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WO2023117676A1 - Dispositif pour nettoyer une surface - Google Patents

Dispositif pour nettoyer une surface Download PDF

Info

Publication number
WO2023117676A1
WO2023117676A1 PCT/EP2022/086116 EP2022086116W WO2023117676A1 WO 2023117676 A1 WO2023117676 A1 WO 2023117676A1 EP 2022086116 W EP2022086116 W EP 2022086116W WO 2023117676 A1 WO2023117676 A1 WO 2023117676A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wave
optical
interest
optical surface
region
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/086116
Other languages
English (en)
Inventor
Alexandre FILLOUX
Frederic Giraud
Frederic Bretagnol
Original Assignee
Valeo Systèmes d'Essuyage
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 Systèmes d'Essuyage filed Critical Valeo Systèmes d'Essuyage
Priority to EP22836169.7A priority Critical patent/EP4453633A1/fr
Priority to CN202280084958.6A priority patent/CN118435100A/zh
Publication of WO2023117676A1 publication Critical patent/WO2023117676A1/fr

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    • 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
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S2007/4975—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen
    • G01S2007/4977—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen including means to prevent or remove the obstruction
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements

Definitions

  • the technical context of the present invention is that of sensors and in particular devices for cleaning a surface of such sensors through which surface said sensors operate their measurements. More particularly, the invention relates to a device for cleaning an optical surface, a protection unit comprising such a cleaning device, a protection assembly comprising such a protection unit and a motor vehicle.
  • the present invention relates to a cleaning device for cleaning bodies in contact with an optical surface by means of ultrasonic waves.
  • cleaning it is understood here that the cleaning device is configured to remove the bodies which were present in contact with the optical surface so that, following the cleaning operation, the optical surface is free of said bodies.
  • an objective sought by the present invention is to overcome the effects linked to the accumulation of bodies on an optical surface, such as in particular drops of rain, frost or snow.
  • a known disadvantage of this technique is that it does not can be implemented only with particular materials and requires a particularly precise positioning of the electrodes on all the surface where one wants to control the properties of wetting, making complex even expensive its industrialization, its mass production and its integration in products for the automotive industry, for example.
  • cleaning methods are known which make it possible to evacuate a liquid if accumulating on an optical surface of the sensor, the latter possibly taking the form of a support attached to the sensor or even of a windshield, via generation and propagation of ultrasonic surface waves in the optical surface.
  • document WO 2012/095643 A1 describes a method for evacuating raindrops from a windshield by ultrasonic vaporization. The amplitude and frequency of vibration are chosen so that the raindrops falling on the windshield are vaporized as soon as they enter the zone of vibratory movement of the surface of the windshield.
  • the techniques presented above all have drawbacks related to their integration on more compact surfaces.
  • the object of the present invention is to provide a new cleaning device in order to respond at least in large part to the above problems and also to lead to other advantages.
  • Another object of the invention is to allow integration of such a cleaning device in compact environments, and in particular sensors as used in the automotive field.
  • Another object of the invention is to improve the cleaning efficiency of an optical surface by such a cleaning device.
  • Another object of the invention is to reduce the electrical power required to drive such a cleaning device to clean the optical surface.
  • At least one of the aforementioned objectives is achieved with a device for cleaning an optical surface having at least a first region of optical interest and a second region of optical interest , the cleaning device comprising at least one wave transducer intended to be acoustically coupled with the optical surface.
  • the at least one wave transducer is configured to be placed in an intermediate zone located between the two regions of optical interest, such that the at least one wave transducer is configured to generate a wave propagating in a first direction in the first region of optical interest and in a second direction in the second region of optical interest.
  • the wave generated by each at least one wave transducer is of the type of a surface wave. More particularly, the wave generated by each at least one wave transducer is of the type of an ultrasonic wave and/or of the type of a Lamb wave and/or of the type of a Rayleigh wave.
  • each at least one wave transducer is of the type of an electronic chip configured to be able to generate the wave in question.
  • each at least one wave transducer is of the type of a single electromechanical comb, an electrical polarization of which makes it possible to generate the wave, so that it propagates in the optical surface in the direction and in one and/or the other of the regions of optical interest.
  • each at least one wave transducer comprises a plurality of wave generation devices, such as for example electromechanical combs.
  • the cleaning device comprises several wave transducers placed side by side of each other and sharing between them one or more electromechanical combs in order to generate the wave so that it propagates in the optical surface in the direction and in one and/or the other of the regions of optical interest.
  • the wave generated by each at least one transducer advantageously has a fundamental frequency between 0.1 MHz and 1000 MHz, preferably between 15 MHz and 30 MHz, for example equal to 20 MHz.
  • the wave generated by each at least one transducer advantageously has an amplitude of between 1 nanometer and 500 nanometers.
  • the amplitude of the wave corresponds to the normal displacement of a face of the optical surface on which the wave propagates.
  • the ultrasonic surface wave can be a Rayleigh wave, when the optical surface has a thickness greater than the wavelength of the ultrasonic surface wave.
  • a Rayleigh wave is favored because a maximum proportion of the wave's energy is concentrated on the face of the optical surface on which it propagates, and can be transmitted to a body, for example a raindrop, resting on the optical surface.
  • the device according to the invention thus makes it possible to effectively clean the optical surface by means of the propagation of the wave in said optical surface, so that a body, such as for example a drop of rain, in contact with the optical surface is set in motion by the wave generated by each at least one wave transducer.
  • the optical surface can be of any type and fulfill any function vis-à-vis one or more devices intended to emit or capture radiation passing through said optical surface.
  • the optical surface may be an optical lens making up the device(s) through which the radiation passes or even a surface protection positioned opposite the optical lens(es) of the device(s).
  • each at least one wave transducer is located in an intermediate position between the first region of optical interest and the second region of optical interest, forming the intermediate zone.
  • the intermediate zone is understood in any direction, depending on the relative arrangement of the regions of optical interest.
  • each at least one wave transducer is located laterally between the first region of optical interest and the second region of optical interest, and/or each at least one wave transducer is located vertically between the first region of optical interest and the second region of optical interest, and/or each at least one wave transducer is located longitudinally between the first region of optical interest and the second region of optical interest.
  • the lateral, vertical and longitudinal directions are taken respectively according to a lateral direction of the motor vehicle extending between two side fenders of said motor vehicle, in a vertical direction of the motor vehicle extending between wheels and a roof liner of said motor vehicle, and in a longitudinal direction of the motor vehicle extending between a rear bumper and a front bumper of said vehicle automobile.
  • the first and the second direction are opposed to each other, so that a first guideline characteristic of the first direction extends parallel or substantially parallel to a second guideline characteristic of the second direction.
  • the first guideline forms an angle of between 150° and 210° with the second guideline.
  • the at least one transducer is configured to be able to generate a wave propagating both in a first half-plane comprising the first region of optical interest and in a second half-plane comprising the second region of optical interest, each half-plane is disjoint from the other half-plane.
  • the half-planes are opposite each other and relative to the at least one wave transducer.
  • the cleaning device according to the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
  • the at least one wave transducer comprises exactly one wave transducer, the wave transducer being configured to generate a first wave propagating in the direction of the first region of optical interest and a second wave propagating towards the second region of optical interest.
  • the at least one wave transducer comprises (i) a first wave transducer configured to generate a first wave so that it propagates through the first region of optical interest, and (ii) a second wave transducer configured to generate a second wave such that it propagates through the second region of optical interest.
  • each at least one wave transducer comprises a reflector member configured to reflect the wave generated by one of the wave transducers and extending in the direction of the other of the wave transducers, so that the waves generated by the wave transducers do not propagate in the intermediate zone of the optical surface.
  • the first wave generated by the first wave transducer is of the type of a unidirectional wave propagating towards and through the first region of optical interest
  • the second wave generated by the second transducer wave is of the type of a unidirectional wave propagating in the direction and through the second region of optical interest
  • the first wave transducer extends parallel to the second wave transducer.
  • a distance separating the first wave transducer from the second wave transducer is between 5% and 10% of a dimension of a longest edge of the optical surface.
  • a distance separating the first wave transducer from the second wave transducer is less than 30 mm, preferably less than 20 mm, preferably less than 10 mm.
  • each at least one wave transducer extends along an edge of the corresponding optical region of interest, and along a length between 80 % and 120% of a length of the edge of said optical region of interest.
  • each at least one wave transducer extends over a length at least equal to the length of the edge of the optical region of interest against or facing which it is installed.
  • the piezoelectric layer of each at least one wave transducer forms at least one strip extending over one face of the optical surface.
  • each wave transducer preferably comprises several wave transducers which share the same piezoelectric layer.
  • the wave transducers are arranged electrically in series with respect to each other or in parallel with respect to each other, or driven independently of each other;
  • the piezoelectric layer has a thickness between 1 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the piezoelectric layer has a thickness of less than 250 ⁇ m, or even less than 10 ⁇ m.
  • the thickness of the piezoelectric layer is defined according to the thickness of the optical surface with which the cleaning device according to the first aspect of the invention is intended to collaborate.
  • a ratio between the thickness of the optical surface and that of the piezoelectric layer is preferably greater than 2, preferably greater than 10, or even greater than 50.
