Brevet FR2571320A1 — publié le 19860411

La présente invention est relative aux vitrages feuilletés constitués par deux feuilles de verre réunies entre elles par une couche intercalaire de matière plastique, en général du polyvinyl butyral, utilisés notamment comme pare-brise de sécurité pour automobiles. On a déjà proposé, par exemple dans le brevet français n' 72 37 421, d'incorporer dans des parebrise, qu'ils soient en verre feuilleté ou en verre trempé, un élément photo-sensible a l'effet de commander automatiquement l'allumage et l'extinction des feux d'un véhicule automobile en fonction des variations de la luminosité. Dans cette technique antérieure, l'élément photo-sensible était une photorésistance relativement volumineuse et nécessitant un perçage du verre pour son incorporation. Par ailleurs, la sensibilité de telles pho- torésistances laisse à désirer. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un vitrage feuilleté per- fectionné incorporant un élément photo-sensible et qui se prête mieux au montage dans un véhicule automobile en vue notamment de commander un dispositif automati- que d'allumage et d'extinction des feux de ce véhicu- le. Ce vitrage feuilleté faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce que l'élément photo- sensible est constitué par une photo-diode d'épaisseur telle qu'elle est noyée dans la couche de matière plastique intercalaire du vitrage feuilleté. Il existe en effet des photos-diodes. notam- ment à cellule de silicium, dont l'épaisseur est si faible qu'elles peuvent se loger dans la couche inter- calaire de matière plastique, telle que du polyvinyl butyral, qui a généralement une épaisseur de l'ordre de 0,7 mm. Ceci permet par rapport à la technique anté- rieure de simplifier considérablement la réalisation du vitrage, puisqu'au lieu d'avoir à ménager un orifi- ce dans les verres, il suffit d'encocher la couche de polyvinyl butyral au cours de la fabrication du vitra- ge feuilleté pour y noyer l'élément photo-sensible. Préalablement à l'enrobage dans la couche de matière plastique intercalaire, la photo-diode est pourvue d'un revêtement de matière plastique compati- ble avec celle de cette couche intercalaire pour ac- croitre sa solidité et faciliter son enrobage dans cette couche. Cette photo-diode est avantageusement enrobée dans la couche intercalaire au voisinage d'un des bords du vitrage, ses conducteurs dépassant de celuici de manière- à pouvoir &tre connectés i un circuit électrique externe. Outre la facilité avec laquelle elle s'in- corpore à un vitrage feuilleté, la photo-diode présen- te l'avantage d'avoir une caractéristique de réponse pratiquement linéaire à la luminosité ambiante. Il en résulte un meilleur fonctionnement des dispositifs asservis à cette photo-diode et spécialement un dispo- sitif automatique d'allumage et d'extinction des feux d'un véhicule sur lequel est monté ce vitrage. L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement a titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue en perspective d'une photo-diode utilisable selon l'invention et pourvue d'un revêtement de matière plastique préalablement i 7 1320 son enrobage dans la couche intercalaire d'un vitrage feuilleté; - la Fig. 2 est un graphique illustrant la tension en millivolts en ordonnées susceptible d'être recueillie aux bornes de la photo-diode en fonction de la luminosité portée en lux en abscisses; - la Fig.3 est.une vue en coupe transversa- le d'un vitrage feuilleté dans la couche intercalaire duquel est noyée une photo-diode selon la Fig.1; - la Fig.4 est une vue en perspective de face d'un véhicule automobile dont le pare-brise est constitué par un vitrage selon la Fig.3; et - la Fig.5 est une vue à plus grande échel- le en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig.4 à laquel- le a été incorporé un schéma du dispositif automatique de commande des feux du véhicule contrôlé par la pho- to-diode. Ainsi qu'indiqué précédemment, l'invention repose sur l'incorporation dans un vitrage feuilleté d'une photo-diode comme élément photo-sensible suscep- tible de mesurer la luminosité ambiante et a partir de cette mesure de commander automatiquement une fonction du véhicule sur lequel est monté ce vitrage feuilleté, notamment un dispositif d'allumage et d'extinction des feux de ce véhicule. Une telle photo-diode est représentée sur la Fig.1. Elle comporte une plaquette d'un matériau pho- to-sensible désignée d'une manière générale par 1 et qui est avantageusement constituée de silicium. Une des faces 2 de cette plaquette est la face sensible. Cette plaquette est par ailleurs rac- cordée à des conducteurs 3 se terminant par des bornes 3A. La plaquette de silicium constituant l'blé- ment sensible de la photo-diode et donc cette dernière peuvent avoir des dimensions très faibles. C'est ainsi que la longueur de la plaquette peut être d'environ 3,5 mm et son épaisseur de 0,27 mm, les conducteurs 3 ayant chacun un diamètre de 0,5 mm. En raison de ces faibles dimensions et de la fragilité qui en résulte, il est avantageux d'enrober cette photo-diode d'une matière plastique 4 