayonnement électromagnétique, dont un spectre présente des longueurs d’onde pouvant être situés dans le spectre visible et/ou invisible. A titre d’exemple non limitatif, l’appareil est préférentiellement choisi parmi un appareil de télédétection optique, tel que par exemple un lidar, un appareil photographique, une caméra, un radar, un capteur infrarouge et un télémètre à ultrasons.
D’une manière générale, selon l’invention, l’au moins un transducteur est situé dans un plan différent de la partie de la surface optique à nettoyer par les ondes générées par ledit au moins un transducteur. Cette configuration avantageuse permet d’éviter que l’au moins un transducteur ne perturbe ou n’empêche le fonctionnement de l’appareil. En particulier, cette configuration avantageuse permet de faciliter la localisation de l’au moins un transducteur d’ondes en dehors de la région d’intérêt optique, et donc d’éviter que l’au moins un transducteur en s’oppose au passage du rayonnement émis ou capté par l’appareil au travers de la surface optique prise au niveau de sa région d’intérêt optique. En outre, cette configuration avantageuse permet d’associer l’au moins un transducteur sur la surface optique avant intégration de l’unité de protection selon l’invention dans un ensemble de détection.
Ainsi l’unité de protection conforme au premier aspect de l’invention permet de faciliter le bon fonctionnement de l’appareil auquel elle est destinée à être associée, puisque la région d’intérêt optique de la surface optique au travers de laquelle le rayonnement capté ou émis par ledit appareil est nettoyée par le transducteur d’ondes. Cette configuration avantageuse permet ainsi de réduire les interférences entre des corps qui auraient été présents sur la surface optique, au niveau des régions optiques d’intérêt, et le rayonnement traversant lesdites régions optiques d’intérêt.
L’unité de protection conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- le rayon de courbure de la surface optique est supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur. Eventuellement, le rayon de courbure de la surface optique est supérieur à dix fois la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’ondes. Il est ainsi possible d’utiliser les transducteurs d’ondes dans des configurations non envisagées jusqu’alors. Cette configuration avantageuse autorise ainsi la propagation des ondes ultrasonores de surface depuis l’au moins un transducteur vers la région d’intérêt optique, au travers de la zone courbe ;
- l’au moins un transducteur est configuré pour générer uniquement des ondes de surface qui se propagent en surface de la surface optique en direction de la région d’intérêt optique. Plus particulièrement, les ondes ainsi générées sont du type d’une onde de Rayleigh permettant de concentrer une proportion maximale de l’énergie de l’onde au niveau de la face de la surface optique sur laquelle elle se propage. Par suite, cette énergie peut être transmise à un corps, par exemple une goutte de pluie, reposant sur la surface optique afin de le détacher de la surface optique ;
– la zone courbe de la surface optique peut comporter un ou plusieurs segments concaves et/ou un ou plusieurs segments convexes. Chaque segment, concave ou convexe, présente un rayon de courbure qui satisfait la condition évoquée précédemment pour la zone courbe. Chaque rayon de courbure de chaque segment de la zone courbe de la surface optique satisfait la condition évoquée précédemment ;
– la zone courbe peut être formée par n’importe quelle partie de la surface optique. En particulier, elle peut être formée par n’importe quelle face de la surface optique, du côté de l’appareil avec lequel l’unité de protection est destinée à collaborer ou du côté opposé audit appareil, ou encore au niveau d’un bord de la surface de contact ;
– selon une première variante de réalisation, la zone courbe de la surface optique comporte un unique segment courbe dont le rayon de courbure est supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur. Dans cette première variante de réalisation, le rayon de courbure de l’unique segment courbe est préférentiellement supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur ;
- selon une deuxième variante de réalisation, la zone courbe de la surface optique comporte une pluralité de segments courbes, chaque segment courbe présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur. De manière avantageuse, chaque segment courbe présente un rayon de courbure supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur ;
– de manière préférée, la surface optique prend la forme d’une plaque. Cette configuration avantageuse permet de faciliter sa fabrication et sa mise en forme, et facilite aussi une transmission isotrope du rayonnement au travers de la surface optique. De manière préférée, la plaque formant la surface optique est d’épaisseur constante ;
