Brevet FR2868536A1 — publié le 20051007

L'invention concerne la détection d'impacts par un capteur sans contact. Il s'agit donc de détecter la présence d'un corps ou d'un objet, par exemple un doigt interposé entre un bord de vitre et un encadrement de portière (en particulier dans le cas d'une vitre électrique - vitre à déplacement automatique, motorisée) sur un véhicule. Un problème pris en compte dans l'invention est celui de l'intégration du capteur: on souhaite limiter les coûts et/ou temps ou difficulté d'installation sur le support qui reçoit le capteur. On cherche également à concevoir un capteur qui, pour fonctionner, utilise l'environnement structurel où il est installé de manière à être ainsi du type "sans contact" (vis-à-vis de la zone d'impact et/ou de l'objet ou corps dont on veut détecter la présence). Pour satisfaire à tout ou partie des problèmes ci-dessus, il est proposé dans l'invention un capteur comprenant: - des moyens émetteurs optiques pour émettre un rayonnement lumineux incident dans un support guide d'ondes dans lequel une partie au moins de ce rayonnement se 15 déplace, et - des moyens récepteurs optiques pour détecter un rayonnement réfléchi issu de la réflexion dans ledit guide d'ondes d'une partie au moins du rayonnement incident, consécutivement à la rencontre du rayonnement incident avec un objet ou un corps situé en limite, ou à proximité d'une limite, dudit guide d'ondes. On comprendra par "moyens émetteurs optiques", une ou plusieurs sources lumineuses et par "moyens récepteurs optiques", un ou plusieurs photo détecteurs. Dans une application privilégiée, l'invention concerne en outre un dispositif de sécurité comprenant: - le capteur ci avant, - et une vitre définissant le guide d'ondes et dans laquelle circule donc une partie au moins des dits rayonnements incident et réfléchi. En employant comme support une vitre (qui a donc au moins une transparence partielle), le capteur optique va pouvoir utilement utiliser cet environnement transparent pour transmettre et recevoir en retour les rayonnements lumineux incident(s) et réfléchi(s) utiles à son fonctionnement. La vitre constitue en outre typiquement un milieu homogène, d'emblée disponible (aucun guide d'ondes spécifique à adjoindre). Pour une facilité d'emploi et/ou de montage et donc de coût compatibles en particulier avec une utilisation en grande série, on conseille que les moyens émetteurs et les moyens récepteurs soient situés respectivement en limite, ou sensiblement en limite, de la vitre, pour émettre ou recevoir les rayonnements par l'un des bords de cette vitre. Ainsi, le capteur est par ailleurs aisément camouflable (notamment en partie basse de la vitre ou sous elle) et les émetteurs et récepteurs peuvent être multiples, gage de fiabilité et d'efficacité du dispositif. Le capteur et la vitre peuvent être conçus comme un module unitaire et réalisés et 5 vendus comme tel. Dans une application anti-pincement, on conseille d'autre part que le dispositif de sécurité anti-pincement pour une vitre mobile, à déplacement motorisé, comprenne avantageusement et conformément à l'invention: - le dispositif de sécurité ci avant, - et des moyens d'arrêt reliés aux moyens récepteurs optiques, pour interrompre le déplacement de la vitre motorisée en direction de l'objet ou du corps, lorsque les moyens récepteurs optiques ont détecté un rayonnement réfléchi dans la vitre par cet objet ou ce corps. Là encore, le capteur peut être discrètement installé en partie basse, sans gêner la 15 transparence attendue de la vitre. La vitre peut servir dans les situations ci-avant de support tant pour la fixation des capteurs que pour la circulation des rayons lumineux. En relation avec les figures 1 et 2, on va maintenant décrire encore plus en détail l'invention. Sur la figure 1, on voit schématiquement une vitre avec un encadrement de portière, en vue de côté, et sur la figure 2, on voit schématiquement la vitre de la figure 1 avec à nouveau une partie de son environnement, suivant la coupe schématique II-II de la figure 1, (les échelles ne sont pas respectées), Sur les figures 1 et 2, un véhicule 1 est pourvu d'une porte (ou portière) 3 dans l'ouverture 4 de l'encadrement supérieur 3a de laquelle est montée une vitre transparente 5. La vitre monte et descend dans cet encadrement, sous l'action d'un moteur 7 et par l'intermédiaire d'un mécanisme connu non illustré. Un capteur optique sans contact 9 permet d'éviter le coincement par exemple d'un doigt 11 entre l'encadrement 3a et le bord 5a (bord supérieur en l'espèce) de la vitre. Le capteur 9 (il pourrait y en avoir plusieurs) comprend au moins un émetteur de rayons lumineux (émetteur optique) 13 et un récepteur ou détecteur (photo détecteur) d'un tel rayonnement lumineux (récepteur optique) 15. La figure 1 montre deux émetteurs optiques 13 et un récepteur optique 15. Les émetteur(s)/récepteur(s) 13, 15 sont avantageusement dissimulés à la vue et inaccessibles au toucher, pour un utilisateur du véhicule non prévu pour intervenir dans la pose, l'entretien ou la réparation de ces capteurs. Ainsi ces ensembles émetteur(s)/récepteur(s) 13, 15 sont-ils ici en permanence dissimulés sous le niveau inférieur 30a de l'encadrement de porte 3a (également dénommé encadrement de vitre), ce niveau correspondant typiquement à la limite (ou bord) supérieur(e) du panneau 3b de portière (tôle constituant la partie pleine, massive, de la portière dans laquelle la vitre 