telle qu'une résine époxy. compa- tible avec la matière plastique dont est constituée la couche intercalaire d'un vitrage feuilleté. Cette ma- tière plastique 5 doit être en particulier suffisam- ment transparente pour permettre la transmission de l'énergie lumineuse et posséder. de préférence, un indice de réfraction sensiblement égal à celui des éléments constituant le vitrage. La plaquette de silicium, particulièrement fragile, est entourée d'une couche de matière plas- tique assez épaisse pour lui conférer une rigidité suffisante et éviter toute déformation lors de sa mise en place dans le vitrage feuilleté. Gràce à cet enrobage, la pastille de sili- cium atteint une épaisseur de l'ordre de 0,60 mm, ce- pendant que les conducteurs 3 sont enrobés dans une épaisseur plus faible de matière plastique de l'ordre de 0,35 mm, ce qui leur assure la souplesse nécessaire pour l'application à laquelle ils sont destinés. La photo-diode ainsi enrobée se prête remar- quablement à son incorporation dans la couche interca- laire 5 de matière plastique, en général du polyvinyl butyral disposé entre les deux feuilles de verre 6 constituant avec elles un vitrage feuilleté, tel qu'un pare-brise. En effet, cette couche intercalaire a géné- ralement une épaisseur de 0,7 mm suffisante pour ad- 2 5 7 1320 mettre l'épaisseur maximale de 0,60 mm de la photo- diode enrobée. Un tel montage est illustré schématiquement sur la Fig.3. On y voit que la photo-diode 1 est enro- bée dans la couche intercalaire 5 selon l'un des bords du vitrage V avec sa face sensible 2 disposée parallè- lement au vitrage et de manière que les conducteurs 3 et leurs bornes 3A avec leur enrobage de matière plas- tique puissent être repliés le long d'une arête ? du vitrage V puis le long d'une des feuilles de verre 6 de manière à ce que les bornes 3A soient accessibles pour une connexion à tout dispositif électrique appro- prié. Pour réaliser cette insertion de la photo- diode 1 dans un vitrage feuilleté, la feuille inter- calaire 5 est découpée de manière à ménager une enco- che 5A de la dimension de la photo-diode 1 enrobée qu'elle doit loger, avant son association avec les feuilles de verre 6. La diode 1 étant logée dans cet encoche 5a, la feuille intercalaire 5 est encadrée des feuilles de verre 6 et l'ensemble est soumis à la chaleur et à la pression par passage en étuve et calandrage. La matière plastique, telle que le polyvinyl butyral, constituant la couche intercalaire 5 se re- ferme au cours de ce processus sur la tête-de la pho- to-diode 1 en la fixant solidement à l'intérieur du vitrage feuilleté. On se rend ainsi compte de la sim- plicité de fabrication d'un vitrage incorporant un élément photo-sensible relativement aux réalisations antérieures comportant des photosrésistances pour lesquelles il était nécessaire compte tenu de leurs dimensions et de leur rigidité d'encocher les feuilles de verre avec toutes les complications que cela com- porte. Par ailleurs, la photo-diode utilisée selon l'invention et dont une variété commerciale est vendue par la Firme RTC sous la désignation BPX 40 présente des caractéristiques de réponse à la lumière beaucoup plus avantageuses que les photos-résistances antérieu- res. Ceci est illustré par la Fig.2 du dessin annexé sur laquelle est indiquée la tension que l'on peut recueillir aux bornes 3. en millivolts en fonc-tion de la lumière à laquelle elle est soumise exprimée en lux. La tension portée en ordonnée est celle mesurée i la sortie d'un convertisseur courant-tension branché aux bornes 3& et dans lequel un micro-ampère d'entrée correspond à une sortie de 25 millivolts. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, la réponse de la photo-diode est pratiquement linéaire entre 100 et 400 lux, ce qui donne une plage de fonc- tionnement très efficace entre 100 et 300 lux. Le vitrage V ainsi équipé d'une, voire de plusieurs photos-diodes 1, constitue un produit mar- chand qui peut être commercialisé auprès des fabri- cants d'automobiles en vue de réaliser des vitrages pour ces véhicules et notamment des pare-brise pour toutes les applications o un élément photosensible est nécessaire pour contrôler un automatisme sur ces véhicules. Une application particulièrement-intéressan- te de ce vitrage est illustrée aux Fig.4 et 5. Elle consiste en un dispositif automatique d'allumage et d'extinction des feux de véhicule automobile en fonc- tion de la luminosité ambiante. Ce dispositif peut ainsi déclencher l'allu- mage des feux lorsque la luminosité ambiante baisse au-dessous d'un certain seuil, tel que 100 lux, par exemple à la tombée de la nuit ou lors du passage dans un tunnel. De même, ce dispositif peut éteindre auto- matiquement les feux du véhicule lorsque la luminosité croit au-delà d'un certain seuil, commodément 300 lux par exemple à l'aube ou à la sortie d'un tunnel. Pour éviter une extinction intempestive de ces feux, par exemple lors du franchissement d'une série de tunnels, il est bon de prévoir une temporisation entre le moment o la luminosité dépasse 300 lux et celui o les feux sont éteints par l'automatisme. Dans cette