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EP4448196A1 - Ensemble de protection d'une unité de nettoyage d'une surface optique par ondes ultrasonores, avec recouvrement en matériau absorbant d'onde électromagnétique - Google Patents

Ensemble de protection d'une unité de nettoyage d'une surface optique par ondes ultrasonores, avec recouvrement en matériau absorbant d'onde électromagnétique

Info

Publication number
EP4448196A1
EP4448196A1 EP22836143.2A EP22836143A EP4448196A1 EP 4448196 A1 EP4448196 A1 EP 4448196A1 EP 22836143 A EP22836143 A EP 22836143A EP 4448196 A1 EP4448196 A1 EP 4448196A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical surface
transducer
mechanical protection
electromagnetic wave
cleaning
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.)
Pending
Application number
EP22836143.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alexandre FILLOUX
Frederic Giraud
Frederic Bretagnol
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.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
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 Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP4448196A1 publication Critical patent/EP4448196A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
    • B08B7/026—Using sound waves
    • B08B7/028—Using ultrasounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00—Methods preventing fouling
    • B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens

Definitions

  • a cleaning assembly protection assembly includes a cleaning unit and an optical surface, wherein the cleaning assembly is configured to clean a body in contact with the optical surface using ultrasonic waves.
  • EWOD Electro Wetting On Devices
  • ultrasonic waves is generally based on piezoelectric elements powered by currents that generate an electromagnetic field that can influence other devices located nearby.
  • the present invention relates to an assembly for protecting a cleaning assembly comprising a cleaning unit and an optical surface, the cleaning unit comprising at least one wave transducer intended to be acoustically coupled with the optical surface, the assembly protection comprising a mechanical protection element configured to cover the wave transducer, such that the wave transducer is comprised between the mechanical protection element and the optical surface, the protection assembly comprising a cover made of a material electromagnetic wave absorber, said covering being capable of limiting electromagnetic radiation from the wave transducer outside the cleaning assembly.
  • the limitation of the electromagnetic field generated by the transducer makes it possible to avoid negatively impacting the operation of other devices located close to the cleaning assembly, and fulfilling other functions or the same function.
  • the covering of electromagnetic wave absorbing material is applied at least partially to an inner face of the mechanical protection element facing the transducer or to an outer face of the mechanical protection element opposite the transducer ; and/or configured to be applied at least partially to a side of the optical surface between the optical surface and the transducer, or to a side of the optical surface opposite the transducer.
  • the covering of electromagnetic wave absorbing material can be affixed to a part fulfilling a function other than the limitation of the electromagnetic field of the transducer, which makes it possible to reduce the number of parts of the cleaning assembly, thus reducing the footprint and costs associated with the cleaning package.
  • the covering made of electromagnetic wave absorbing material can be configured to be applied to one side of the optical surface on which is placed a piezoelectric element of the transducer, and in which the covering made of electromagnetic wave absorbing material can be suitable to provide adhesion between the optical surface and the piezoelectric element.
  • the protection assembly may comprise a first electromagnetic wave absorbing covering arranged on the mechanical protection element, and a second electromagnetic wave absorbing covering configured to be arranged on the optical surface, the first metal cover and the second cover being configured to form a Faraday cage.
  • the mechanical protection element may comprise a plastic cover covered by the electromagnetic wave absorbing covering or comprises a covering made of electromagnetic wave absorbing material constituting the covering.
  • the metal covering can be a metal mesh, in which a size of the meshes is defined from parameters of the wave generated by the transducer.
  • Such an embodiment makes it possible to lighten the protective assembly.
  • the protection assembly may further comprise a fastening element configured to be disposed between the mechanical protection element and the optical surface, the fastening element comprising an adhesive foam.
  • the shield assembly may further include a securing member configured to be disposed between the mechanical shielding member and the optical surface, the securing member comprising an adhesive.
  • the protection assembly may further comprise a fixing element configured to be placed between the mechanical protection element and the optical surface, the fixing element comprising an adhesive film.
  • Such embodiments make it possible to facilitate the fixing of the mechanical protection element on the optical surface while allowing the sealing of the cleaning assembly.
  • a second aspect of the invention relates to a unit for cleaning an optical surface comprising at least one wave transducer intended to be acoustically coupled with the optical surface, the wave transducer comprising a piezoelectric element and electrodes of opposite polarity in contact with the piezoelectric element, and being configured to generate at least one ultrasonic wave propagating in the optical surface; and a protection assembly according to the first aspect of the invention.
  • a third aspect of the invention relates to a cleaning assembly comprising:
  • the optical surface can be one of:
  • an automobile surface for example chosen from among a windshield of a vehicle and a glazing of a rear-view mirror;
  • an optical device for example chosen from a camera lens, a glass of a sight glass and a sensor, in particular a probe, for example a Pitot probe, or
  • Figure 1 is a sectional view of a cleaning assembly according to one embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a three-dimensional view of a transducer of a cleaning unit of a cleaning assembly according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3a figure 3a illustrates a sealing element of a protective assembly of a cleaning assembly according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3b figure 3b illustrates a sealing element of a protective assembly of a cleaning assembly according to a second embodiment of the invention
  • FIG 3c illustrates a protective assembly sealing element of a cleaning assembly according to a third embodiment of the invention. It should be noted first of all that if the figures expose the invention in detail for its implementation, they can of course be used to better define the invention if necessary. It should also be noted that, in all of the figures, similar elements and/or fulfilling the same function are indicated by the same numbering.
  • Figure 1 illustrates a cleaning assembly 300 according to one embodiment of the invention comprising:
  • an optical surface cleaning unit 100 comprising a transducer 105, the transducer comprising a substrate 110, a first electrode 120 and a second electrode 130.
  • the electrodes 120 and 130 cover a first face of the substrate.
  • the substrate is between electrodes 120 and 130 and optical surface 100.
  • electrodes 120 and 130 can be between substrate 110 and optical surface 100.
  • the substrate 110 is a piezoelectric element, comprising for example lithium niobate, Y cut 128° or any other piezoelectric material.
  • the substrate 110 can have the form of a plate whose thickness is less than or equal to 500 micrometers, pm.
  • the first and second electrodes 120 and 130 can be connected to a voltage generator, not shown in FIG. 1, which supplies them electrically.
  • the optical surface 100 is in the example illustrated in the form of a plate and has an upper face 170 in contact with the external environment. However, no restriction is attached to the shape of the optical surface 100, which can in particular be curved. In the example illustrated, it is covered with a body 160, such as a film of water for example. No restriction is attached to the body 160, which can be a solid body, such as an insect, a fatty body and/or a body of a liquid other than water.
  • the body may comprise a part in the solid state and a part in the liquid state.