  • the thickness of the piezoelectric layer is taken in a direction perpendicular to the face of said piezoelectric layer intended to be in contact with the optical surface, and the thickness of the optical surface is taken in a direction perpendicular to said optical surface;
  • the piezoelectric layer is optionally deposited on the optical surface by a process chosen from physical vapor deposition, chemical vapor deposition, magnetron sputtering and electron cyclotron resonance.
  • the piezoelectric layer is firmly attached to the optical surface by bonding. This configuration is particularly preferred in the case of a piezoelectric layer of greater thickness;
  • the piezoelectric layer is formed of a material chosen from the group formed by lithium niobate, aluminum nitride, zinc oxide, lead titano-zircanate, and mixtures thereof ;
  • the piezoelectric layer is alternatively opaque to visible light or transparent.
  • transparent or “opaque” is meant respectively a transparency or an opacity to electromagnetic radiation whose emission spectrum is included in the visible to the human eye and / or in the infrared and / or in the 'ultraviolet.
  • the piezoelectric layer or layers of each at least one wave transducer comprise polarity electrodes configured to allow electrical polarization of the piezoelectric layer necessary for its operation.
  • the electrodes of polarity are at an opposite electrical potential, that is to say they are intended to be electrically supplied by electrical voltages of opposite signs.
  • the polarity electrodes each comprise a comb comprising a branch from which fingers extend, the branch and the fingers together forming said comb.
  • the combs of each polarity electrode are interdigitated, that is to say that the fingers of each comb are placed facing each other in an alternating manner.
  • each of the fingers of a comb has a width equal to a quarter of the fundamental wavelength of the wave generated by the at least one corresponding wave transducer.
  • an interval between two consecutive fingers of the same comb is equal to a quarter of the fundamental wavelength of the wave generated by the at least one corresponding wave transducer.
  • the interval between the fingers of a comb forming one of the polarity electrodes determines the resonant frequency of the corresponding wave transducer.
  • the alternating electrical polarization of the electrodes of opposite polarity induces a mechanical response of the piezoelectric material, the latter expanding and contracting under the effect of the electrical polarization. This results in the generation of the surface wave which then propagates in the optical surface in the direction of the regions of optical interest;
  • the polarity electrodes are metallic. 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 polarity electrodes can be made of a conductive transparent oxide, for example chosen from indium tin oxide, zinc oxide doped with aluminum and mixtures thereof.
  • each at least one wave transducer can be transparent and be formed from such electrodes and from a transparent piezoelectric layer of lithium niobate or zinc oxide.
  • the polarity electrodes are for example deposited on the piezoelectric layer by an evaporation or sputtering process and shaped by photolithography.
  • the polarity electrodes can also be printed, for example by inkjet printing.
  • they can be printed on a flexible thermoplastic material, and be applied by transfer to the piezoelectric layer;
  • each at least one wave transducer is electrically connected to a source of bias via electrical connectors which extend between said at least one wave transducer and through the intermediate zone of the surface optical.
  • the electrical connectors are electrically connected to the polarity electrodes in order to supply electrical energy necessary for the operation of the at least one wave transducer.
  • a protection unit comprising (i) an optical surface having at least a first region of optical interest and a second region of optical interest, and (ii) a cleaning device according to the first aspect of the invention or according to any one of its improvements, the cleaning device being acoustically coupled with the optical surface.
  • the protection unit in accordance with the second aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
  • the regions of optical interest of the optical surface are not superimposed with the at least one wave transducer of the cleaning device according to the first aspect of the invention.
  • the at least one transducer is located at a distance from each region of optical interest of the optical surface.
  • the at least one transducer is located on a region of the optical surface, called transduction region, different and separate from the regions of optical interest of said optical surface.
  • This advantageous configuration makes it possible not to obscure each region of optical interest and to allow the proper functioning of a device.
  • the optical surface is a protective surface for a device, this advantageous configuration makes it possible not to obscure each region of optical interest and to allow the correct operation of the device located opposite and capturing and /or emitting radiation through said optical region of interest;
  • the side of the optical surface on which the wave generated by the at least one wave transducer propagates is flat or curved. If the optical surface is curved, then a radius of curvature of the face in question is greater than the wavelength of the wave generated by the at least one wave transducer.
  • the face of the optical surface is possibly rough. In this case, roughnesses forming the face of the optical surface are preferably less than the length fundamental wave of the wave generated by the at least one wave transducer, in order to prevent them from significantly affecting their propagation;
  • the optical surface is in the form of a plate, preferably flat or having at least one curvature in one direction.
  • the optical surface can be a lens.
  • the optical surface can take any shape
  • the optical surface can be oriented and tilted in any orientation and/or along any inclination.
  • the optical surface can be arranged parallel to a horizontal plane, or it can form an angle a greater than 10°, or even greater than 20°, or even greater than 45°, or even greater than 70° relative to the horizontal plane.
  • the optical surface can be arranged vertically;
  • the optical surface comprises an acoustically conductive portion, preferably made of glass, each at least one wave transducer being acoustically coupled to the acoustically conductive portion, so that the wave generated by the at least one transducer d
  • the wave propagates in the acoustically conductive portion of the optical surface.
  • the acoustically conductive portion of the optical surface extends over all or part of the optical surface.
  • the acoustically conductive portion of the optical surface comprises the regions of optical interest of said optical surface.
  • the optical surface comprises a monolayer or multilayer coating which covers one side of the acoustically conductive portion.
  • the optical surface comprises a stack formed at least of an acoustically insulating portion and of the acoustically conducting portion stacked on top of each other.
  • the acoustically conductive portion is preferably removably mounted on the acoustically insulating portion;
  • the optical surface is preferably optically transparent.
  • transparent is meant a transparency to electromagnetic radiation whose emission spectrum is included in the visible range for the human eye and/or in the infrared and/or in the ultraviolet.
  • a detection assembly comprising (i) a protection unit according to the second aspect of the invention or according to any one of its improvements, and (ii) at least two devices, each device being configured to pick up and/or emit radiation through one of the regions of optical interest of the optical surface.
  • each device is configured to capture and/or emit radiation. To this end, it comprises a sensor and/or a radiation emitter.
  • each device is preferably chosen from an optical remote sensing device, such as for example a lidar, a photographic device, a camera, a radar, an infrared sensor and an ultrasonic rangefinder.
  • the protection unit makes it possible to facilitate the correct operation of each device, since the optical region of interest of the optical surface through which the radiation captured or emitted by said device is cleaned by the compliant cleaning device to the first aspect of the invention and collaborating with the optical surface.
  • This advantageous configuration thus makes it possible to reduce the interference between bodies which would have been present on the optical surface, at the level of the optical regions of interest, and the radiation passing through said optical regions of interest.
  • the protective assembly in accordance with the third aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination: [55] - the optical surface is located opposite the devices of the protection unit in order to protect said devices. Preferably, the optical surface is located at a distance from the devices, so that it is not in contact with them, in a direction substantially parallel to the radiation emitted or picked up by said devices. Alternatively, the optical surface is directly in contact with the devices, and is for example in contact with the sensor and/or the transmitter of said devices;
  • the optical surface is of the type of a lens intended to transform and/or deflect the radiation generated or captured by the devices located opposite.
  • the optical surface is an optical protection member which does not transform and/or deflect the radiation passing through the optical surface, for example to protect the sensor and/or the transmitter.
  • one and/or the other of the devices comprises the optical surface which is then a lens, or the optical surface is a member for protecting one and/or the other of the devices;
  • the detection assembly includes a processing unit configured to analyze, preferably only, the radiation captured by the devices through the corresponding optical regions of interest.
  • a processing unit configured to analyze, preferably only, the radiation captured by the devices through the corresponding optical regions of interest.
  • an analysis unit is adapted in a variant according to which all or part of the transducer is contained in an optical field of the device.
  • the at least one wave transducer of the cleaning device is arranged outside an optical field of each device.
  • This advantageous configuration thus makes it possible to limit any shading effects on said devices, thus optimizing the capture and/or the emission of radiation through the optical surface.
  • the “optical field” is the portion of space towards which one of the devices is capable of emitting radiation and/or from which it is capable of capturing radiation;
  • the radiation emitted or captured by the devices has an electromagnetic spectrum that extends into the visible to the human eye and/or into the infrared and/or into the ultraviolet;
  • each at least one wave transducer is acoustically coupled to the optical surface in order to be able to generate the wave through the corresponding optical region of interest; [61] - according to a first variant embodiment, each at least one wave transducer is firmly fixed in contact with the optical surface.
  • each wave transducer is firmly attached to the optical surface by any means, such as for example by bonding using a polymeric adhesive which acoustically couples each wave transducer to the optical surface, or by molecular adhesion, or by means of a thin metallic layer providing adhesion between the optical surface and the piezoelectric layer of each wave transducer, or by means of a method comprising a step of melting a portion of the piezoelectric layer and/or of a portion of the optical surface followed by a step consisting in compressing together the piezoelectric layer and the optical surface, the respective molten portions of the optical surface and of the piezoelectric layer being in contact with one another.
  • each at least one wave transducer is arranged in an intermediate position between the optical surface and the device, relative to the radiation captured and/or emitted by the devices.