application, la photo-diode doit être soustraite à tout éclairage accidentel suscepti- ble de perturber le fonctionnement de l'automatisme par exemple celui qui résulterait des phares des voi- tures venant en sens inverse. A cet effet, ainsi qu'illustré aux Fig. 4 et , le vitrage V un pare-brise en espèce, est monté de telle sorte que la photo-diode 1 soit encastrée dans le joint 8 du pare-brise et ce, dans la partie de'ce joint fixée dans un montant latéral 9 de support du pare-brise et dans la moitié supérieure de ce montant. L'expérience a en effet montré que c'&était là l'emplacement le plus approprié. En effet, la photo-diode 1 est à cet empla- cement soustraite à tout éclairage direct et ne reçoit que la lumière transmise par l'épaisseur du vitrage. Il est avantageux pour éviter tout éclairage parasite de la photo-diode que sa face sensible 2 soit tournée vers l'intérieur du véhicule, n'étant ainsi sensible qu'à la lumière arrivant selon la flèche F. A partir de la réponse électrique de la photo-diode 1 recueillie aux bornes 3a de celleci, il est aisé de commander un dispositif automatique d'allumage et d'extinction.des feux d'une automobile de type classique, tel que celui illustré schématique- ment sur la Fig.5. Ce dispositif comprend un amplificateur 10 et un circuit de commande 11 agissant sur un relais 12 actionnant un interrupteur 13 monté en parallèle avec l'interrupteur manuel 14 sur le circuit 15,16 des lam- pes 17 à commander. Comme on l'a vu plus haut, le circuit de commande 1il comprend avantageusement un système tempo-risateur fonctionnant uniquement dans le sens de l'extinction des lampes 17 afin que celle-ci s'effectue un certain laps de temps après que l'on a dépassé le seuil prédéterminé de luminosité ambiante, soit 300 lux. L'expérience a montré qu'une temporisation de 30 secondes donne satisfaction dans la plupart des cas. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que bien que le vitrage v ait été illustré comme étant un pare-brise d'automobile. ce peut être un autre vitrage quelconque de celle-ci dans la mesure o il est réalisé en verre feuilleté. Par ailleurs, le vitrage Y selon l'invention peut comporter enrobées dans sa couche de matière plastique intercalaire plus d'une photo-diode 1, si cela s'avère souhaitable pour une application particu- lière envisagée. 7 1320 REVENDICATIONS 1. Vitrage feuilleté à élément photo-sen- sible incorporé, caractérisé en ce que cet élément photo-sensible (1) est constitué par une photo-diode dont l'épaisseur est telle qu'elle est noyée dans la couche de matière plastique intercalaire (5) du vitrage feuilleté. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément photo-sensible est une photo-diode (1) à cellule de silicium dont la face sensible (2) est orientée dans la couche intercalaire (5) parallèlement au vitrage (M). 3. Vitrage feuilleté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la photo-diode (1) est disposée au voisinage d'un des bords (7) du vitrage (V), les conducteurs (3) reliés à la cellule sensible dépassant de celui-ci de manière à pouvoir être con- nectés à un circuit électrique externe. 4. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la photo-diode (1) et ses conducteurs (3) sont pourvus d'un revêtement de matière plastique (4) compatible avec celle de la couche intercalaire (5) du vitrage pour faciliter leur enrobage dans cette couche intercalaire. 5. Vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que plus d'une photo-diode est noyée dans la couche intercalai- re du vitrage. 6. Dispositif automatique d'allumage et d'extinction des feux d'un véhicule automobile compor- tant application du vitrage feuilleté selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les conducteurs (3) de la photo-diode (1) sont 257 1320 montés en parallèle dans le circuit d'éclairage (15. 16.17) d'un véhicule automobile afin de commander, par l'intermédiaire d'un circuit d'amplification (10-13). les feux (17) de ce véhicule, ceux-ci étant allumés lorsque la luminosité ambiante décroît au-dessous d'un certain seuil et éteints lorsque cette même luminosité dépasse un second seuil. 7. Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que le vitrage (V) précité constitue le pare-brise du véhicule, l'agencement étant tel que la photo-diode soit disposée à l'intérieur du joint de montage (8) du pare-brise le long d'un des montants latéraux (9) de celui-ci, la face sensible (2) de la cellule de la photo-diode étant tournée vers l'inté- rieur du véhicule automobile, cet agencement étant destiné à protéger la photo-diode de tout éclairage direct de manière qu'elle soit essentiellement affec- tée par la luminosité ambiante transmise par le vi- trage au travers de la feuille de verre interne (6) de celui-ci. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le seuil d'allumage des feux est de 100 lux environ et le seuil d'extinction des feux de 300 lux environ, une temporisation étant incorpo- rée dans le circuit électrique de commande de manière que l'extinction ne se produise qu'un certain laps de temps après que le seuil de 300 lux ait été atteint.