  • the body can be water and be formed of a frosted, icy or snowy portion and of a liquid portion in contact with the frosted, icy or snowy portion, respectively.
  • the body in the liquid state can be in the form of at least one drop or at least one film.
  • film is meant a thin film formed on the optical surface 100.
  • the film can be continuous or discontinuous.
  • the body may be aqueous. In particular, it may be rainwater or dewwater. In particular, rainwater and/or dew water may contain particles. Dew water forms a mist on the surface of a support. It results from the condensation on the support, under ad hoc conditions of pressure and temperature, of water in vapor form contained in the air. The body 160 may have been deposited by condensation before solidifying on the support.
  • the solid-state body can be among frost, ice, and snow.
  • the body in the liquid state can be a sheet or at least one drop, for example mist.
  • the body 160 can be in contact with the upper face 170 of the optical surface 100 on which the transducer 105 is fixed, or on the face opposite the face 170 of the optical surface 100 on which the transducer is fixed.
  • the body 170 can be in contact with the face of the optical surface 100 on which the transducer 105 is fixed and another body can be in contact with the opposite face.
  • the first and second electrodes can be formed by an evaporation or sputtering process and shaped by photolithography. They can be in chrome, or aluminum, or in the combination of a grip layer such as titanium and a conductive layer such as gold.
  • the first and second electrodes 120 and 130 form combs. However, no restriction is attached according to the invention to the shape of the first and second electrodes 120 and 130.
  • Each comb has a base and a row of fingers extending parallel to each other from the base.
  • the first and second combs are interdigitated.
  • Each of the fingers of the first comb, respectively of the second comb can have a width 180, indicated in FIG. 1, equal to the fundamental wavelength of the ultrasonic wave divided by 4 and a spacing 190 between two consecutive fingers of a comb determines the resonant frequency of the transducer 105 that the person skilled in the art can easily determine.
  • An alternating voltage is applied by the generator, so that the transducer generates an ultrasonic surface wave.
  • a transducer 105 synthesizing a surface wave of fundamental frequency comprised between 0.1 MHz and 1000 MHz, preferably comprised between 10 MHz and 100 MHz, for example equal to 40 MHz, is well adapted to ensure the displacement of the liquid body 160.
  • the transducer is also well suited to cause the melting of the film of water, by the contribution of the energy of the wave sound surface and the heat transfer it generates.
  • the waves generated at the surface can have an amplitude of less than 500 nm, in particular less than 100 nm, or even less than 10 nm.
  • the transducer 105 can be glued to the optical surface 100, in particular by means of a polymeric adhesive which also acoustically couples the transducer 105 to the optical surface 100.
  • the adhesive can be crosslinkable by illumination by means of ultraviolet radiation. It is for example an epoxy resin.
  • the transducer 105 can be fixed by molecular adhesion, or by means of a thin metallic layer providing adhesion between the optical surface 100 and the substrate 110.
  • the layer can be made of metal or an alloy with a low melting temperature, ie having a melting temperature below 200°C, for example an indium alloy.
  • the metal layer may be made of metal or of an alloy having a melting temperature greater than 200° C., for example an aluminum and/or gold alloy.
  • the transducer 105 can be fixed on the optical surface 100 by means of a method comprising a step of melting a portion of the substrate 110 and/or a portion of the optical surface 100 followed by a step consisting in compressing the substrate 110 and the optical surface 100 together, the respective molten portions of the optical surface 100 and of the substrate 110 being in contact with each other.
  • the transducer 105 can be fixed on the optical surface 100 by means of a method comprising the deposition of bonding layers of an alloy with a low melting temperature on a portion of the transducer 105 and on a portion of the surface. optical 100 respectively, the at least partial melting of said bonding layers, then the compression of the substrate 110 and of the optical surface 100, the faces of the bonding layers opposite to the optical surface 100 and to the substrate 110 being brought into contact with one with each other during compression.
  • the bond layers can be deposited by sputtering, or by an evaporation technique implemented in the field of thin film deposition.
  • the cleaning assembly 300 further comprises a protection assembly comprising:
  • the transducer 105 being included between the mechanical protection element 301 and the optical surface 100.
  • At least one cover 302, 303, 310 or 320 made of an electromagnetic wave absorbing material, such as a metallic material, capable of limiting electromagnetic radiation from the wave transducer outside the cleaning assembly.
  • the covering may comprise a layer of textile printed using at least one conductive ink according to at least one pattern comprising printed areas and non-printed areas. printed in a layout suitable for a corresponding absorption frequency range.
  • the electromagnetic wave absorbing material is a metallic material.
  • Coverage of the protective ensemble may include:
  • the mechanical protection element 301 can comprise a body made of a non-metallic material, plastic for example, as well as one and/or the other of the metal covers 301 and 302.
  • the mechanical protection 301 can itself be made of metal, and thus constitutes a metal cover element in itself, in which case none of the metal covers 301 and 302 are added; and or
  • a metal layer 320 on a face 360 of the optical surface 100 opposite the transducer 105 or a metal layer 310 serving as a junction between the substrate 110 and the optical surface 100 as described above.
  • a metal layer 110 is provided to ensure the junction between the substrate 110 and the optical surface 100, it is not necessary to additionally provide the metal layer 320.
  • the junction between the substrate 110 and the optical surface 100 is not metallic, it is easier to place a metallic layer 320 on face 360.
  • the junction metal layer 310 can be a larger surface than that of the substrate 110, as represented in FIG.
  • the electromagnetic radiation directed towards the face 360 of the optical surface 100 is thus limited.
  • the metal covering can be a continuous metal layer, or else discontinuous, such as a mesh, the dimensions of the meshes of which are determined from parameters of the ultrasonic wave generated by the transducer 105, such as the frequency or wavelength of the ultrasonic wave in particular. Such determination is well known and is not further described. No restriction is attached to the mechanical protection element 301, which is preferably rigid.
  • the mechanical protection element 301 has the shape of a rectangular parallelepiped or of a cube, depending on its dimensions in the plane of the optical surface 100.
  • the contact surface of the mechanical protection element 301 with the optical surface 100 is then a rectangle or a square.
  • the mechanical protection element 301 can alternatively be parabolic and its contact surface with the optical surface 100 is therefore a circle or an oval.
  • the mechanical protection element 301 may further comprise an opening 325 able to allow the propagation of the ultrasonic wave on the optical surface 100 outside the protection assembly.
  • the protective assembly of the cleaning assembly 300 comprises a metal cover 302 or 303, associated with the mechanical protection element 301 and a metal cover element 310 or 320, associated with the optical surface 100, so as to constitute a Faraday cage, with the exception of the opening 325.