  • each at least one transducer is protected by the optical surface from bad weather and/or projections, the optical surface acting as a protective surface for the at least one wave transducer.
  • each at least one wave transducer is then configured to generate the wave - preferably of the type of a Lamb wave - so that it reaches the face of the optical surface opposite to to the devices and in contact with which a body, for example a drop of rain, is possibly present;
  • the optical surface is arranged in an intermediate position between the at least one wave transducer and the devices, relative to the radiation captured and/or emitted by the devices.
  • the optical surface is no longer a protective surface for the at least one wave transducer, but it can remain one for the devices.
  • the at least one transducer is in contact with the face of the optical surface opposite the devices.
  • the at least one wave transducer is configured to emit a wave—preferably of the type of an ultrasonic surface wave—which propagates on this face.
  • the protective assembly advantageously comprises a cover superimposed on each at least one wave transducer and configured to define a protective housing of said at least one wave transducer;
  • a motor vehicle comprising a detection assembly in accordance with the third aspect of the invention or according to any of its improvements.
  • FIG.1 illustrates a side view of a first embodiment of a cleaning device according to the first aspect of the invention
  • FIGURE 1 illustrates a top view of the cleaning device shown in FIGURE 1;
  • FIG.3 illustrates a side view of a second embodiment of a cleaning device according to the first aspect of the invention
  • FIG.4 shows a top view of the cleaning device shown in FIGURE 3.
  • variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive of each other.
  • variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from to the state of the prior art.
  • all the variants and all the embodiments described can be combined with one another if nothing prevents this combination from a technical point of view.
  • the invention relates to a cleaning device 5, a protection unit 50 and a detection assembly 500.
  • the cleaning device 5 comprises at least one transducer 70, 70A, 70B intended to be able to be coupled acoustically to an optical surface 10 which comprises at least a first region of optical interest 100A and a second region of optical interest 100B.
  • the optical surface is not part of the cleaning device 5 according to the first aspect of the invention.
  • the protection unit 50 comprises the cleaning device 5 acoustically coupled to the optical surface 10.
  • the optical surface 10 is indeed part of the protection unit, associated with the cleaning device 5.
  • the transducers 70, 70A, 70B are acoustically coupled to the optical surface 10 in order to generate a wave in or on said optical surface 10 in order to be able to remove bodies 40 therefrom present on its surface, such as for example drops of water;
  • the detection assembly 500 includes both the optical surface 10 with which the cleaning device 5 is associated, as well as at least two devices 20A, 20B configured to capture and/or emit radiation R through of one of the regions of optical interest 100A, 100B of the optical surface 10.
  • the detection assembly 500 advantageously comprises a housing 52 which defines a chamber 55 housing the at least two devices 20A, 20B.
  • the chamber 55 is delimited laterally by a solid wall 60 of the box 52 and, longitudinally by the optical surface 10.
  • the surface optic 10 closes the chamber 55 in an airtight and watertight manner.
  • the devices 20A, 20B housed in the chamber 55 are protected from the weather.
  • Each at least two devices 20A, 20B comprises a sensor 25 configured to pick up R radiation and/or a transmitter configured to emit R radiation.
  • each at least two devices 20A, 20B further comprises a lens 30 making it possible to direct the radiation R emitted and/or captured towards the sensor 25.
  • one of the at least two devices 20A, 20B is of the type of a lidar which is configured to emitting laser radiation and capturing in return the part reflected by an object of this laser radiation, or one of the at least two devices 20A, 20B is of the type of a camera configured to detect a luminous flux forming the radiation R .
  • the longitudinal direction is taken in a direction substantially parallel to the radiation R, and the lateral direction is defined in a direction substantially perpendicular to said radiation R.
  • each at least two devices 20A, 20B is characterized by an optical field CO which corresponds to a portion of space from which it is capable of acquiring and/or emitting radiation R. Outside this optical field CO, no R radiation can be emitted and/or picked up by the sensor 25 of one of the at least two devices 20A, 20B.
  • the optical surface 10 completely covers the sensor 25 of at least two devices 20A, 20B, simultaneously. In this way, the optical surface 10 thus forms a protection member 35 for the at least two devices 20A, 20B. Consecutively, when, for example, the protection unit 50 is mounted on a motor vehicle which moves along a direction X, the optical surface 10 forms a barrier against bodies 40, such as for example dust, mud particles or raindrops, which then come into contact with an outer face 45 of the optical surface 10, opposite the devices 20A, 20B.
  • bodies 40 such as for example dust, mud particles or raindrops
  • the optical surface 10 is transparent to the R radiation received and/or emitted by the sensor 25 of each device 20A, 20B.
  • the optical surface 10 is transparent at its regions of interest 100A, 100B.
  • the optical surface 10 is in the form of a plate whose thickness e P is for example between 0.5 mm and 5 mm.
  • the optical surface 10 can be curved, and for example have the shape of a lens.
  • the cleaning device 5 comprises at least one wave transducer 70, 70A, 70B intended to be acoustically coupled with the optical surface 10, the at least one transducer 70, 70A, 70B d the wave being configured to be placed in an intermediate zone 200 of the optical surface 10 located between the two regions of optical interest 100A, 100B.
  • the at least one wave transducer 70, 70A, 70B is configured to generate a wave WL, WL1, WL2 which propagates:
  • the first direction and the second direction are different.
  • they are advantageously located, relative to the at least one wave transducer 70, 70A, 70B in different half-planes.
  • the first and second directions are advantageously located opposite one another with respect to the at least one wave transducer 70, 70A, 70B.
  • this advantageous configuration results directly from the location of the at least one wave transducer 70, 70A, 70B with respect to the regions of optical interest 100A, 100B of the optical surface 10: the at least one transducer 70 , 70A, 70B wave is located in the spacer zone 200.
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B is arranged between the two regions of optical interest 100A, 100B of the optical surface 10.
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B is configured to generate at least one WL wave in the direction and in at least one, if not both, regions of optical interest 100A, 100B of the surface lens 10:
  • the cleaning device 5 comprises a single wave transducer 70 located in the intermediate zone 200 of the optical surface 10, so that the transducer 70 d the wave simultaneously generates (i) a first wave WL1 which propagates in the direction and in the first region of optical interest 100A and (ii) a second wave WL2 which propagates in the direction and in the second region of optical interest 100B;
  • the cleaning device 5 comprises two wave transducers 70A, 70B which are all located in the intermediate zone 200 of the optical surface 10.
  • the first wave transducer 70A generates a wave WL1 which propagates exclusively in the direction and in the first region of optical interest 100A and (ii) the second wave transducer 70A generates a wave WL2 which propagates exclusively in direction and in the second region of optical interest 100B.
  • each wave transducer 70, 70A, 70B comprises a reflector member configured to reflect the WL wave generated by said wave transducer 70, 70A, 70B and extending in the direction of the other transducer 70, 70A, 70B wave.
  • the WL wave generated by the wave transducers 70, 70A, 70B does not propagate towards and in the intermediate zone 200 of the optical surface 10.
  • the WL wave generated by each transducer 70, 70A, wave 70B propagates only in the direction and in the region of optical interest 100A, 100B located opposite said wave transducer 70, 70A, 70B and opposite the intermediate zone 200 relative to said transducer 70, 70A, 70B wave considered.
  • the cleaning device 5 can comprise more than two wave transducers 70, 70A, 70B to generate a WL wave in the direction of one and/or the other of the regions of optical interest 100A, 100B of the optical surface 10.
  • the present invention notably addresses all the combinations resulting from the two embodiments mentioned above.
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B extends along an edge of the optical region of interest 100A, 100B, preferably along a length of between 80% and 120 % of a length of the edge of said optical region of interest 100A, 100B.
  • the wave transducers 70, 70A, 70B extend parallel to each other, so that a distance between each transducer 70, 70A, 70B of wave is constant between two terminal ends of said transducers 70, 70A, 70B of wave.
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B borders one and/or the other region of optical interest 100A, 100B of the optical surface , so that said regions of optical interest 100A, 100B are finally not superimposed with each at least one wave transducer 70, 70A, 70B.
  • At least part of - and preferably entirely - each region of optical interest 100A, 100B is contained in the optical field CO of one of the devices 20A, 20B located opposite.
  • the at least one wave transducer 70, 70A, 70B is systematically placed outside the optical field CO of all the devices 20A, 20B, such that said at least one wave transducer 70, 70A, 70B d wave does not interfere or substantially does not interfere with the R radiation passing through the regions of optical interest 100A, 100B.
  • the at least one wave transducer 70, 70A, 70B can be located on one side and/or the other of the optical surface 10:
  • the at least one wave transducer 70, 70A, 70B is located on a face to be cleaned 45 of the optical surface 10.
  • the clean face 45 is the face of the optical surface 10 on which the bodies 40 to be evacuated by the cleaning device 5 - or the protection unit 50 - are located.
  • the face to be cleaned 45 is the face of the optical surface 10 which is located opposite the devices 20A, 20B;
  • the at least one wave transducer 70, 70A, 70B is located on an internal face 90 of the optical surface 10.
  • the internal face 90 is formed by the face opposite the face to be cleaned 45 of the optical surface 10.