- la zone courbe est située dans une position intermédiaire entre l’au moins un transducteur et la région d’intérêt optique, relativement à un chemin de propagation sur la surface optique et en direction des ondes générées par l’au moins un transducteur d’ondes. En d’autres termes, la surface optique a une géométrie telle que l’implantation de l’au moins un transducteur vis-à-vis de la surface optique conduit à ce que les ondes générées par l’au moins un transducteur passent par la zone courbe de la surface optique ;
– selon un premier mode préféré de l’invention, l’au moins un transducteur est situé du côté d’une première face de la surface optique – dite face intérieure destinée à être située du côté de l’appareil avec lequel l’unité de protection est destinée à collaborer – opposée à une deuxième face – dite face extérieure destinée à être située à l’opposé de l’appareil relativement à la face intérieure – la zone courbe de la surface optique comportant une tranche de la plaque. Ainsi, dans cette configuration avantageuse, les ondes de surfaces émises par l’au moins un transducteur, du côté de la face intérieure, doivent, pour atteindre la région d’intérêt optique au niveau de la face extérieure de la surface optique, passer par la tranche de la plaque formant ladite surface optique. Il convient alors que les arrêtes de la plaque délimitant la tranche satisfassent les conditions requises et définies plus haut pour autoriser une propagation des ondes de surfaces. Dans ce cas, la zone de la surface optique comportant la tranche et une partie de la surface optique proximale des arrêtes délimitant ladite tranche forme la zone courbe au sens de l’invention. En d’autres termes, chaque arrête de la plaque formant la surface optique, prise au niveau de la tranche, est biseauté de sorte à présenter un rayon de courbure supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur. Préférentiellement le rayon de courbure de chaque arrête biseautée délimitant la tranche de la surface optique est supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur ;
– selon un deuxième mode préféré de l’invention, complémentaire ou alternatif du premier mode préféré de l’invention, la surface optique comporte (i) une première partie comportant la région d’intérêt optique, et (ii) une deuxième partie située dans le prolongement de la première partie, relativement à la région d’intérêt optique, la deuxième partie étant orientée selon un angle non nul vis-à-vis de la première partie, un rayon de courbure entre la première partie et la deuxième partie étant supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur, l’au moins un transducteur étant solidaire de la deuxième partie. Dans ce mode préféré de l’invention, la première partie de la surface optique est destinée à être située en regard de l’appareil destiné à être associé à l’unité de protection conforme au premier aspect de l’invention, tandis que la deuxième partie de la surface optique est une zone fonctionnelle de protection de l’appareil située en dehors d’un cône d’émission ou de réception du rayonnement respectivement émis ou capté par l’appareil. La deuxième partie de la surface optique est la partie sur laquelle l’au moins un transducteur est couplé mécaniquement afin de pouvoir générer les ondes de surface sur la surface optique. Cette configuration avantageuse permet ainsi de placer facilement l’au moins un transducteur en dehors de la région d’intérêt optique et d’empêcher toute interférence entre l’au moins un transducteur d’ondes et l’appareil. Dans ce deuxième mode préféré de l’invention, la zone courbe est formée par l’interface entre la première partie et la deuxième partie de la surface optique. Ainsi, l’interface entre la première partie et la deuxième partie de la surface optique n’est pas formée par une simple arrête, mais par un arrondi présentant un arrondi dont le rayon de courbure satisfait les conditions requises et décrites précédemment. De manière préférée, dans ce deuxième mode préféré de l’invention, le rayon de courbure de la zone courbe est supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur ;
- un angle entre la première partie et la deuxième partie est préférentiellement un angle obtus ;
- la plaque formant la surface optique présente une épaisseur supérieure ou égale à 1 mm, prise selon sa plus petite dimension.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de détection comprenant :
- une unité de protection conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements ;
- au moins appareil configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement au travers de la région d’intérêt optique de la surface optique.