  • the advantage of an opening 325 of small size is then even better understood, in order to limit the electromagnetic leaks outside the cleaning assembly 300.
  • the cleaning assembly 300 can be placed close to other devices having other functions, without disturbing their operation.
  • the protection assembly may also comprise a sealing element close to the opening 325, not shown in FIG. 1, but described with reference to FIGS. 3a to 3c, capable of limiting the passage of liquid through the opening 325.
  • the opening 325 may for example be a rectangular slot extending over part or all of one side of the rectangle or the square which constitutes the contact surface between the mechanical protection element 301 and the optical surface 100. This is in particular the side oriented in the direction of propagation D of the ultrasonic wave generated by the transducer 105, so as to allow the wave ultrasound to propagate outside the protection assembly in the direction D of propagation.
  • the contact surface between the optical surface 100 and the mechanical protection element 301 is a circle or an oval
  • the opening 325 can extend over a portion of the circle or the oval, in particular a portion located on the path of the ultrasonic wave propagating in the direction of propagation D.
  • the opening 325 notably defines a space 335 between the mechanical protection element 301 and the optical surface 100, the space 335 being of a dimension greater than half the amplitude of the ultrasonic wave generated by the transducer 105, way to let the wave pass.
  • the size of the opening 325 must however be limited in order to facilitate the maintenance of the tightness of the interior of the mechanical protection element 301, for example the size must be less than 100 micrometers.
  • the opening 325 advantageously makes it possible to maximize the mechanical protection provided to the transducer 105 while allowing the passage of the ultrasonic waves in the direction of propagation D.
  • the distance 335 can be greater than 10 nanometers, for example equal to 20 or 30 nanometers.
  • the distance 335 can be greater than 10 micrometers, for example equal to 20 or 30 micrometers.
  • a non-zero distance 350 can be provided between the substrate and the protective element 301, so as not to disturb the ultrasonic wave generated when it travels the upper surface of the substrate 110 before reach the optical surface 100.
  • the distance 350 can be greater than 10 nanometers, or even greater than 100 nm, or even greater than 500 nm.
  • the distance 350 can be zero insofar as the thickness of the substrate 110 is greater than half the amplitude of the ultrasonic waves generated. The bulk associated with the cleaning set 300 is thus reduced.
  • Figure 1 also depicts a neighborhood 330 of the opening 325, defining what is near the opening 325.
  • the size of the neighborhood 330 can vary, and may in particular depend on the size of the opening and the dimensions and shape of the mechanical protection element.
  • the neighborhood 330 can be constituted by any point in space located at a distance from the opening 325 less than a predetermined value.
  • the predetermined value can be a fraction of a dimension of the mechanical protection element 301, such as a fifth, a tenth or a twentieth of a horizontal dimension of the mechanical protection element 301, i.e. a dimension parallel to the optical surface plane 100.
  • the sealing element is advantageously located in the vicinity 330 of the opening 325, so as to improve the seal between the inside and the outside of the protective assembly of the cleaning assembly 300.
  • the mechanical protection element 301 is fixed on the optical surface 100 via a fixing element 340 of the protection assembly, which can be a glue, an adhesive film or an adhesive foam.
  • the fixing element can in particular be distributed at the level of the contact surface between the mechanical protection element 301 and the optical surface 100, with the exception of the contact surface corresponding to the opening 325, except for the mode embodiment of Figure 3c described later.
  • the fixing element 340 can be distributed on three sides of the rectangle or the square forming the contact surface, with the exception of the side oriented in the direction of propagation D of the ultrasonic waves generated from the substrate 110.
  • Figure 3a shows a sealing element according to a first embodiment, placed in the vicinity 330 of the opening 325.
  • the sealing element is a rubber piece 401 placed in the opening 325 so as to obstruct it, linked to the mechanical protection element 301 and in contact with the optical surface 100.
  • the contact with the optical surface 100 can be linear so as to facilitate the deformation of the part 401 to allow the passage of the ultrasonic wave.
  • the sealing element thus makes it possible both to improve the sealing of the cleaning assembly 300 in order to protect the transducer 105, while allowing the passage of the ultrasonic waves generated in the direction D towards the outside of the protective assembly 301 of the cleaning assembly 300.
  • Part 401 may have a triangular section as shown in FIG. 3a so as to facilitate its attachment to mechanical protection element 301 while ensuring linear contact with optical surface 100.
  • Part 401 may have a maximum thickness, depending on the direction D, less than 2 mm, in particular less than 1 mm, or even less than 500 ⁇ m.
  • Figure 3b shows a sealing element 402 according to a second embodiment, placed in the vicinity 330 of the opening 325.
  • the sealing element 402 is a hydrophobic or superhydrophobic coating 402 of the optical surface 100, placed close to the opening 325 of the mechanical protection element 301. It is preferably placed at least partially on the optical surface in the immediate vicinity of the opening and at least outside the mechanical protection element 301 in the direction of propagation D. Preferably, the hydrophobic or superhydrophobic coating 402 is placed on the optical surface in look of opening 325.
  • the hydrophobic or superhydrophobic coating 402 is placed on a wall of the mechanical protection element 301 forming the opening 325.
  • the hydrophobic or superhydrophobic coating 402 makes it possible to improve the sealing of the cleaning assembly to protect the transducer 105, without impacting the passage of the ultrasonic waves generated towards the outside of the mechanical protection element 301 in the direction of propagation. D.
  • FIG. 3c illustrates a sealing element according to a third embodiment, placed in the vicinity 330 of the opening 325.
  • the sealing element performs a function of fixing the protection element mechanical 301 to the optical surface.
  • the sealing element may in particular be a glue or an adhesive foam 403, the properties of which allow the passage of the ultrasonic wave through it.
  • the hardness associated with the sealing element is greater than a predetermined hardness threshold, so as to reduce the absorption of the ultrasonic wave which passes through the sealing element.
  • the glue or adhesive foam 403 may have a maximum width, in direction D, of less than 2 mm, in particular less than 1 mm, or even less than 500 ⁇ m.
  • the glue or adhesive foam 403 may have a maximum thickness, in the direction perpendicular to the direction of propagation D, of less than 3 mm, in particular less than 1 mm, or even less than 500 ⁇ m.
  • the sealing element can thus form one and the same element with the fastening element 340 presented above.
  • the fixing of the mechanical protection element 301 is carried out in a single and same step by distributing the foam or the glue over the whole of the contact surface between the mechanical protection element 301 and the optical surface 100.
  • hydrophobic or superhydrophobic coating 402 can be used in combination with the rubber part 401 or with the adhesive foam or glue 403.
  • the cleaning assembly 300 may comprise several transducers 105, for example oriented in different directions.