  • the internal face 90 is the face of the surface optical 10 which is located directly opposite the devices 20A, 20B.
  • Each at least one wave transducer 70, 70A, 70B comprises a piezoelectric layer 80 and polarity electrodes 85 of polarity configured to allow electrical polarization of the piezoelectric layer necessary for the operation of each at least one transducer 70, 70A, 70B wave.
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B makes it possible to generate a wave WL of the type of a surface ultrasonic wave or of a Lamb wave or of the Rayleigh type, said wave propagating in the optical surface 10, at least at the level of the regions of optical interest 100A, 100B:
  • each at least one wave transducer 70, 70A, 70B it is necessary to supply electrical energy which will make it possible to generate, for example, the mechanical oscillation of the piezoelectric layer at the origin of the wave produced by said at least one wave transducer 70, 70A, 70B.
  • the electrical energy is conveyed by electrical connectors 86 intended to be electrically connected to a bias source.
  • the electrical connectors 86 extend between each at least one wave transducer 70, 70A, 70B and through the intermediate zone 200 of the optical surface 10.
  • the electrical connectors 86 are electrically connected to the polarity electrodes 85.
  • the electrical connectors 86 can be electrically connected to the polarity electrodes 85 according to any form of electrical architecture, and in particular according to one or more serial and/or parallel links connecting one or more wave transducers 70, 70A, 70B to each other .
  • the invention relates to a device 5 for cleaning an optical surface 10 having at least a first region of optical interest 100A and a second region of optical interest 100B separated by an intermediate region 200.
  • at least one wave transducer 70, 70A, 70B is acoustically coupled with the optical surface 10 in order to generate a wave propagating (i) towards and in the first region of optical interest 100A and (ii) towards and in the second region of optical interest 100B.
  • the cleaning device 5 comprises a single wave transducer 70, 70A, 70B generating the wave simultaneously towards and in the two regions of optical interest 100A, 100B or the cleaning device 5 comprises at least two wave transducers 70, 70A, 70B each generating a wave which propagates towards and in a single region of optical interest 100A, 100B.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de nettoyage (5) d'une surface optique (10) présentant au moins une première région d'intérêt optique (100A) et une deuxième région d'intérêt optique (100B) séparée par une région intercalaire (200). Dans l'invention, au moins un transducteur (70, 70A, 70B) d'onde est couplé acoustiquement avec la surface optique (10) afin de générer une onde se propageant (i) vers et dans la première région d'intérêt optique (100A) et (ii) vers et dans la deuxième région d'intérêt optique (100B). Selon l'invention, le dispositif de nettoyage 5 comporte un unique transducteur (70, 70A, 70B) d'onde générant l'onde simultanément vers et dans les deux régions d'intérêt optique (100A, 100B ou le dispositif de nettoyage (5) comporte au moins deux transducteurs (70, 70A, 70B) d'onde générant chacun une onde qui se propage vers et dans une seule région d'intérêt optique (100A, 100B).

Description

Description Dispositif pour nettoyer une surface
[1 ] [Le contexte technique de la présente invention est celui des capteurs et en particulier des dispositifs de nettoyage d’une surface de tels capteurs au travers de laquelle surface lesdits capteurs opèrent leurs mesures. Plus particulièrement, l’invention a trait à un dispositif de nettoyage d’une surface optique, une unité de protection comportant un tel dispositif de nettoyage, un ensemble de protection comportant une telle unité de protection et un véhicule automobile.
[2] D’une manière générale, la présente invention a trait à un dispositif de nettoyage permettant de nettoyer des corps en contact avec une surface optique au moyen d’ondes ultrasonores. Par « nettoyer », on comprend ici que le dispositif de nettoyage 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.
[3] 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.
[4] 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.
[5] On connaît aussi la mise en oeuvre 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.
[6] Enfin, on connaît 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.
[7] 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 connaît des procédés de nettoyage permettant d’évacuer un liquide s’accumulant sur une surface optique du capteur, celle-ci pouvant prendre la forme d’un support rattaché au capteur ou encore d’un pare-brise, via une génération et une propagation d’ondes de surface ultrasonores dans la surface optique. En particulier, on connaît le document WO 2012/095643 A1 qui décrit un procédé pour évacuer les gouttes de pluie d’un pare-brise par vaporisation ultrasonique. Les amplitude et fréquence de vibration sont choisies de sorte que les gouttes de pluie tombant sur le pare-brise soient vaporisées dès qu’elles entrent dans la zone de mouvement 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 d’un support 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.
[8] Les techniques présentées ci-dessus présentent toutes des inconvénients liés à leur intégration sur des surfaces plus compactes. [9] La présente invention a pour objet de proposer un nouveau dispositif de nettoyage afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
[10] Un autre but de l’invention est de permettre une intégration d’un tel dispositif de nettoyage dans des environnements compacts, et notamment des capteurs tels qu’utilisés dans le domaine automobile.
[1 1 ] Un autre but de l’invention est d’améliorer l’efficacité de nettoyage d’une surface optique par un tel dispositif de nettoyage.
[12] Un autre but de l’invention est de réduire une puissance électrique nécessaire au pilotage d’un tel dispositif de nettoyage pour nettoyer la surface optique.
[13] Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un dispositif de nettoyage d’une surface optique présentant au moins une première région d’intérêt optique et une deuxième région d’intérêt optique, le dispositif de nettoyage comportant au moins un transducteur d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique. Selon l’invention, l’au moins un transducteur d’onde est configuré pour être disposé dans une zone intercalaire située entre les deux régions d’intérêt optique, de sorte que l’au moins un transducteur d’onde est configuré pour générer une onde se propageant dans une première direction dans la première région d’intérêt optique et dans une deuxième direction dans la deuxième région d’intérêt optique.
[14] Dans le contexte de la présente invention, l’onde générée par chaque au moins un transducteur d’onde est du type d’une onde de surface. Plus particulièrement, l’onde générée par chaque au moins un transducteur d’onde est du type d’une onde ultrasonore et/ou du type d’une onde de Lamb et/ou du type d’une onde de Rayleigh.
[15] Dans le contexte de l’invention, chaque au moins un transducteur d'onde est du type d’une puce électronique configurée pour pouvoir générer l’onde en question. Selon un premier exemple de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde est du type d’un seul peigne électromécanique dont une polarisation électrique permet de générer l’onde, de sorte à ce qu’elle se propage dans la surface optique en direction et dans l’une et/ou l’autre des régions d’intérêt optique. Selon un deuxième exemple de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde comporte une pluralité de dispositifs de génération d’onde, tels que par exemple des peignes électromécaniques. Selon un troisième exemple de réalisation, le dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention comporte plusieurs transducteurs d’ondes placés côte à côte des uns des autres et partageant entre eux un ou plusieurs peignes électromécaniques afin de générer l’onde afin qu’elle se propage dans la surface optique en direction et dans l’une et/ou l’autre des régions d’intérêt optique.
[16] L’onde générée par chaque au moins un transducteur présente 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, l’onde générée par chaque au moins un transducteur présente avantageusement une amplitude comprise entre 1 nanomètre et 500 nanomètres. Dans le contexte de l’invention, l’amplitude de l’onde correspond au déplacement normal d’une face de la surface optique sur laquelle se propage l’onde.
[17] L’onde de surface ultrasonore peut être une onde de Rayleigh, lorsque la surface optique présente une épaisseur supérieure à la longueur d’onde de l’onde de surface ultrasonore. 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.
[18] Le dispositif selon l’invention permet ainsi de nettoyer efficacement la surface optique au moyen de la propagation de l’onde 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.
[19] Dans le contexte de l’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. 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).
[20] Dans le contexte de la présente invention, chaque au moins un transducteur d’onde est situé dans une position intermédiaire entre la première région d’intérêt optique et la deuxième région d’intérêt optique, formant la zone intercalaire. Dans le contexte de l’invention, la zone intercalaire s’entend selon n’importe quelle direction, en fonction de la disposition relative des régions d’intérêt optique. A titre d’exemple non limitatif, chaque au moins un transducteur d’onde est situé latéralement entre la première région d’intérêt optique et la deuxième région d’intérêt optique, et/ou chaque au moins un transducteur d’onde est situé verticalement entre la première région d’intérêt optique et la deuxième région d’intérêt optique, et/ou chaque au moins un transducteur d’onde est situé longitudinalement entre la première région d’intérêt optique et la deuxième région d’intérêt optique.
[21 ] De manière préférentielle, lorsque le dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention est mis en oeuvre sur un véhicule automobile, les directions latérales, verticales et longitudinales sont prises respectivement selon une direction latérale du véhicule automobile s’étendant entre deux ailes latérales dudit véhicule automobile, selon une direction verticale du véhicule automobile s’étendant entre des roues et un pavillon de toit dudit véhicule automobile, et selon une direction longitudinale du véhicule automobile s’étendant entre un parechoc arrière et un parechoc avant dudit véhicule automobile.