Dans le contexte de la présente invention, l’au moins un appareil est situé en regard de la surface optique, à distance ou contre la surface optique, de sorte à ce que le rayonnement émis ou capté par ledit au moins un appareil passe au travers de la région d’intérêt optique de la surface optique. Ainsi, la surface optique de l’unité de protection forme une surface de protection pour l’au moins un appareil.
L’ensemble de détection conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- dans le deuxième mode de réalisation préféré de l’invention, l'au moins un appareil est situé en regard de la première partie de la surface optique ;
- l’au moins un appareil est solidaire de la surface optique. Dans cette variante de réalisation, l’au moins un appareil et la surface optique sont rendus immobiles l’un par rapport à l’autre. Selon une première variante de réalisation, l’au moins un appareil est fixé solidairement et directement sur la surface optique, l’au moins un appareil comportant un organe de fixation collaborant avec la surface optique. A titre d’exemple non limitatif, la surface optique peut être collée à une partie frontale de l’au moins un appareil, ou l’au moins un appareil peut être vissé ou encliqueté sur la surface optique. Selon une deuxième variante de réalisation, l’au moins un appareil est fixé solidairement à un support auquel la surface optique est fixée solidairement elle aussi. Dans cette deuxième variante de réalisation, la surface optique et l’au moins un appareil comportent des organes de fixation collaborant avec le support, tels que par exemple des vis de fixation ou des clips de fixation ;
- selon un premier mode de réalisation, l’au moins un transducteur d’ondes est situé d’un premier côté de la surface optique opposé à un deuxième côté au niveau duquel l’au moins un appareil est situé. En d’autres termes, l’au moins un appareil et l’au moins un transducteurs d’ondes sont situés de part et d’autre de la surface optique, relativement à une direction de propagation du rayonnement émis par l’au moins un appareil. Cette configuration avantageuse permet ainsi de placer l’au moins un transducteur du côté de la surface optique soumise à la projection de gouttes de pluies et/ou de particules et qu’il convient donc de nettoyer. Ainsi, dans cette première configuration, l’au moins un transducteur d’ondes est avantageusement configuré pour générer des ondes de surface en direction de la région d’intérêt optique ;
- selon un deuxième mode de réalisation, l’au moins un transducteur et l’au moins un appareil sont situés d’un même côté de la surface optique. En d’autres termes, l’au moins un appareil et l’au moins un transducteurs d’ondes sont situés du même côté de la surface optique, relativement à une direction de propagation du rayonnement émis par l’au moins un appareil. Cette configuration avantageuse permet ainsi de placer l’au moins un transducteur du côté de l’au moins un appareil, en fonction de l’encombrement disponible. Aussi, dans cette deuxième configuration, l’au moins un transducteur d’ondes est avantageusement configuré pour générer des ondes de cœur en direction de la région d’intérêt optique et au travers de la surface optique, afin d’atteindre la face de la surface optique qui est soumise à la projection de gouttes de pluies et/ou de particules et qu’il convient donc de nettoyer.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un ensemble de détection conforme au deuxième aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
En référence aux FIGURES 1 à 5, l’invention concerne une unité de protection 1 d’une surface optique 10 destinée à être associée à un appareil 21 configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement 23 au travers d’une région d’intérêt optique 12 de la surface optique 10, l’unité de protection 1 comportant :
- la surface optique 10 ;
- au moins un transducteur 13 d’ondes W couplé mécaniquement à la surface optique 10 et configuré pour générer une onde W se propageant au travers de la surface optique 10 et en direction de la région d’intérêt optique 12. Chaque transducteur 13 est relié à au moins un fil électrique 14 qui s’étend à partir d’une face de connexion 131 – préférentiellement opposée à la région d’intérêt optique 12 – et en direction d’un bord de la surface optique 10 ;
- au moins une zone courbe 123 située dans une position intermédiaire entre l’au moins un transducteur 13 et la région d’intérêt optique 12 de la surface optique 10, relativement à la propagation de l’onde W générée par l’au moins un transducteur 13, la zone courbe 123 présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à une longueur d’onde de l’onde W générée par l’au moins un transducteur 13.