  • Each transducer 105 can include a dedicated mechanical protection element 301, as well as a sealing element as described above.
  • the mechanical protection element 301 can be shared between several transducers 105.
  • the mechanical protection element can then comprise:
  • each transducer 105 an opening 325 for each transducer 105, with a sealing element arranged in the vicinity of each opening 325.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un ensemble de protection d'un ensemble de nettoyage comprenant une unité de nettoyage et une surface optique (100), l'unité de nettoyage comportant au moins un transducteur (105) d'onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique (100). L'ensemble de protection comprend un élément de protection mécanique (301) configuré pour couvrir le transducteur d'onde, de sorte que le transducteur d'onde est compris entre l'élément de protection mécanique et la surface optique. L'ensemble de protection comprend en outre un recouvrement (301; 302; 303; 310; 320) en un matériau absorbant d'onde électromagnétique, ledit recouvrement étant apte à limiter un rayonnement électromagnétique du transducteur d'onde en dehors de l'ensemble de nettoyage.

Description

DESCRIPTION
Ensemble de protection d’une unité de nettoyage d’une surface optique par ondes ultrasonores, avec recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique
La présente invention concerne un ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage comprenant une unité de nettoyage et une surface optique, l’ensemble de nettoyage étant configuré pour nettoyer un corps en contact avec la surface optique au moyen d’ondes ultrasonores.
Dans des domaines variés, il est nécessaire de s’affranchir des effets liés à l’accumulation d’un corps, notamment de gouttes de pluie, de givre ou de neige, sur une surface optique.
Il est connu de mettre en rotation des gouttes d’un liquide pour les évacuer d’une surface. Cependant, une telle technique n’est pas adaptée à des surfaces dont l’aire est supérieure à quelques centimètres carrés.
La mise en œuvre d’un champ électrique pour contrôler l’hydrophobicité d’une surface est aussi connue, par exemple de KR 2018 0086173 A1 . Cette technique, connue sous l’acronyme EWOD (pour « Electro Wetting On Devices » en anglais) consiste à appliquer une différence de potentiel entre deux électrodes, de sorte à polariser électriquement la surface pour changer ses propriétés de mouillage. En contrôlant la localisation de la polarisation, la goutte peut alors être déplacée. Cependant, cette technique 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.
Il est aussi bien connu d’appliquer un effort mécanique sur le liquide, par exemple au moyen d’un essuie-glace sur un pare-brise d’un véhicule automobile. Toutefois, un essuie-glace limite le champ de vision accessible au conducteur. Il étale en outre les particules grasses déposées en surface du pare-brise. De plus, il est nécessaire de renouveler les garnitures de l’essuie-glace régulièrement. Par ailleurs, les véhicules automobiles autonomes comportent un nombre élevé de capteurs afin de déterminer les distances et vitesses des autres véhicules présents sur la route. De tels capteurs, par exemple des lidars, sont eux aussi soumis aux intempéries et aux projections de boue et requièrent d’être nettoyés fréquemment. Cependant, un essuie-glace est inadapté au nettoyage d’une surface faiblement étendue d’un tel capteur. En outre, il est nécessaire que ces capteurs soient compacts, pour être facilement intégrés au sein du véhicule. US 2016/0170203 A1 décrit un dispositif pour nettoyer une caméra sur un véhicule au moyen d’ondes ultrasonores.
Toutefois, de tels systèmes ont tendance à provoquer des interférences, notamment lorsqu’ils équipent un véhicule qui comprend des dispositifs aptes à remplir d’autres fonctions du véhicule (interface homme machine dans le véhicule, assistance à la conduite, éclairage, etc). En effet, la génération d’ondes ultrasonores repose généralement sur des éléments piézoélectriques alimentés par des courants qui génèrent un champ électromagnétique pouvant influencer les autres dispositifs situés à proximité.
Il existe ainsi un besoin d’évacuer efficacement un corps, notamment liquide, hors d’une surface optique, sans toutefois détériorer le fonctionnement de dispositifs environnants.
La présente invention concerne un ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage comprenant une unité de nettoyage et une surface optique, l’unité de nettoyage comportant au moins un transducteur d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique, l’ensemble de protection comprenant un élément de protection mécanique configuré pour couvrir le transducteur d’onde, de sorte que le transducteur d’onde est compris entre l’élément de protection mécanique et la surface optique, l’ensemble de protection comprenant un recouvrement en un matériau absorbant d’onde électromagnétique, ledit recouvrement étant apte à limiter un rayonnement électromagnétique du transducteur d’onde en dehors de l’ensemble de nettoyage. Ainsi, la limitation du champ électromagnétique généré par le transducteur permet d’éviter d’impacter négativement le fonctionnement d’autres dispositifs situés à proximité de l’ensemble de nettoyage, et remplissant d’autres fonctions ou la même fonction.
Selon un mode de réalisation, le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique est appliqué au moins partiellement sur une face intérieure de l’élément de protection mécanique faisant face au transducteur ou sur une face extérieure de l’élément de protection mécanique opposée au transducteur ; et/ou configuré pour être appliqué au moins partiellement sur une face de la surface optique entre la surface optique et le transducteur, ou sur une face de la surface optique opposée au transducteur.
Ainsi, le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique peut être apposé sur une pièce remplissant une autre fonction que la limitation du champ électromagnétique du transducteur, ce qui permet de réduire le nombre de pièces de l’ensemble de nettoyage, réduisant ainsi l’encombrement et les coûts associés à l’ensemble de nettoyage.
En complément, le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique peut être configuré pour être appliqué sur une face de la surface optique sur laquelle est disposé un élément piézoélectrique du transducteur, et dans lequel le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique peut être apte à assurer une adhérence entre la surface optique et l’élément piézoélectrique.
Ainsi, les fonctions de limitation du rayonnement électromagnétique du transducteur, et de sa fixation à la surface optique, sont mutualisées.
En complément ou en variante, l’ensemble de protection peut comprendre un premier recouvrement absorbant d’onde électromagnétique agencé sur l’élément de protection mécanique, et un deuxième recouvrement absorbant d’onde électromagnétique configuré pour être agencé sur la surface optique, le premier recouvrement métallique et le deuxième recouvrement étant configurés pour former une cage de Faraday.
Ainsi, la limitation du rayonnement électromagnétique du transducteur est maximisée. Selon un mode de réalisation, l’élément mécanique de protection peut comprendre un capot en plastique recouvert par le recouvrement absorbant d’onde électromagnétique ou comprend un capot en matériau absorbant d’onde électromagnétique constituant le recouvrement.
Ainsi, les fonctions de limitation du rayonnement électromagnétique du transducteur et de protection mécanique du transducteur, sont mutualisées.