[22] Dans le contexte de l’invention, la première et la deuxième direction sont opposées l’une à l’autre, de sorte qu’une première ligne directrice caractéristique de la première direction s’étende de manière parallèle ou sensiblement parallèle à une deuxième ligne directrice caractéristique de la deuxième direction. Eventuellement, la première ligne directrice forme un angle compris entre 150° et 210° avec la deuxième ligne directrice. D’une manière générale, l’au moins un transducteur est configuré pour pouvoir générer une onde se propageant à la fois dans un premier demi-plan comportant la première région d’intérêt optique et dans un deuxième demi-plan comportant la deuxième région d’intérêt optique, chaque demi-plan est disjoint de l’autre demi-plan. Avantageusement, les demi-plans sont opposés l’un par rapport à l’autre et relativement à l’au moins un transducteur d’ondes.
[23] Le dispositif de nettoyage 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 :
[24] - selon une première variante de réalisation, l’au moins un transducteur d’ondes comporte exactement un transducteur d’onde, le transducteur d’onde étant configuré pour générer une première onde se propageant en direction de la première région d’intérêt optique et une deuxième onde se propageant en direction de la deuxième région d’intérêt optique. Cette configuration avantageuse autorise une simplicité de montage et des coûts de production réduits : l’unique transducteur d’onde permet ainsi de générer l’onde correspondante en direction de et au travers de chacune des deux régions d’intérêt optique ;
[25] - selon une deuxième variante de réalisation alternative à la première variante de réalisation, l’au moins un transducteur d’onde comporte (i) un premier transducteur d’onde configuré pour générer une première onde de sorte à ce qu’elle se propage dans la première région d’intérêt optique, et (ii) un deuxième transducteur d’onde configuré pour générer une deuxième onde de sorte à ce qu’elle se propage dans la deuxième région d’intérêt optique. Cette configuration avantageuse permet de disposer de plus de puissance pour nettoyer chaque région d’intérêt optique de la surface optique ;
[26] - dans la deuxième variante de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde comporte un organe réflecteur configuré pour réfléchir l’onde générée par l’un des transducteurs d’onde et s’étendant en direction de l’autre des transducteurs d’onde, de sorte que les ondes générées par les transducteurs d’onde ne se propagent pas dans la zone intercalaire de la surface optique. En d’autres termes, la première onde générée par le premier transducteur d’onde est du type d’une onde unidirectionnelle se propageant en direction et au travers de la première région d’intérêt optique, et la deuxième onde générée par le deuxième transducteur d’onde est du type d’une onde unidirectionnelle se propageant en direction et au travers de la deuxième région d’intérêt optique ; [27] - dans la deuxième variante de réalisation, le premier transducteur d’onde s’étend parallèlement au deuxième transducteur d’onde.
[28] - dans la deuxième variante de réalisation, une distance séparant le premier transducteur d’onde au deuxième transducteur d’onde est comprise entre 5% et 10% d’une dimension d’un bord le plus long de la surface optique. Eventuellement, dans la deuxième variante de réalisation, une distance séparant le premier transducteur d’onde au deuxième transducteur d’onde est inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 10 mm. Ces configurations avantageuses permettent de limiter les interférences entre les transducteurs d’onde tout en limitant les dimensions de la zone intercalaire de la surface optique, de sorte à autoriser des régions d’intérêt optique les plus grandes possibles ;
[29] - dans l’une ou l’autre des variantes de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde s’étend le long d’un bord de la région d’intérêt optique correspondante, et selon une longueur comprise entre 80% et 120% d’une longueur du bord de ladite région d’intérêt optique. De manière préférentielle, chaque au moins un transducteur d’onde s’étend sur une longueur au moins égale à la longueur du bord de la région d’intérêt optique contre ou en regard duquel il est installé. Cette configuration avantageuse permet de garantir un nettoyage optimal de toute la surface de la région d’intérêt optique avec laquelle l’au moins un transducteur d’onde collabore ;
[30] - dans l’une ou l’autre des variantes de réalisation, la couche piézoélectrique de chaque au moins un transducteur d’onde forme au moins une bande s’étendant sur une face de la surface optique.
[31 ] - dans l’une ou l’autre des variantes de réalisation, chaque transducteur d’onde comporte préférentiellement plusieurs transducteurs d’onde qui partagent la même couche piézoélectrique. Dans ce cas, les transducteurs d’onde sont disposés électriquement en série les uns par rapport aux autres ou en parallèle les uns par rapport aux autres, ou pilotés de manière indépendante les uns des autres ;
[32] - la couche piézoélectrique présente une épaisseur comprise entre 1 pm et 500 pm. De manière avantageuse, la couche piézoélectrique présente une épaisseur inférieure à 250 pm, voire inférieure à 10 pm. De préférence, l’épaisseur de la couche piézoélectrique est définie en fonction de l’épaisseur de la surface optique avec laquelle le dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention est destiné à collaborer. En particulier, un rapport entre l’épaisseur de la surface optique et celle de la couche piézoélectrique est de préférence supérieur à 2, de préférence supérieur à 10, voire supérieur à 50. Dans le contexte de l’invention, l’épaisseur de la couche piézoélectrique est prise selon une direction perpendiculaire à la face de ladite couche piézoélectrique destinée à être en contact avec la surface optique, et l’épaisseur de la surface optique est prise selon une direction perpendiculaire à ladite surface optique ;
[33] - la couche piézoélectrique est éventuellement déposée sur la surface optique par un procédé choisi parmi le dépôt physique en phase vapeur, le dépôt chimique en phase vapeur, la pulvérisation magnétron et la résonance cyclotronique électronique. Alternativement, la couche piézoélectrique est fixée solidairement à la surface optique par collage. Cette configuration est notamment préférée dans le cas d’une couche piézoélectrique de plus grande épaisseur ;
[34] - de manière avantageuse, la couche piézoélectrique est formée d’un matériau choisi dans le groupe formé par le niobate de lithium, le nitrure d’aluminium, l’oxyde de zinc, le titano-zircanate de plomb, et leurs mélanges ;
[35] - la couche piézoélectrique est alternativement opaque à la lumière visible ou transparente. Par « transparent », ou « opaque », on entend respectivement une transparence ou une opacité à un rayonnement électromagnétique dont un spectre d’émission est compris dans le visible pour l’œil humain et/ou dans l’infrarouge et/ou dans l’ultraviolet.
[36] - de manière avantageuse, la ou les couches piézoélectriques de chaque au moins un transducteur d’onde comportent des électrodes de polarité configurées pour permettre une polarisation électrique de la couche piézoélectrique nécessaire à son fonctionnement. De manière avantageuse, les électrodes de polarité sont à un potentiel électrique opposée, c’est-à-dire qu’elles sont destinées à être alimentées électriquement par des tensions électriques de signes opposés.
[37] - préférentiellement, les électrodes de polarité comportent chacune un peigne comportant une branche à partir de laquelle des doigts s’étendent, la branche et les doigts formant ensemble ledit peigne. De préférence, les peignes de chaque électrode de polarité sont interdigités, c’est-à-dire que les doigts de chaque peigne sont placés en regard les uns des autres de manière alternées. De manière avantageuse, chacun des doigts d’un peigne présente une largeur égale au quart de la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde correspondant. Complémentairement ou alternativement, un intervalle entre deux doigts consécutifs d’un même peigne est égal au quart de la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde correspondant. Ainsi, d’une manière générale, l’intervalle entre les doigts d’un peigne formant l’une des électrodes de polarité détermine la fréquence de résonance du transducteur d’onde correspondant. Ainsi, la mise polarisation électrique alternative des électrodes de polarité opposées induit une réponse mécanique du matériau piézoélectrique, ce dernier se dilatant et se contractant sous l’effet de la polarisation électrique. Il en résulte la génération de l’onde de surface qui se propage alors dans la surface optique en direction des régions d’intérêt optique ;
[38] - de manière avantageuse les électrodes de polarité sont métalliques. 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. En variantes, les électrodes de polarité peuvent être en un oxyde transparent conducteur, par exemple choisi parmi l’oxyde d’indium étain, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium et leurs mélanges. En particulier, chaque au moins un transducteur d’onde peut être transparent et être formé de telles électrodes et d’une couche piézoélectrique transparente en niobate de lithium ou en oxyde de zinc.
[39] - les électrodes de polarité sont par exemple déposées sur la couche piézoélectrique par un procédé d’évaporation ou de pulvérisation et mises en forme par photolithographie. Alternativement, les électrodes de polarité peuvent aussi être imprimées, par exemple par impression jet d’encre. En particulier, elles peuvent être imprimées sur un matériau thermoplastique souple, et être appliquées par transfert sur la couche piézoélectrique ;
[40] - chaque au moins un transducteur d’onde est relié électriquement à une source de polarisation par l’intermédiaire de connecteurs électriques qui s’étendent entre lesdits au moins un transducteurs d’onde et au travers de la zone intercalaire de la surface optique. Les connecteurs électriques sont reliés électriquement aux électrodes de polarité afin de fournir une énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’au moins un transducteur d’onde.
[41 ] Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé une unité de protection comprenant (i) une surface optique présentant au moins une première région d’intérêt optique et une deuxième région d’intérêt optique, et (ii) un dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, le dispositif de nettoyage étant couplé acoustiquement avec la surface optique.