Dans le contexte de l’invention, l’au moins un fil électrique 14 peut être du type d’un câble électrique comportant un ou plusieurs fils électriques tressés ensemble et/ou disposés à l’intérieur d’une gaine isolante. Alternativement, chaque au moins un fil électrique 14 peut comporter un élément conducteur logé dans une gaine isolante.
En outre, les FIGURES 1 à 5 illustrent aussi l’intégration d’une telle unité de protection 1 dans un ensemble de détection 2 comprenant :
- l’unité de protection 1 telle que décrite précédemment ; et
- au moins appareil 21 configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement 23 au travers de la région d’intérêt optique 12 de la surface optique 10.
La région d’intérêt optique 12 correspond à une partie de la surface optique 10 située en regard de l’appareil 21 et au niveau de laquelle le rayonnement 23 émis ou capté par l’appareil 21 passe au travers de la surface optique 10.
La zone courbe 123 de la surface optique 10 est une partie de la surface optique 10 située entre le transducteur 13 d’ondes W et la région d’intérêt optique 12 vers laquelle sont transportées les ondes W générées par le transducteur 13 d’ondes W. La zone courbe 123 forme ainsi une zone de passage pour les ondes W ultrasonores de surface générée par le transducteur 13 d’ondes W.
La zone courbe 123 présente ainsi une zone non plane. La zone courbe 123 forme ainsi une surface concave ou convexe qualifiée par un ou plusieurs rayons de courbure non infinis.
Dans tous les exemples de réalisation illustrés sur les FIGURES, le transducteur 13 est situé dans un plan différent de la partie de la surface optique 10 à nettoyer par les ondes W générées par ledit au moins un transducteur 13. En d’autres termes, le transducteur 13 est toujours fixé solidairement à une deuxième partie 121 de la surface optique 10 qui est située dans le prolongement d’une première partie 122 de la surface optique 10 comportant la région d’intérêt optique 12, de sorte que la deuxième partie 121 ne soit pas coplanaire avec la première partie 122. A contrario, la deuxième partie 121 est reliée à la première partie 122 au travers de la zone courbe 123.
En d’autres termes encore, le transducteur 13 est fixé solidairement à une première face 11A ou à une deuxième face 11B de la surface optique 10, prise au niveau de la deuxième partie 121 de ladite surface optique 10, de sorte que la face 11A, 11B au niveau de laquelle le transducteur 13 est fixé soit située dans un plan différent de la deuxième face 11B de la surface optique 10 prise au niveau de la région d’intérêt optique 12.
Cette configuration avantageuse permet d’éviter que l’au moins un transducteur 13 ne perturbe ou n’empêche le fonctionnement de l’appareil 21.
Afin de garantir un bon nettoyage, il est alors nécessaire de dimensionner la zone courbe 123 avec précaution.
Le rayon de courbure de la surface optique 10 est supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde W générée par le transducteur 13, voire supérieur à dix fois la longueur d’onde de l’onde W afin de permettre la propagation des ondes W ultrasonores de surface depuis l’au moins un transducteur 13 vers la région d’intérêt optique 12, au travers de la zone courbe 123.
La zone courbe 123 peut être formée par n’importe quelle partie de la surface optique 10. En particulier, selon les configurations, la zone courbe 123 comporte une partie de la première face 11A de la surface optique 10 et/ou une partie de la deuxième face 11B de la surface optique 10.
En outre, la zone courbe 123 de la surface optique 10 peut comporter un ou plusieurs segments 120 concaves et/ou un ou plusieurs segments 120 convexes. Afin d’autoriser la bonne propagation des ondes W de surface au travers de chaque segment 120 formant la zone courbe 123, chaque segment 120, concave ou convexe, présente un rayon de courbure qui satisfait la condition évoquée précédemment pour la zone courbe 123.