Selon un mode de réalisation, le recouvrement métallique peut être un maillage métallique, dans lequel une taille des mailles est définie à partir de paramètres de l’onde générée par le transducteur.
Un tel mode de réalisation permet d’alléger l’ensemble de protection.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble de protection peut comprendre en outre un élément de fixation configuré pour être disposé entre l’élément de protection mécanique et la surface optique, l’élément de fixation comprenant une mousse adhésive.
En variante, l’ensemble de protection peut comprendre en outre un élément de fixation configuré pour être disposé entre l’élément de protection mécanique et la surface optique, l’élément de fixation comprenant une colle.
Encore en variante, l’ensemble de protection peut comprendre en outre un élément de fixation configuré pour être disposé entre l’élément de protection mécanique et la surface optique, l’élément de fixation comprenant un film adhésif.
De tels modes de réalisation permettent de faciliter la fixation de l’élément de protection mécanique sur la surface optique tout en permettant l’étanchéité de l’ensemble de nettoyage.
Un deuxième aspect de l’invention concerne une unité de nettoyage d’une surface optique comportant au moins un transducteur d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique, le transducteur d’onde comportant un élément piézoélectrique et des électrodes de polarité opposée au contact de l’élément piézoélectrique, et étant configuré pour générer au moins une onde ultrasonore se propageant dans la surface optique ; et un ensemble de protection selon le premier aspect de l’invention.
Un troisième aspect de l’invention concerne un ensemble de nettoyage comportant :
- une surface optique ;
- une unité de nettoyage de la surface optique selon le deuxième aspect de l’invention.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la surface optique peut être l’une parmi :
- une surface automobile, par exemple choisie parmi un pare-brise d’un véhicule et un vitrage d’un rétroviseur ;
- une surface d’un dispositif optique, par exemple choisi parmi un objectif d’une caméra, un verre d’une lunette de vue et un capteur, notamment une sonde, par exemple une sonde de Pitot, ou
- un élément de protection d’un tel dispositif optique.
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 :
[fig 1] la figure 1 est une vue en coupe d’un ensemble de nettoyage selon un mode de réalisation de l’invention ;
[fig 2] la figure 2 est une vue tridimensionnelle d’un transducteur d’une unité de nettoyage d’un ensemble de nettoyage selon un mode de réalisation de l’invention ;
[fig 3a] la figure 3a illustre un élément d’étanchéité d’un ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[fig 3b] la figure 3b illustre un élément d’étanchéité d’un ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[fig 3c] la figure 3c illustre un élément d’étanchéité ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que, sur l’ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par la même numérotation.
La figure 1 illustre un ensemble de nettoyage 300 selon un mode de réalisation de l’invention comprenant :
- une surface optique 100 ;
- une unité de nettoyage de la surface optique 100 comprenant un transducteur 105, le transducteur comprenant un substrat 110, une première électrode 120 et une deuxième électrode 130. Les électrodes 120 et 130 revêtent une première face du substrat. Sur la figure 1, le substrat est compris entre les électrodes 120 et 130 et la surface optique 100. Toutefois, de manière alternative, les électrodes 120 et 130 peuvent être comprises entre le substrat 110 et la surface optique 100.
Le substrat 110 est un élément piézoélectrique, comprenant par exemple du niobate de lithium, coupe Y 128° ou tout autre matériau piézoélectrique. Le substrat 110 peut avoir la forme d’une plaque dont l’épaisseur est inférieure ou égale à 500 micromètres, pm.
Les première et deuxième électrodes 120 et 130 peuvent être reliées à un générateur de tension, non représenté sur la figure 1 , qui les alimente électriquement.
La surface optique 100 se présente sur l’exemple illustré sous la forme d’une plaque et présente une face supérieure 170 en contact avec l’environnement extérieur. Aucune restriction n’est cependant attachée à la forme de la surface optique 100, qui peut notamment être incurvée. Dans l’exemple illustré, elle est recouverte d’un corps 160, tel qu’un film d’eau par exemple. Aucune restriction n’est attachée au corps 160, qui peut être un corps solide, tel qu’un insecte, un corps gras et/ou un corps d’un liquide autre que de l’eau. Le corps peut comporter une partie à l’état solide et une partie à l’état liquide. Par exemple, le corps peut être de l’eau et être formé d’une portion givrée, glacée ou enneigée et d’une portion liquide au contact de la portion givrée, glacée ou enneigée, respectivement. Le corps à l’état liquide peut se présenter sous la forme d’au moins une goutte ou d’au moins un film. Par « film », on entend une pellicule mince formée sur la surface optique 100. Le film peut être continu ou discontinu.
Le corps peut être aqueux. En particulier, il peut être de l’eau de pluie ou de l’eau de rosée. L’eau de pluie et/ou l’eau de rosée peut notamment contenir des particules. Une eau de rosée forme une buée en surface d’un support. Elle résulte de la condensation sur le support, dans des conditions ad hoc de pression et de température, de l’eau sous forme vapeur contenue dans l’air. Le corps 160 peut avoir été déposé par condensation avant de solidifier sur le support.
Le corps à l’état solide peut être parmi du givre, de la glace et de la neige. Le corps à l’état liquide peut être une nappe ou au moins une goutte, par exemple de la buée.
Le corps 160 peut être en contact avec la face supérieure 170 de la surface optique 100 sur laquelle le transducteur 105 est fixé, ou sur la face opposée à la face 170 de la surface optique 100 sur laquelle le transducteur est fixé. Le corps 170 peut être en contact de la face de la surface optique 100 sur laquelle le transducteur 105 est fixé et un autre corps peut être en contact de la face opposée.
Pour fabriquer un tel dispositif, les première et deuxième électrodes peuvent être formées par un procédé d’évaporation ou pulvérisation et mises en forme par photolithographie. Elles peuvent être en chrome, ou aluminium, ou en la combinaison d’une couche d’accroche telle que le titane et une couche conductrice telle que l’or.
Comme illustré sur la figure 2, les première et deuxième électrodes 120 et 130 forment des peignes. Toutefois, aucune restriction n’est attachée selon l’invention à la forme des première et deuxièmes électrodes 120 et 130.
Chaque peigne comporte une base et une rangée de doigts s’étendant parallèlement les uns aux autres à partir de la base. Les premier et deuxième peignes sont interdigités. Chacun des doigts du premier peigne, respectivement du deuxième peigne, peut avoir une largeur 180, indiquée sur la figure 1 , égale à la longueur d’onde fondamentale de l’onde ultrasonore divisée par 4 et un espacement 190 entre deux doigts consécutifs d’un peigne détermine la fréquence de résonance du transducteur 105 que la personne du métier sait aisément déterminer. Une tension alternative est appliquée par le générateur, de telle sorte que le transducteur génère une onde de surface ultrasonore.