[42] L’unité de protection 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 :
[43] - les régions d’intérêt optique de la surface optique sont non superposées avec l’au moins un transducteur d’onde du dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention. En d’autres termes, l’au moins un transducteur est situé à distance de chaque région d’intérêt optique de la surface optique. En d’autres termes encore, l’au moins un transducteur est situé sur une région de la surface optique, dite région de transduction, différente et disjointe des régions d’intérêt optique de ladite surface optique. Cette configuration avantageuse permet de ne pas occulter chaque région d’intérêt optique et de permettre le bon fonctionnement d’un appareil. De manière similaire, dans le cas où la surface optique est une surface de protection pour un appareil, cette configuration avantageuse permet de ne pas occulter chaque région d’intérêt optique et de permettre le bon fonctionnement de l’appareil situé en regard et captant et/ou émettant un rayonnement au travers de ladite région d’intérêt optique ;
[44] - la face de la surface optique sur laquelle se propage l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde est plane ou courbe. Si la surface optique est courbe, alors un rayon de courbure de la face en question est supérieur à la longueur d’onde de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde. La face de la surface optique est éventuellement rugueuse. Dans ce cas, des rugosités formant la face de la surface optique sont de préférence inférieures à la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde, afin d’éviter qu’elles n’affectent significativement leur propagation ;
[45] - de manière avantageuse, la surface optique se présenter sous la forme d’une plaque, préférentiellement plane ou présentant au moins une courbure selon une direction. En particulier, la surface optique peut être une lentille. Une épaisseur de la plaque - prise selon une direction perpendiculaire à un plan local de la surface optique, est comprise entre 100 pm et 5 mm. Par « épaisseur de la surface optique », on considère la plus petite dimension de la surface optique mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface sur laquelle se propage l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde ;
[46] - d’une manière générale, la surface optique peut prendre n’importe quelle forme ;
[47] - la surface optique peut être orientée et inclinée selon n’importe quelle orientation et/ou suivant n’importe quelle inclinaison. En particulier la surface optique peut être disposée parallèlement par rapport à un plan horizontal, ou elle peut former un angle a supérieur à 10°, voire supérieur à 20°, voire supérieur à 45°, voire supérieure à 70° par rapport au plan horizontal. Eventuellement, la surface optique peut être disposée verticalement ;
[48] - la surface optique comporte une portion acoustiquement conductrice, de préférence en verre, chaque au moins un transducteur d’onde étant couplé acoustiquement à la portion acoustiquement conductrice, de sorte que l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde se propage dans la portion acoustiquement conductrice de la surface optique. La portion acoustiquement conductrice de la surface optique s’étend sur tout ou partie de la surface optique. De préférence, la portion acoustiquement conductrice de la surface optique comporte les régions d’intérêt optique de ladite surface optique. Cette configuration avantageuse permet de garantir une meilleure réponse des régions optiques d’intérêt lorsque l’au moins un transducteur d’onde est fonctionnel, permettant ainsi de garantir l’efficacité du nettoyage de chaque région optique d’intérêt de la surface optique ;
[49] - la surface optique comporte un revêtement monocouche ou multicouche qui recouvre une face de la portion acoustiquement conductrice. La surface optique comporte un empilement formé au moins d’une portion acoustiquement isolante et de la portion acoustiquement conductrice empilées l’une sur l’autre. La portion acoustiquement conductrice est préférentiellement montée de manière amovible sur la portion acoustiquement isolante ;
[50] - la surface optique est de préférence optiquement transparente. Par « transparent » on entend une transparence à un rayonnement électromagnétique dont un spectre d’émission est compris dans le visible pour l’œil humain et/ou dans l’infrarouge et/ou dans l’ultraviolet.
[51 ] Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de détection comprenant (i) une unité de protection conforme au deuxième aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, et (ii) au moins deux appareils, chaque appareil étant configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement au travers de l’une des régions d’intérêt optique de la surface optique.
[52] Au sens de l’invention, chaque appareil est configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement. A cette fin, il comporte un capteur et/ou un émetteur du rayonnement. A titre d’exemple non limitatif, chaque 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.
[53] Ainsi l’unité de protection permet de faciliter le bon fonctionnement de chaque appareil, puisque la région optique d’intérêt de la surface optique au travers de laquelle le rayonnement capté ou émis par ledit appareil est nettoyée par le dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention et collaborant avec la surface optique. Cette configuration avantageuse permet ainsi de réduite 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.
[54] L’ensemble de protection conforme au troisième 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 : [55] - la surface optique est située en regard des appareils de l’unité de protection afin de protéger lesdits appareils. De préférence, la surface optique est située à distance des appareils, de sorte qu’elle ne soit pas en contact avec eux, dans une direction sensiblement parallèle au rayonnement émis ou capté par lesdits appareils. Alternativement, la surface optique est directement au contact des appareils, et se trouve par exemple en contact avec le capteur et/ou l’émetteur desdits appareils ;
[56] - la surface optique est du type d’une lentille destinée à transformer et/ou dévier le rayonnement généré ou capté par les appareils situés en regard. Alternativement, la surface optique est un organe de protection optique qui ne transforme et/ou ne dévie pas le rayonnement traversant la surface optique, par exemple pour protéger le capteur et/ou l’émetteur. De manière avantageuse, l’un et/ou l’autre des appareils comporte la surface optique qui est alors une lentille, ou la surface optique est un organe de protection de l’un et/ou l’autre des appareils ;
[57] - l’ensemble de détection comporte une unité de traitement configurée pour analyser, de préférence seulement, le rayonnement capté par les appareils au travers des régions d’intérêt optique correspondantes. En particulier, une telle unité d’analyse est adaptée dans une variante selon laquelle tout ou partie du transducteur est contenue dans un champ optique de l’appareil.
[58] - l’au moins un transducteur d’onde du dispositif de nettoyage sont disposés hors d’un champ optique de chaque appareil. Cette configuration avantageuse permet ainsi de limiter d’éventuels effets d’ombrage sur lesdits appareils, optimisant ainsi la captation et/ou l’émission du rayonnement au travers de la surface optique. Dans le contexte de l’invention, le « champ optique » est la portion de l’espace en direction de laquelle l’un des appareils est apte à émettre un rayonnement et/ou en provenance de laquelle il est apte à capter un rayonnement ;
[59] - le rayonnement émis ou capté par les appareils présente un spectre électromagnétique qui s’étend dans le visible pour l’œil humain et/ou dans l’infrarouge et/ou dans l’ultraviolet ;
[60] - chaque au moins un transducteur d’onde est couplé acoustiquement à la surface optique afin de pouvoir générer l’onde au travers de la région d’intérêt optique correspondante ; [61 ] - selon une première variante de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde est fixé solidairement au contact de la surface optique. En particulier chaque transducteur d’onde est fixé solidairement sur la surface optique par tout moyen, tel que par exemple par collage au moyen d’un adhésif polymérique qui couple acoustiquement chaque transducteur d’onde à la surface optique, ou par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique et la couche piézoélectrique de chaque transducteur d’onde, ou au moyen d’un procédé comportant une étape de fusion d’une portion de la couche piézoélectrique et/ou d’une portion de la surface optique suivie par une étape consistant à comprimer ensemble la couche piézoélectrique et la surface optique, les portions respectives en fusion de la surface optique et de la couche piézoélectrique étant en contact l’une de l’autre.
[62] - selon une deuxième variante de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde est disposé dans une position intermédiaire entre la surface optique et l’appareil, relativement au rayonnement capté et/ou émis par les appareils. Ainsi, chaque au moins un transducteur est protégé par la surface optique des intempéries et/ou des projections, la surface optique jouant le rôle de surface protectrice pour l’au moins un transducteur d’onde. Dans cette deuxième variante de réalisation, chaque au moins un transducteur d’onde est alors configuré pour générer l’onde - préférentiellement du type d’une onde de Lamb - de manière à ce qu’elle atteigne la face de la surface optique opposée à aux appareils et au contact de laquelle un corps, par exemple une goutte de pluie, est éventuellement présent ;
[63] - selon une troisième variante de réalisation, la surface optique est disposée dans une position intermédiaire entre l’au moins un transducteur d’onde et les appareils, relativement au rayonnement capté et/ou émis par les appareils. Dans cette variante de réalisation, la surface optique n’est plus une surface protectrice pour l’au moins un transducteur d’onde, mais elle peut en demeurer une pour les appareils. En d’autres termes, dans cette variante de réalisation, l’au moins un transducteur est au contact de la face de la surface optique opposée aux appareils. Dans ce cas, l’au moins un transducteur d’onde est configuré pour émettre une onde - préférentiellement du type d’une onde de surface ultrasonore - qui se propage sur cette face. Dans cette variante de réalisation, l’ensemble de protection comporte avantageusement un cache superposé à chaque au moins un transducteur d’onde et configuré pour définir un logement de protection dudit au moins un transducteur d’onde ;
[64] Selon un quatrième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un ensemble de détection conforme au troisième aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.
[65]
[66] Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
[67] 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 :
[68] [Fig.1 ] illustre une vue de profil d’un premier exemple de réalisation d’un dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention ;
[69] [Fig.2] illustre une vue de dessus du dispositif de nettoyage illustré sur la FIGURE 1 ;
[70] [Fig.3] illustre une vue de profil d’un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de nettoyage conforme au premier aspect de l’invention;
[71 ] [Fig.4] illustre une vue de dessus du dispositif de nettoyage illustré sur la FIGURE 3.