Dans les exemples de réalisation illustrés sur les FIGURES 2, 3 et 5, la zone courbe 123 de la surface optique 10 comporte un unique segment 120 courbe dont le rayon de courbure est supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde W générée par le transducteur 13. Plus particulièrement :
– dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la deuxième partie 121 de la surface optique 10 à laquelle le transducteur 13 est attaché s’étend perpendiculairement à la première partie 122 de la surface optique 10, en direction de l’appareil 21. Ainsi, la surface optique 10 prend la forme d’une plaque repliée – le pli formant la zone courbe 123. Dans cet exemple de réalisation, le transducteur 13 est situé en arrière de la région d’intérêt optique 12, au niveau d’un bord latéral ou supérieur de l’appareil 21. Ainsi, les ondes W générées par le transducteur 13 parviennent à la région d’intérêt optique 12 – au niveau de la deuxième face 11B de la surface optique 10 – en passant au travers du pli de la surface optique 10 formant l’unique segment 120 de la zone courbe 123 ;
– dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la surface optique 10 prend la forme d’une plaque plane qui s’étend exclusivement en avant de l’appareil 21. La deuxième partie 121 de la surface optique 10 à laquelle le transducteur 13 est attaché s’étend ainsi dans le prolongement et de manière coplanaire à la première partie 122 de la surface optique 10, au-delà d’un bord latéral ou supérieur de l’appareil 21. Dans cet exemple de réalisation, le transducteur 13 est fixé solidairement à la première face 11A de la surface optique 10, celle située en regard de l’appareil 21. Pour atteindre la région d’intérêt optique 12 – au niveau de la deuxième face 11B de la surface optique 10 – les ondes W générées par le transducteur 13 passent par une tranche de la surface optique 10, formée par un bord périphérique de ladite surface optique 10. Afin d’autoriser cette propagation, et conformément à la présente invention, le bord périphérique de la surface optique 10 est mis en forme afin de former la zone courbe 123 : les arrière de la plaque sont courbes, de sorte à former l’unique segment 120 de la zone courbe 123 ;
– dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la deuxième partie 121 de la surface optique 10 à laquelle le transducteur 13 est attaché s’étend de manière inclinée à la première partie 122 de la surface optique 10, en direction de l’appareil 21. Ainsi, la surface optique 10 prend la forme d’une plaque repliée – le pli formant la zone courbe 123. Dans cet exemple de réalisation, le transducteur 13 est situé en arrière de la région d’intérêt optique 12, au niveau d’un bord latéral ou supérieur de l’appareil 21. Ainsi, les ondes W générées par le transducteur 13 parviennent à la région d’intérêt optique 12 – au niveau de la deuxième face 11B de la surface optique 10 – en passant au travers du pli de la surface optique 10 formant l’unique segment 120 de la zone courbe 123.
Alternativement, la zone courbe 123 peut aussi comporter plusieurs segments 120. Ainsi, dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la deuxième partie 121 de la surface optique 10 à laquelle le transducteur 13 est attaché s’étend de manière inclinée par rapport à la première partie 122 de la surface optique 10, en direction de l’appareil 21. En outre, le transducteur 13 est fixé solidairement à la première face 11A de la surface optique 10, celle située du côté de l’appareil 21. Ainsi, pour atteindre la région d’intérêt optique 12 – au niveau de la deuxième face 11B de la surface optique 10 – les ondes W générées par le transducteur 13 passent par une tranche de la surface optique 10, formée par un bord périphérique de ladite surface optique 10. Afin d’autoriser cette propagation, et conformément à la présente invention, le bord périphérique de la surface optique 10 est mis en forme afin de former un premier segment 120 de la zone courbe 123 : les arrière de la plaque sont courbes, de sorte à former l’unique segment 120 de la zone courbe 123. Plus loin, les ondes W générées par le transducteur 13 atteignent le plis de la surface optique 10 distinguant d’une part la première partie 122 de la surface optique 10, de sa deuxième partie 121 d’autre part. Afin d’autoriser la propagation des ondes W au travers du plis, ledit plis présente un rayon de courbure qui satisfait les conditions imposées par l’invention. Le pli forme un deuxième segment 120 de la zone courbe 123. D’une manière générale, l’exemple illustré sur la est une combinaison des exemples de réalisation illustrés respectivement sur les FIGURES 3 et 5.