Pour un corps liquide 160, un transducteur 105 synthétisant une onde de surface de fréquence fondamentale comprise entre 0,1 MHz et 1000 MHz, de préférence comprise entre 10 MHz et 100MHz, par exemple égale à 40 MHz, est bien adapté pour assurer le déplacement du corps liquide 160. Dans la variante où le film d’eau est sous forme de glace ou givre, le transducteur est aussi bien adapté pour provoquer la fusion du film d’eau, par l’apport de l’énergie de l’onde de surface sonore et par le transfert de la chaleur qu’il génère.
Les ondes générées en surface peuvent avoir une amplitude inférieure à 500 nm, notamment inférieure à 100 nm, voire à 10 nm.
Le transducteur 105 peut être collé sur la surface optique 100, notamment au moyen d’un adhésif polymérique qui en outre couple acoustiquement le transducteur 105 à la surface optique 100. L’adhésif peut être réticulable par illumination au moyen d’un rayonnement ultraviolet. Il est par exemple une résine époxy. Le transducteur 105 peut être fixé par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique 100 et le substrat 110. La couche peut être en métal ou en alliage à basse température de fusion, i.e. présentant une température de fusion inférieure à 200 °C, par exemple un alliage d’indium. En variante, la couche métallique peut être en métal ou en alliage présentant une température de fusion supérieure à 200 °C, par exemple un alliage d’aluminium et/ou d’or. Un exemple de fixation par adhérence moléculaire est décrit dans « Glass-on- LiNbOs heterostructure formed via a two-step plasma activated low-temperature direct bonding method », J. Xu et al., Applied Surface Science 459 (2018) 621-629, doi : 10.1016/j.apsusc.2018.08.031. Selon une autre variante, le transducteur 105 peut être fixé sur la surface optiquel 00 au moyen d’un procédé comportant une étape de fusion d’une portion du substrat 110 et/ou d’une portion de la surface optique 100 suivie par une étape consistant à comprimer ensemble le substrat 110 et la surface optique 100, les portions respectives en fusion de la surface optique 100 et du substrat 110 étant en contact l’une de l’autre. Selon une autre variante, le transducteur 105 peut être fixé sur la surface optique 100 au moyen d’un procédé comportant le dépôt de couches de liaison en un alliage à basse température de fusion sur une portion du transducteur 105 et sur une portion de la surface optique 100 respectivement, la fusion au moins partielle desdites couches de liaison, puis la compression du substrat 110 et de la surface optique 100, les faces des couches de liaison opposées à la surface optique 100 et au substrat 110 étant mises en contact l’une avec l’autre au cours de la compression.
Les couches de liaison peuvent être déposées par pulvérisation cathodique, ou par une technique d’évaporation mise en œuvre dans le domaine du dépôt de couches minces.
Les éléments présentés ci-avant ne permettent pas d’assurer la protection d’autres dispositifs situés à proximité de l’ensemble de nettoyage 300, et assurant d’autres fonctions ou une même fonction, contre le champ électromagnétique généré par le transducteur 105.
L’ensemble de nettoyage 300 selon l’invention comprend en outre un ensemble de protection comprenant :
- un élément de protection mécanique 301 du transducteur 105 d’onde, le transducteur 105 étant compris entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100.
- au moins un recouvrement 302, 303, 310 ou 320 en un matériau absorbant d’onde électromagnétique, tel qu’un matériau métallique, apte à limiter un rayonnement électromagnétique du transducteur d’onde en dehors de l’ensemble de nettoyage.
L’invention s’applique à tout matériau ayant pour propriété d’absorber les ondes électromagnétiques. Par exemple, en variante d’un matériau métallique, le recouvrement peut comprendre une couche de textile imprimée à l'aide d'au moins une encre conductrice selon au moins un motif comprenant des zones imprimées et des zones non imprimées selon une disposition adaptée à une plage de fréquences d'absorption correspondante. Dans ce qui suit, il est considéré à titre illustratif uniquement, que le matériau absorbant d’onde électromagnétique est un matériau métallique.
Le recouvrement de l’ensemble de protection peut comprendre :
- un couche métallique interne 302 de l’élément de protection mécanique 301 , orientée vers le transducteur 105, et/ou une couche métallique externe 303 de l’élément de protection mécanique, sur une face de l’élément de protection mécanique 301 opposée au transducteur 105. L’élément de protection mécanique 301 peut comprendre un corps en matériau non-métallique, en plastique par exemple, ainsi que l’un et/ou l’autre des recouvrements métalliques 301 et 302. En variante, l’élément de protection mécanique 301 peut être lui-même en métal, et constitue ainsi un élément de recouvrement métallique en soi, auquel cas aucun des recouvrements métalliques 301 et 302 n’est ajouté; et/ou
- un couche métallique 320 sur une face 360 de la surface optique 100 opposée au transducteur 105, ou une couche métallique 310 servant de jonction entre le substrat 110 et la surface optique 100 comme décrite précédemment. Ainsi, lorsqu’une couche métallique 110 est prévue pour assurer la jonction entre le substrat 110 et la surface optique 100, il n’est pas nécessaire de prévoir en outre la couche métallique 320. Toutefois, lorsque la jonction entre le substrat 110 et la surface optique 100 n’est pas métallique, il est plus aisé de disposer une couche métallique 320 sur la face 360.
De manière avantageuse, la couche métallique de jonction 310 peut être une surface supérieure à celle du substrat 110, comme représenté sur la figure 1 . Le rayonnement électromagnétique dirigé vers la face 360 de la surface optique 100 est ainsi limité.
A noter que le recouvrement métallique, ou les recouvrements métalliques, peu(ven)t être une nappe métallique continue, ou alors discontinue, tel qu’un maillage, dont les dimensions des mailles sont déterminées à partir de paramètres de l’onde ultrasonore générée par le transducteur 105, telles que la fréquence ou longueur d’onde de l’onde ultrasonore notamment. Une telle détermination est bien connue et n’est pas décrite davantage. Aucune restriction n’est attachée à l’élément de protection mécanique 301, qui est de préférence rigide.
Aucune restriction n’est attachée à la forme de l’élément de protection mécanique 301. Sur la figure 1, l’élément de protection mécanique 301 a la forme d’un parallélépipède rectangle ou d’un cube, selon ses dimensions dans le plan de la surface optique 100. La surface de contact de l’élément de protection mécanique 301 avec la surface optique 100 est alors un rectangle ou un carré. Toutefois, l’élément de protection mécanique 301 peut en variante être parabolique et sa surface de contact avec la surface optique 100 est par conséquent un cercle ou un ovale.