[72] 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. [73] 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.
[74] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[75] En référence aux FIGURES 1 à 4, l’invention concerne un dispositif de nettoyage 5, une unité de protection 50 et un ensemble de détection 500.
[76] Dans le contexte de l’invention, on définit les éléments suivants, tels que des exemples de réalisation sont représentés de manière schématiques sur les FIGURES :
[77] - le dispositif de nettoyage 5 comporte au moins un transducteur 70, 70A, 70B destiné pour pouvoir être accouplé acoustiquement à une surface optique 10 qui comporte au moins une première région d’intérêt optique 100A et une deuxième région d’intérêt optique 100B. Dans le contexte de la présente invention, la surface optique ne fait pas partie du dispositif de nettoyage 5 conforme au premier aspect de l’invention ;
[78] - l’unité de protection 50 comporte le dispositif de nettoyage 5 accouplé acoustiquement à la surface optique 10. Dans ce cas, la surface optique 10 fait bien partie de l’unité de protection, associée au dispositif de nettoyage 5. Dans l’unité de protection 50 conforme au deuxième aspect de l’invention, les transducteurs 70, 70A, 70B sont accouplés acoustiquement à la surface optique 10 afin de générer une onde dans ou sur ladite surface optique 10 afin de pouvoir en ôter des corps 40 présents à sa surface, tels que par exemple des gouttes d’eau ;
[79] - l’ensemble de détection 500 regroupe à la fois la surface optique 10 à laquelle le dispositif de nettoyage 5 est associé, ainsi qu’au moins deux appareils 20A, 20B configurés pour capter et/ou émettre un rayonnement R au travers de l’une des régions d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique 10.
[80] L’ensemble de détection 500 comporte avantageusement un boitier 52 qui définit une chambre 55 logeant les au moins deux appareils 20A, 20B. La chambre 55 est délimitée latéralement par une paroi pleine 60 du boitier 52 et, longitudinalement par la surface optique 10. De manière avantageuse, la surface optique 10 ferme la chambre 55 de manière étanche à l’air et à l’eau. Ainsi, les appareils 20A, 20B logés dans la chambre 55 sont protégés des intempéries.
[81 ] Chaque au moins deux appareils 20A, 20B comporte un capteur 25 configuré pour capter un rayonnement R et/ou un émetteur configuré pour émettre un rayonnement R. De manière avantageuse, chaque au moins deux appareils 20A, 20B comporte en outre une lentille 30 permettant d’orienter le rayonnement R émis et/ou capté vers le capteur 25. A titre d’exemple non limitatif, l’un de l’au moins deux appareils 20A, 20B est du type d’un lidar qui est configuré pour émettre un rayonnement laser et capter en retour la partie réfléchie par un objet de ce rayonnement laser, ou l’un de l’au moins deux appareils 20A, 20B est du type d’une caméra configurée pour détecter un flux lumineux formant le rayonnement R.
[82] Dans le contexte de l’invention telle que décrite sur les FIGURES, la direction longitudinale est prise selon une direction sensiblement parallèle au rayonnement R, et la direction latérale est définie selon une direction sensiblement perpendiculaire audit rayonnement R.
[83] Dans le contexte de l’invention, chaque au moins deux appareils 20A, 20B est caractérisé par un champ optique CO qui correspond à une portion de l’espace en provenance de laquelle il est apte à acquérir et/ou émettre un rayonnement R. Hors de ce champ optique CO, aucun rayonnement R ne peut être émis et/ou capté par le capteur 25 de l’un de l’au moins deux appareils 20A, 20B.
[84] De manière avantageuse, la surface optique 10 recouvre intégralement le capteur 25 des au moins deux appareils 20A, 20B, simultanément. De cette manière, la surface optique 10 forme ainsi un organe de protection 35 pour l’au moins deux appareils 20A, 20B. Consécutivement, lorsque, par exemple, l’unité de protection 50 est montée sur un véhicule automobile qui se déplacer selon une direction X, la surface optique 10 forme une barrière contre des corps 40, tels que par exemple des poussières, des particules de boue ou des gouttes de pluie, qui entrent alors en contact avec une face extérieure 45 de la surface optique 10, opposée aux appareils 20A, 20B.
[85] De manière avantageuse, et afin de permettre aux appareils 20A, 20B de fonctionner, la surface optique 10 est transparente au rayonnement R reçu et/ou émis par le capteur 25 de chaque appareil 20A, 20B. Eventuellement, a minima, la surface optique 10 est transparente au niveau de ses régions d’intérêt 100A, 100B.
[86] Dans les différents exemples illustrés, la surface optique 10 se présente sous la forme d’une plaque dont l’épaisseur eP est par exemple comprise entre 0,5 mm et 5 mm. Alternativement, la surface optique 10 peut être courbe, et par exemple présenter une forme d’une lentille.
[87] Conformément à l’invention, le dispositif de nettoyage 5 comporte au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique 10, l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde étant configuré pour être disposé dans une zone intercalaire 200 de la surface optique 10 située entre les deux régions d’intérêt optique 100A, 100B. Ainsi, l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est configuré pour générer une onde WL, WL1 , WL2 qui se propage :
[88] - selon une première direction et dans la première région d’intérêt optique 100A de la surface optique 10 ; et
[89] - selon une deuxième direction et dans la deuxième région d’intérêt optique 100B de la surface optique 10.
[90] Selon l’invention, la première direction et la deuxième direction sont différentes. En particulier, elles sont avantageusement situées, relativement à l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde dans des demi-plans différents. Plus particulièrement, les première et deuxième directions sont avantageusement situées de manière opposées l’une à l’autre par rapport à l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde. En effet, cette configuration avantageuse résulte directement de la localisation de l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde par rapport aux régions d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique 10 : l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est situé dans la zone intercalaire 200.
[91 ] Conformément à l’invention, et comme visible sur les FIGURES, la zone intercalaire 200 dans laquelle est situé chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est disposée entre les deux régions d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique 10. [92] Ainsi, chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est configuré pour générer au moins une onde WL en direction et dans au moins une, sinon les deux, régions d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique 10 :
[93] - dans l’exemple de réalisation représenté sur les FIGURES 1 et 2, le dispositif de nettoyage 5 comporte un seul transducteur 70 d’onde situé dans la zone intercalaire 200 de la surface optique 10, de sorte que le transducteur 70 d’onde génère simultanément (i) une première onde WL1 qui se propage en direction et dans la première région d’intérêt optique 100A et (ii) une deuxième onde WL2 qui se propage en direction et dans la deuxième région d’intérêt optique 100B ;
[94] - dans l’exemple de réalisation représenté sur les FIGURES 3 et 4, le dispositif de nettoyage 5 comporte deux transducteurs 70A, 70B d’onde qui sont tous situés dans la zone intercalaire 200 de la surface optique 10. Dans cet exemple de réalisation, le premier transducteur 70A d’onde génère une onde WL1 qui se propage exclusivement en direction et dans la première région d’intérêt optique 100A et (ii) le deuxième transducteur 70A d’onde génère une onde WL2 qui se propage exclusivement en direction et dans la deuxième région d’intérêt optique 100B. A cet effet, chaque transducteur 70, 70A, 70B d’onde comporte un organe réflecteur configuré pour réfléchir l’onde WL générée par ledit transducteur 70, 70A, 70B d’onde et s’étendant en direction de l’autre transducteur 70, 70A, 70B d’onde. Ainsi, l’onde WL générée par les transducteurs 70, 70A, 70B d’onde ne se propagent pas vers et dans la zone intercalaire 200 de la surface optique 10. A contrario, l’onde WL générée par chaque transducteur 70, 70A, 70B d’onde se propage uniquement en direction et dans la région d’intérêt optique 100A, 100B située en regard dudit transducteur 70, 70A, 70B d’onde et à l’opposée de la zone intercalaire 200 relativement audit transducteur 70, 70A, 70B d’onde considéré.
[95] Bien évidemment dans le contexte de l’invention, le dispositif de nettoyage 5 peut comprendre plus que deux transducteurs 70, 70A, 70B d’onde pour générer une onde WL en direction de l’une et/ou l’autre des régions d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique 10. En particulier, la présente invention adresse notamment toute les combinaisons issues des deux exemples de réalisation évoqués précédemment. [96] De manière avantageuse, chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde s’étend le long d’un bord de la région d’intérêt optique 100A, 100B, préférentiellement selon une longueur comprise entre 80% et 120% d’une longueur du bord de ladite région d’intérêt optique 100A, 100B.
[97] Dans l’exemple de réalisation illustré sur les FIGURES 3 et 4, les transducteurs 70, 70A, 70B d’onde s’étendent parallèlement l’un à l’autre, de sorte qu’une distance entre chaque transducteur 70, 70A, 70B d’onde est constante entre deux extrémités terminales desdits transducteurs 70, 70A, 70B d’onde.