Bien entendu, l’invention adresse n’importe quelle combinaison des exemples de réalisation décrits précédemment.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, mais non limitatif, l’appareil 21 est du type d’un appareil 21 de télédétection optique, tel que par exemple un lidar, un appareil 21 photographique, une caméra, un radar, un capteur infrarouge et un télémètre à ultrasons.
En synthèse, l’invention concerne une unité de protection 1 d’une surface optique 10 d’un appareil 21 et un ensemble de détection 2 associant l’appareil 21 émettant ou captant un rayonnement 23 au travers d’une région d’intérêt de la surface optique 10 de l’unité de protection 1. L’unité de protection 1 comporte en outre au moins un transducteur 13 d’ondes W configuré pour générer une onde W acoustique sur ou dans la surface optique 10 afin de nettoyer la région d’intérêt optique 12. Selon l’invention, l’unité de protection 1 comporte au moins une zone courbe 123 située dans une position intermédiaire entre le transducteur 13 et la région d’intérêt optique 12 et présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à une longueur d’onde de l’onde W générée le transducteur 13.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (10)
- Unité de protection (1) d’une surface optique (10) destinée à être associée à un appareil (21) configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement (23) au travers d’une région d’intérêt optique (12) de la surface optique (10), l’unité de protection (1) comportant :
- la surface optique (10) ;
- au moins un transducteur (13) d’ondes (W) couplé mécaniquement à la surface optique (10) et configuré pour générer une onde (W) se propageant au travers de la surface optique (10) et en direction de la région d’intérêt optique (12) ;
dans laquelle la surface optique (10) comporte au moins une zone courbe (123) située dans une position intermédiaire entre l’au moins un transducteur (13) et la région d’intérêt optique (12) de la surface optique (10), relativement à la propagation de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13), la zone courbe (123) présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à une longueur d’onde de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13). - Unité de protection (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le rayon de courbure est supérieur au quintuple de la longueur d’onde de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13).
- Unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins un transducteur (13) est configuré pour générer uniquement des ondes (W) de surface qui se propagent en surface de la surface optique (10) en direction de la région d’intérêt optique (12).
- Unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la zone courbe (123) de la surface optique (10) comporte un unique segment (120) courbe dont le rayon de courbure est supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13).
- Unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la zone courbe (123) de la surface optique (10) comporte une pluralité de segments (120) courbes, chaque segment (120) courbe présentant un rayon de courbure supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13).
- Unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la surface optique (10) prend la forme d’une plaque.
- Unité de protection (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’au moins un transducteur (13) est situé du côté d’une première face (11A) de la surface optique (10) – dite face intérieure destinée à être située du côté de l’appareil (21) avec lequel l’unité de protection (1) est destinée à collaborer – opposée à une deuxième face (11B) – dite face extérieure destinée à être située à l’opposé de l’appareil (21) relativement à la face intérieure – la zone courbe (123) de la surface optique (10) comportant une tranche de la plaque.
- Unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans laquelle la surface optique (10) comporte :
- une première partie (122) comportant la région d’intérêt optique (12) ;
- une deuxième partie (121) située dans le prolongement de la première partie (122), relativement à la région d’intérêt optique (12), la deuxième partie (121) étant orientée selon un angle non nul vis-à-vis de la première partie (122), un rayon de courbure entre la première partie (122) et la deuxième partie (121) étant supérieur ou égal à la longueur d’onde de l’onde (W) générée par l’au moins un transducteur (13), l’au moins un transducteur (13) étant solidaire de la deuxième partie (121). - Ensemble de détection (2) comprenant :
- une unité de protection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes ;
- au moins appareil (21) configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement (23) au travers de la région d’intérêt optique (12) de la surface optique (10). - Véhicule automobile comportant un ensemble de détection (2) selon la revendication précédente.
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| Publication Number | Publication Date |
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Citations (4)
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-
2022
- 2022-10-12 FR FR2210486A patent/FR3140841A1/fr active Pending
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