L’élément de protection mécanique 301 peut comprendre en outre une ouverture 325 apte à permettre la propagation de l’onde ultrasonore sur la surface optique 100 en dehors de l’ensemble de protection.
De manière avantageuse, l’ensemble de protection de l’ensemble de nettoyage 300 comprend un recouvrement métallique 302 ou 303, associé à l’élément de protection mécanique 301 et un élément de recouvrement métallique 310 ou 320, associé à la surface optique 100, de manière à constituer une cage de Faraday, à l’exception de l’ouverture 325. On comprend alors encore mieux l’intérêt d’une ouverture 325 de faible dimension, afin de limiter les fuites électromagnétiques en dehors de l’ensemble de nettoyage 300. Ainsi, l’ensemble de nettoyage 300 peut être placé à proximité d’autres dispositifs ayant d’autres fonctions, sans en perturber leur fonctionnement.
L’ensemble de protection peut comprendre un outre un élément d’étanchéité à proximité de l’ouverture 325, non représenté sur la figure 1, mais décrit en référence aux figures 3a à 3c, apte à limiter le passage de liquide à travers l’ouverture 325.
Aucune restriction n’est par ailleurs attachée à la forme de l’ouverture 325. Il peut par exemple s’agir d’une fente rectangulaire s’étendant sur une partie ou la totalité d’un côté du rectangle ou du carré qui constitue la surface de contact entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100. Il s’agit notamment du côté orienté dans le sens de propagation D de l’onde ultrasonore générée par le transducteur 105, de manière à permettre à l’onde ultrasonore de se propager en dehors de l’ensemble de protection dans le sens D de propagation. Lorsque la surface de contact entre la surface optique 100 et l’élément de protection mécanique 301 est un cercle ou un ovale, l’ouverture 325 peut s’étendre sur une portion du cercle ou de l’ovale, notamment une portion se situant sur le trajet de l’onde ultrasonore se propageant dans le sens de propagation D.
L’ouverture 325 définit notamment un espace 335 entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100, l’espace 335 étant de dimension supérieure à une moitié de l’amplitude de l’onde ultrasonore générée par le transducteur 105, de manière à laisser passer l’onde.
La taille de l’ouverture 325 doit toutefois être limitée afin de faciliter le maintien de l’étanchéité de l’intérieur de l’élément de protection mécanique 301, par exemple la taille doit être inférieure à 100 micromètres.
Ainsi, l’ouverture 325 permet avantageusement de maximiser la protection mécanique apportée au transducteur 105 tout en permettant le passage des ondes ultrasonores dans la direction de propagation D.
Par exemple, la distance 335 peut être supérieure à 10 nanomètres, par exemple égale à 20 ou 30 nanomètres. En variante, la distance 335 peut être supérieure à 10 micromètres, par exemple égale à 20 ou 30 micromètres.
Comme illustrée sur la figure 1, une distance 350 non nulle peut être prévue entre le substrat et l’élément de protection 301 , de manière à ne pas perturber l’onde ultrasonore générée lorsqu’elle parcourt la surface supérieure du substrat 110 avant d’atteindre la surface optique 100. A cet effet, le distance 350 peut être supérieure à 10 nanomètres, voire supérieure à 100 nm, voire supérieures à 500 nm.
Lorsque les électrodes 120 et 130 sont comprises entre le substrat 110 et la surface optique 100, la distance 350 peut être nulle dans la mesure où l’épaisseur du substrat 110 est supérieure à la moitié de l’amplitude des ondes ultrasonores générées. L’encombrement associé à l’ensemble de nettoyage 300 est ainsi réduit.
La figure 1 représente également un voisinage 330 de l’ouverture 325, définissant ce qui se trouve à proximité de l’ouverture 325. La taille du voisinage 330 peut varier, et peut notamment dépendre de la taille de l’ouverture et des dimensions et de la forme de l’élément de protection mécanique. Par exemple, le voisinage 330 peut être constitué par tout point de l’espace situé à une distance de l’ouverture 325 inférieure à une valeur prédéterminée. La valeur prédéterminée peut être une fraction d’une dimension de l’élément de protection mécanique 301 , tel qu’un cinquième, un dixième ou un vingtième d’une dimension horizontale de l’élément de protection mécanique 301, soit une dimension parallèle au plan de la surface optique 100.
L’élément d’étanchéité est avantageusement situé dans le voisinage 330 de l’ouverture 325, de manière à améliorer l’étanchéité entre l’intérieur et l’extérieur de l’ensemble de protection de l’ensemble de nettoyage 300.
L’élément de protection mécanique 301 est fixé sur la surface optique 100 via un élément de fixation 340 de l’ensemble de protection, qui peut être une colle, un film adhésif ou une mousse adhésive. L’élément de fixation peut notamment être réparti au niveau de la surface de contact entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100, à l’exception de la surface de contact correspondant à l’ouverture 325, sauf pour le mode de réalisation de la figure 3c décrit ultérieurement. Par exemple, l’élément de fixation 340 peut être réparti sur trois côtés du rectangle ou du carré formant la surface de contact, à l’exception du côté orienté dans le sens de propagation D des ondes ultrasonores générées à partir du substrat 110.
La figure 3a présente un élément d’étanchéité selon un premier mode de réalisation, placé au voisinage 330 de l’ouverture 325.
L’élément d’étanchéité est une pièce 401 en caoutchouc disposée dans l’ouverture 325 de manière à l’obstruer, liée à l’élément de protection mécanique 301 et en contact avec la surface optique 100. Le contact avec la surface optique 100 peut être linéique de manière à faciliter la déformation de la pièce 401 pour permettre le passage de l’onde ultrasonore. L’élément d’étanchéité permet ainsi à la fois d’améliorer l’étanchéité de l’ensemble de nettoyage 300 afin de protéger le transducteur 105, tout en permettant le passage des ondes ultrasonores générées dans le sens D vers l’extérieur de l’ensemble de protection 301 de l’ensemble de nettoyage 300.
La pièce 401 peut avoir une section triangulaire comme représenté sur la figure 3a de manière faciliter sa fixation sur l’élément de protection mécanique 301 tout en assurant un contact linéique avec la surface optique 100. La pièce 401 peut avoir une épaisseur maximale, selon la direction D, inférieure à 2mm, notamment inférieure à 1mm, voire inférieure à 500 pm.
La figure 3b présente un élément d’étanchéité 402 selon un deuxième mode de réalisation, placé au voisinage 330 de l’ouverture 325.