[98] De manière particulièrement avantageuse dans le contexte de l’invention, chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde borde l’une et/ou l’autre région d’intérêt optique 100A, 100B de la surface optique, de sorte à ce que lesdites régions d’intérêt optique 100A, 100B sont finalement non superposées avec chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde.
[99] Pour l’ensemble de détection 500 conforme au troisième aspect de l’invention, au moins une partie de - et préférentiellement intégralement - chaque région d’intérêt optique 100A, 100B est contenue dans le champ optique CO de l’un des appareils 20A, 20B situé en regard. Consécutivement, l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est systématiquement disposé hors du champ optique CO de tous les appareils 20A, 20B, de telle sorte que ledit au moins un transducteur d’onde 70, 70A, 70B d’onde n’interfère pas ou sensiblement pas avec le rayonnement R traversant les régions d’intérêt optique 100A, 100B.
[100] Dans le contexte de l’invention, l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde peut être situé d’un côté et/ou de l’autre de la surface optique 10 :
[101] - tel que représenté dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 1 , l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est situé sur une face à nettoyer 45 de la surface optique 10. La face nettoyer 45 est la face de la surface optique 10 sur laquelle les corps 40 à évacuer par le dispositif de nettoyage 5 - ou l’unité de protection 50 - sont situés. En d’autres termes, dans l’ensemble de détection 500, la face à nettoyer 45 est la face de la surface optique 10 qui est située à l’opposée des appareils 20A, 20B ;
[102] - tel que représenté dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 3, l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est situé sur une face interne 90 de la surface optique 10. La face interne 90 est formée par la face opposée à la face à nettoyer 45 de la surface optique 10. En d’autres termes, dans l’ensemble de détection 500, la face interne 90 est la face de la surface optique 10 qui est située directement en regard des appareils 20A, 20B.
[103] Chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde comporte une couche piézoélectrique 80 et des électrodes de polarité 85 de polarité configurées pour permettre une polarisation électrique de la couche piézoélectrique nécessaire au fonctionnement de chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde.
[104] Conformément à l’invention, chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde permet de générer une onde WL du type d’une onde ultrasonore de surface ou d’une onde de Lamb ou de type Rayleigh, ladite onde se propageant dans la surface optique 10, au moins au niveau des régions d’intérêt optique 100A, 100B :
[105] - dans le cas où l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est fixé solidairement directement au contact de la surface optique 10, sur l’une ou l’autre de ses faces 90, 45, alors le fonctionnement de l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde conduit à générer directement une onde ultrasonore de surface qui se propage dans la face 90, 45 correspondante de la surface optique 10 afin de se propager en direction et dans la région d’intérêt optique 100A, 100B correspondante. Dans ce mode de réalisation le couplage mécanique de l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde à la surface optique 10 permet de garantir simultanément son couplage acoustique et une bonne excitation de la surface optique 10 au niveau de ses régions d’intérêt optique 100A, 100B ;
[106] - dans le cas où l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est fixé solidairement et à distance de la surface optique 10, du côté de l’une ou l’autre de ses faces 90, 45, alors le fonctionnement de l’au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde conduit à générer une onde de Lamb qui produira une onde acoustique de surface sur la surface optique 10, ladite onde acoustique se propageant ensuite dans la face 90, 45 correspondante de la surface optique 10, en direction et dans la région d’intérêt optique 100A, 100B correspondante.
[107] Afin de permettre le fonctionnement de chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde, il est nécessaire de fournir une énergie électrique qui permettra de générer par exemple l’oscillation mécanique de la couche piézoélectrique à l’origine de l’onde produite par ledit au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde. L’énergie électrique est acheminée par des connecteurs électriques 86 destinés à être reliés électriquement à une source de polarisation. Les connecteurs électriques 86 s’étendent entre chaque au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde et au travers de la zone intercalaire 200 de la surface optique 10. Les connecteurs électriques 86 sont reliées électriquement aux électrodes de polarité 85. A cet effet, les connecteurs électriques 86 peuvent être reliés électriquement aux électrodes de polarité 85 selon toute forme d’architecture électrique, et notamment selon une ou plusieurs liaisons série et/ou parallèle reliant un ou plusieurs transducteurs 70, 70A, 70B d’onde entre eux.
[108] En synthèse, l’invention concerne un dispositif de nettoyage 5 d’une surface optique 10 présentant au moins une première région d’intérêt optique 100A et une deuxième région d’intérêt optique 100B séparée par une région intercalaire 200. Dans l’invention, au moins un transducteur 70, 70A, 70B d’onde est couplé acoustiquement avec la surface optique 10 afin de générer une onde se propageant (i) vers et dans la première région d’intérêt optique 100A et (ii) vers et dans la deuxième région d’intérêt optique 100B. Selon l’invention, le dispositif de nettoyage 5 comporte un unique transducteur 70, 70A, 70B d’onde générant l’onde simultanément vers et dans les deux régions d’intérêt optique 100A, 100B ou le dispositif de nettoyage 5 comporte au moins deux transducteurs 70, 70A, 70B d’onde générant chacun une onde qui se propage vers et dans une seule région d’intérêt optique 100A, 100B.
[109] 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

Revendications
[Revendication 1 ] [Dispositif de nettoyage (5) d’une surface optique (10) présentant au moins une première région d’intérêt optique (100A) et une deuxième région d’intérêt optique (100B), le dispositif de nettoyage (5) comportant au moins un transducteur (70, 70A, 70B) d’onde destiné à être couplé acoustiquement avec la surface optique (10), caractérisé en ce que l’au moins un transducteur d’onde (70, 70A, 70B) est configuré pour être disposé dans une zone intercalaire (200) située entre les deux régions d’intérêt optique (100A, 100B), de sorte que l’au moins un transducteur (70, 70A, 70B) d’onde est configuré pour générer une onde (WL, WL1 , WL2) se propageant dans une première direction dans la première région d’intérêt optique (100A) et dans une deuxième direction dans la deuxième région d’intérêt optique (100B).
[Revendication 2] Dispositif de nettoyage (5) selon la revendication 1 , dans lequel l’au moins un transducteur d’onde (70, 70A, 70B) comporte exactement un transducteur d’onde (70), le transducteur d’onde (70) étant configuré pour générer une première onde (WL1 ) se propageant en direction de la première région d’intérêt optique (100A) et une deuxième onde (WL2) se propageant en direction de la deuxième région d’intérêt optique (100B).
[Revendication 3] Dispositif de nettoyage (5) selon la revendication 1 , dans lequel l’au moins un transducteur d’onde (70, 70A, 70B) comporte :
- un premier transducteur (70A) d’onde configuré pour générer une première onde (WL1 ) de sorte à ce qu’elle se propage dans la première région d’intérêt optique (100A) ; et
- un deuxième transducteur (70B) d’onde configuré pour générer une deuxième onde (WL2) de sorte à ce qu’elle se propage dans la deuxième région d’intérêt optique (100B).
[Revendication 4] Dispositif de nettoyage (5) selon la revendication précédente, dans lequel chaque transducteur (70, 70A, 70B) d’onde comporte un organe réflecteur configuré pour réfléchir l’onde (WL,WL1 WL2) générée par l’un des transducteurs (70, 70A, 70B) d’onde et s’étendant en direction de l’autre des transducteurs (70, 70A, 70B) d’onde, de sorte que les ondes (WL, WL1 , WL2) générées par les transducteurs (70, 70A, 70B) d’onde ne se propagent pas dans la zone intercalaire (200) de la surface optique (10).
23 [Revendication 5] Dispositif de nettoyage
(5) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel chaque transducteur (70, 70A, 70B) d’onde s’étend le long d’un bord de la région d’intérêt optique (100A, 100B) correspondante, et selon une longueur comprise entre 80% et 120% d’une longueur du bord de ladite région d’intérêt optique (100A, 100B).
[Revendication 6] Dispositif de nettoyage (5) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le premier transducteur (70A) d’onde s’étend parallèlement au deuxième transducteur (70B) d’onde.
[Revendication 7] Dispositif de nettoyage (5) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel une distance séparant le premier transducteur d’onde (70A) au deuxième transducteur d’onde (70B) est comprise entre 5% et 10% d’une dimension d’un bord le plus long de la surface optique.
[Revendication 8] Dispositif de nettoyage (5) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque au moins un transducteur d’onde (70, 70A, 70B) est relié électriquement à une source de polarisation par l’intermédiaire de connecteurs électriques (86) qui s’étendent entre lesdits au moins un transducteurs d’onde (70, 70A, 70B) et au travers de la zone intercalaire (200) de la surface optique (10).
[Revendication 9] Unité de protection (50) comprenant :
- une surface optique (10) présentant au moins une première région d’intérêt optique (100A) et une deuxième région d’intérêt optique (100B) ;
- un dispositif de nettoyage (5) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de nettoyage (5) étant couplé acoustiquement avec la surface optique (10).
[Revendication 10] Ensemble de détection (500) comprenant :
- une unité de protection (50) selon la revendication précédente ;
- au moins deux appareils (20A, 20B), chaque appareil (20A, 20B) étant configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement (R) au travers de l’une des régions d’intérêt optique (100A, 100B) de la surface optique (10).
[Revendication 11 ] Véhicule automobile comportant un ensemble de détection (500) selon la revendication précédente.
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