5 s'escamote lorsqu'on la descend). On conseille pour éviter les pertes de rendement par dispersion de lumière que chaque émetteur/récepteur 13, 15 soit situé au bord de la limite inférieure 5b de la vitre et fixé là à cette vitre, de sorte que les capteurs montent et descendent avec les vitres ainsi équipées. En vue d'éviter lesdites pertes de rendement, il est également possible d'ajouter à chaque émetteur/récepteur 13, 15 un élément optique (une lentille par exemple) qui permet ainsi d'optimiser l'injection de rayons lumineux dans la vitre et/ou d'augmenter le taux de rayonnement détecté. Sur la figure 1, on voit deux émetteurs optiques 13a, 13b encadrant un photo détecteur central 15, tous orientés avec leur partie sensible au rayonnement dirigé ici vers le haut, c'est-à-dire vers la vitre elle-même, laquelle constitue donc globalement, dans son ensemble, un guide d'ondes pour ce rayonnement. Chaque émetteur 13a, 13b émet un rayonnement lumineux (lumière invisible de préférence) vers l'intérieur de la vitre qui va donc servir de guide de lumière ou guide d'ondes. Il et 12 sont deux rayons incidents émis par l'émetteur 13a. 12 parvient au bord supérieur 5a de la vitre directement, sans avoir (sur le schéma) 25 subi de réfraction ou réflexion, notamment au changement de milieu entre la vitre et l'air ambiant. 11 est devenu l'1 en bordure latérale de la vitre, au changement de milieu. Le rayon réfléchi l'1 (réfléchi vers l'intérieur de la vitre) atteint ensuite lui-même le bord supérieur 5a. Si, comme sur les figures 1 ou 2, un doigt 11 se trouve entre la vitre et l'encadrement 3a en regard, la portion du rayonnement lumineux issu de l'émetteur et qui va sortir de la vitre dans cette zone va rencontrer ce doigt, ce qui va créer une réflexion d'une partie de ce rayonnement vers l'intérieur de la vitre. Sur la figure 2, on voit les chemins schématisés entrecroisés entre un rayon incident 13 (réfléchi plusieurs fois pour partie avant d'atteindre le haut de la vitre) et un rayon réfléchi 14 circulant en retour (lui-même avec plusieurs réflexions) dans cette même vitre, jusqu'au récepteur optique du capteur 9, après donc réflexion par le doigt 11. Sur la figure 1, on retrouve schématiquement deux rayons réfléchis 15 et 16 qui, après avoir été réfléchis, atteignent le récepteur optique 15 qui va donc détecter un rayonnement réfléchi si un doigt (ou un autre objet s'est trouvé pris entre la vitre et son encadrement). Le (chaque) récepteur optique 15 est relié à un dispositif d'arrêt 17 fonctionnant comme un interrupteur électrique qui va commander en situation d'urgence le fonctionnement du moteur lève-vitre 7 utilisé pour monter ou descendre automatiquement cette vitre, en l'arrêtant si le capteur détecte une présence, comme ci-dessus. Si la détection s'interrompt (doigt retiré) l'absence de signal reçu par le détecteur 15 rétabli la fermeture du circuit du moteur 7 et la vitre peut continuer à se fermer. La transparence de la vitre 5 et l'intensité du rayonnement lumineux émis influent sur la détection. Toutefois, compte tenu de l'intensité des rayonnements typiquement émis et des conditions d'utilisations, l'objet ou le corps initiateur de la réflexion devra être 15 avantageusement situé à proximité du bord concerné de la vitre. De façon générale, et en particulier dans l'exemple privilégié d'application précité, on aura noté que la vitre est donc utilisée en tant que guide d'ondes à la fois pour la lumière émise et pour la lumière réfléchie par l'obstacle détecté, cette détection ayant été effectuée par un capteur optique sans contact dont on a pu dissimuler avantageusement les différents moyens constitutifs et associés hors de la vue et de l'accès aisé pour les personnes non autorisées, et ce dans des conditions favorables de fiabilité, sécurité et coût. REVENDICATIONS 1. Capteur (9, 90) comprenant: - des moyens émetteurs optiques (13, 13a, 13b) pour émettre un rayonnement lumineux incident dans un guide d'ondes dans lequel une partie au moins de ce rayonnement se déplace, et - des moyens récepteurs optiques (15) pour détecter un rayonnement réfléchi issu de la réflexion dans ledit guide d'ondes d'une partie au moins du rayonnement incident, consécutivement à la rencontre du rayonnement incident avec un objet (11) ou un corps situé en limite ou à proximité d'une limite dudit guide d'ondes. 2. Dispositif de sécurité comprenant: - le capteur (9, 90) selon la revendication 1, - et une vitre (5, 21) définissant le guide d'ondes et dans laquelle circulent donc une partie au moins des dits rayonnements incident et réfléchi. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens émetteur (13, 13a, 13b) et les moyens récepteur (15) sont situés respectivement en limite, ou 15 sensiblement en limite, de la vitre (5, 21), pour émettre ou recevoir les rayonnements par l'un des bords de cette vitre. 4. Dispositif de sécurité anti-pincement pour une vitre (5) mobile, à déplacement motorisé, le dispositif comprenant: - le dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, - et des moyens d'arrêt (17) reliés aux moyens récepteurs optiques (15), pour interrompre le déplacement de la vitre (5) motorisée en direction de l'objet ou du corps (11), lorsque les moyens récepteurs optiques (15) ont détecté un rayonnement réfléchi dans la vitre par cet objet ou ce corps. 5. Véhicule, tel qu'une automobile, comprenant un dispositif de sécurité selon l'une 25 quelconque des revendications 2 à 4.