L’élément d’étanchéité 402 selon le deuxième mode de réalisation est un revêtement hydrophobe ou superhydrophobe 402 de la surface optique 100, disposé à proximité de l’ouverture 325 de l’élément de protection mécanique 301. Il est préférentiellement disposé au moins partiellement sur la surface optique à proximité immédiate de l’ouverture et a minima à l’extérieur de l’élément de protection mécanique 301 dans le sens de propagation D. De manière préférée, le revêtement hydrophobe ou superhydrophobe 402 est disposé sur la surface optique en regard de l’ouverture 325.
De manière alternative ou complémentaire, le revêtement hydrophobe ou superhydrophobe 402 est disposé sur une paroi de l’élément de protection mécanique 301 formant l’ouverture 325.
Le revêtement hydrophobe ou superhydrophobe 402 permet d’améliorer l’étanchéité de l’ensemble de nettoyage pour protéger le transducteur 105, sans impacter le passage des ondes ultrasonores générées vers l’extérieur de l’élément de protection mécanique 301 dans le sens de propagation D.
La figure 3c illustre un élément d’étanchéité selon un troisième mode de réalisation, placé au voisinage 330 de l’ouverture 325. Selon le troisième mode de réalisation, l’élément d’étanchéité réalise une fonction de fixation de l’élément de protection mécanique 301 à la surface optique. L’élément d’étanchéité peut notamment être une colle ou une mousse adhésive 403, dont les propriétés permettent le passage de l’onde ultrasonore au travers. En particulier, la dureté associée à l’élément d’étanchéité est supérieure à un seuil de dureté prédéterminé, de manière à réduire l’absorption de l’onde ultrasonore qui traverse l’élément d’étanchéité. La colle ou mousse adhésive 403 peut avoir une largeur maximale, selon la direction D, inférieure à 2mm, notamment inférieure à 1mm, voire inférieure à 500 pm. La colle ou mousse adhésive 403 peut avoir une épaisseur maximale, selon la direction perpendiculaire à la direction propagation D, inférieure à 3mm, notamment inférieure à 1mm, voire inférieure à 500 pm.
L’élément d’étanchéité peut ainsi former un seul et même élément avec l’élément de fixation 340 présenté ci-avant. Ainsi, la fixation de l’élément de protection mécanique 301 est réalisée en une seule et même étape en répartissent la mousse ou la colle sur l’ensemble de la surface de contact entre l’élément de protection mécanique 301 et la surface optique 100.
Les éléments d’étanchéité présentés ci-avant peuvent en outre être combinés. En particulier, le revêtement hydrophobe ou superhydrophobe 402 peut être utilisé en combinaison avec la pièce en caoutchouc 401 ou avec la mousse adhésive ou colle 403.
A noter que l’ensemble de nettoyage 300 selon l’invention peut comprendre plusieurs transducteurs 105, par exemple orientés dans des directions différentes. Chaque transducteur 105 peut comprendre un élément de protection mécanique 301 dédié, ainsi qu’un élément d’étanchéité tel que décrit précédemment.
En variante, l’élément de protection mécanique 301 peut être mutualisé entre plusieurs transducteurs 105. L’élément de protection mécanique peut alors comprendre :
- une ouverture 325 mutualisée entre les différents transducteurs 105 avec un élément d’étanchéité commun ;
- une ouverture 325 pour chaque transducteur 105, avec un élément d’étanchéité disposé dans le voisinage de chaque ouverture 325.
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.

Claims

REVENDICATIONS
1- Ensemble de protection d’un ensemble de nettoyage comprenant une unité de nettoyage et une surface optique (100), l’unité de nettoyage comportant au moins un transducteur (105) d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique (100), l’ensemble de protection comprenant un élément de protection mécanique (301) configuré pour couvrir le transducteur d’onde, de sorte que le transducteur d’onde est compris entre l’élément de protection mécanique et la surface optique, l’ensemble de protection comprenant un recouvrement (301; 302; 303; 310; 320) en un matériau absorbant d’onde électromagnétique, ledit recouvrement étant apte à limiter un rayonnement électromagnétique du transducteur d’onde en dehors de l’ensemble de nettoyage.
2- Ensemble de protection selon la revendication 1, dans lequel le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique (302; 303; 310; 320) est appliqué au moins partiellement sur une face intérieure de l’élément de protection mécanique (301) faisant face au transducteur (105) ou sur une face extérieure de l’élément de protection mécanique opposée au transducteur ; et/ou configuré pour être appliqué au moins partiellement sur une face (170) de la surface optique entre la surface optique et le transducteur, ou sur une face (360) de la surface optique opposée au transducteur.
3- Ensemble de protection selon la revendication 2, dans lequel le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique est configuré pour être appliqué sur la face (170) de la surface optique sur laquelle est destinée à être disposée un élément piézoélectrique (110) du transducteur (105), et dans lequel le recouvrement en matériau absorbant d’onde électromagnétique est apte à assurer une adhérence entre la surface optique et l’élément piézoélectrique. 4- Ensemble de protection selon l’une quelconques des revendications précédentes, comprenant un premier recouvrement absorbant d’onde électromagnétique (302;303) agencé sur l’élément de protection mécanique (301), et un deuxième recouvrement absorbant d’onde électromagnétique (310 ; 320) configuré pour être agencé sur la surface optique (100), le premier recouvrement absorbant d’onde électromagnétique et la deuxième recouvrement absorbant d’onde électromagnétique étant configurés pour former une cage de Faraday.
5- Ensemble de protection selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément de protection mécanique (301) comprend un capot en plastique recouvert par le recouvrement absorbant d’onde électromagnétique (302; 303) ou comprend un capot en matériau absorbant d’onde électromagnétique constituant le recouvrement.
6- Ensemble de protection selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le recouvrement absorbant d’onde électromagnétique (302; 303; 310; 320) est un maillage métallique, dans lequel une taille des mailles est définie à partir de paramètres de l’onde générée par le transducteur. (105)
7- Ensemble de protection selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un élément de fixation (340) configuré pour être disposé entre l’élément de protection mécanique (301) et la surface optique (100), l’élément de fixation comprenant une mousse adhésive.
8- Ensemble de protection selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un élément de fixation (340) configuré pour être disposé entre l’élément de protection mécanique (301) et la surface optique (100), l’élément de fixation comprenant une colle. 9- Unité de nettoyage d’une surface optique comportant au moins un transducteur (105) d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique, le transducteur d’onde comportant un élément piézoélectrique (110) et des électrodes de polarité (120; 130) opposée au contact de l’élément piézoélectrique, et étant configuré pour générer au moins une onde ultrasonore se propageant dans la surface optique ; et un ensemble de protection selon l’une des revendications 1 à 8.
10- Ensemble de nettoyage (300) comportant :
- une surface optique (100) ;
- une unité de nettoyage de la surface optique selon la revendication 9.
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