Brevet FR2882144A1 — publié le 20060818

DISPOSITIF DE DETECTION OPTIQUE La présente invention est relative à un dispositif de détection optique comprenant un détecteur de pluie et un détecteur d'éclairement, tous deux étant logés dans un même boîtier de détecteurs. Globalement, un détecteur de pluie utilisé dans un système de commande automatique d'essuie-glace pour véhicule est pourvu d'un élément luminescent et d'un élément photorécepteur. Le détecteur de pluie est monté sur un pare-brise (vitre avant) du véhicule. Ainsi, l'élément luminescent émet un rayonnement vers le pare-brise et l'élément photorécepteur détecte le rayon réfléchi par le pare-brise et projeté sur l'élément photorécepteur. D'après une valeur de photoréception de l'élément photorécepteur, une quantité de gouttes de pluie peut être détectée, en référence à JP-2001-99 948. De plus, un détecteur d'éclairement est également monté dans le véhicule, par exemple un détecteur de lumière propre servant à détecter un rayonnement lumineux provenant d'une zone supérieure par rapport au véhicule et un détecteur de lumière lointaine pour détecter un rayon lumineux provenant d'une zone en avant du véhicule. Ainsi, des feux correspondants du véhicule peuvent être allumés et éteints en fonction du rayon lumineux détecté. Dans ce cas, le détecteur de pluie et le détecteur d'éclairement sont pourvus séparément et respectivement des éléments photorécepteurs, ce qui accroît l'espace occupé par les détecteurs. Par conséquent, un boîtier de détecteurs destiné à recevoir les détecteurs devient plus encombrant. Compte tenu des problèmes ci-dessus, la présente invention vise à réaliser un dispositif de détection optique peu encombrant dans lequel un détecteur de pluie et un détecteur d'éclairement sont logés dans un même boîtier de détecteurs et partagent un même élément photorécepteur. Selon la présente invention, un dispositif de détection optique pour appareil mobile comprend un détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie comprenant un élément luminescent pour émettre un rayon vers un pare-brise de l'appareil mobile tel qu'un véhicule, et un élément photorécepteur pour détecter le rayonnement réfléchi sur le parebrise, une unité de commande pour activer l'élément luminescent suivant un modèle de luminescence prédéterminée, caractérisé en ce qu'un détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie comprenant: un élément luminescent pour émettre un rayon vers un pare- brise de l'appareil mobile; et un élément photorécepteur pour détecter le rayonnement réfléchi par le pare-brise; une unité de commande pour activer l'élément luminescent suivant un modèle de luminescence prédéterminé, caractérisé en ce que: l'élément photorécepteur sert également de détecteur d'éclairement 10 pour détecter un rayon lumineux venant de l'extérieur de l'appareil mobile; et l'unité de commande commute un signal de sortie de l'élément photorécepteur en tant que sortie du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement, d'après le modèle de luminescence prédéterminé de l'élément luminescent. Un boîtier de détecteurs est prévu pour loger l'élément photorécepteur et 15 l'élément luminescent. Ainsi, le détecteur de pluie et le détecteur d'éclairement, qui sont logés dans le même boîtier de détecteurs, peuvent partager le même élément photorécepteur, ce qui réduit les dimensions du dispositif de détection optique et abaisse un coût de fabrication de celui-ci. De préférence, l'élément photorécepteur détecte le rayon lumineux provenant d'une zone supérieure par rapport à l'appareil mobile tel qu'un véhicule, ou d'une zone en avant du véhicule, de façon que le détecteur d'éclairement serve de détecteur de lumière propre ou de détecteur de lumière distante respectivement. De préférence encore, le dispositif de détection optique est pourvu d'un premier élément photorécepteur qui sert de détecteur de lumière propre et d'un deuxième élément photorécepteur qui sert de détecteur de lumière lointaine ou inversement. L'un des premier et deuxième éléments photorécepteurs est également utilisé pour le détecteur de pluie. Les premier et deuxième éléments photorécepteurs sont montés sur une même embase. Ainsi, le dispositif de détection optique peut avoir des dimensions encore plus réduites. En particulier l'élément luminescent, l'élément photorécepteur et le deuxième élément photorécepteur sont logés dans le même boîtier de détecteurs. Selon une autre forme de réalisation propre à l'invention, le dispositif de détection optique pour véhicule comprend: - Dispositif de détection optique pour véhicule, le dispositif de détection optique comprenant: un détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie, un élément luminescent pour émettre un rayon vers un pare-brise du véhicule; et un élément photorécepteur pour détecter un rayon projeté sur celui-ci; un boîtier de détecteurs pour recevoir l'élément luminescent et l'élément et l'élément photorécepteur; et une unité de commande pour activer l'élément luminescent suivant un modèle de luminescence prédéterminé, caractérisé en ce que: l'élément photorécepteur peut également servir de détecteur d'éclairement pour détecter le rayon lumineux venant de l'extérieur du véhicule; lorsque l'élément luminescent est activé pour émettre le rayon, l'unité de commande commute un signal de sortie de l'élément photorécepteur en tant que sortie du détecteur de pluie; et lorsque l'élément luminescent n'est pas activé, l'unité de commande commute la sortie de l'élément photorécepteur comme signal de sortie du détecteur d'éclairement détecteur de pluie Les objectifs, caractéristiques et avantages ci-dessus et d'autres de la présente invention apparaîtront plus clairement grâce à la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 est un schéma de principe représentant un dispositif de détection optique selon une forme préférée de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est une vue schématique représentant le dispositif de détection optique selon la forme de réalisation préférée; la Fig. 3 est un diagramme représentant des formes d'ondes de sortie d'un élément luminescent, d'un élément photorécepteur, d'un élément lumineux et d'un détecteur de pluie selon la forme de réalisation préférée; et la Fig. 4 est une vue schématique représentant un dispositif de détection optique selon une variante de la forme de réalisation préférée. En référence aux dessins annexés, on va maintenant décrire la forme de réalisation préférée. [FORME DE REALISATION PREFEREE] Un dispositif de détection optique 100 pour un appareil mobile (par exemple un véhicule) va être décrit en référence à la forme de réalisation préférée illustrée sur les figures 1 à 3. Comme représenté sur la Fig. 1, le dispositif de détection optique 100 est pourvu d'un système luminescent 10, d'un système photorécepteur 20 et d'une unité de commande 30, tous logés dans un boîtier (non représenté) de détecteurs. Le système luminescent 10 comprend un élément luminescent 11 et un circuit d'activation de luminescence 12 pour activer l'élément luminescent 11. Lorsque le circuit d'activation de luminescence 12 reçoit de l'unité de commande 30 un signal de demande de luminescence, le circuit d'activation de luminescence 12 active (met en marche) l'élément luminescent 11, qui est par exemple constitué par une diode luminescente à infrarouge. Ainsi, l'élément luminescent 11 émet des rayons infrarouges (indiqués sous la forme d'un trait mixte sur la Fig. 2) vers une vitre avant (pare-brise) 40 du véhicule. Le système photorécepteur 20 comprend un élément photorécepteur 21 et un circuit d'amplification de sortie 22 pour amplifier une sortie de l'élément photorécepteur 21. L'élément photorécepteur 21 est constitué, par exemple, par une photodiode, qui est disposée de manière à pouvoir détecter à la fois un rayon lumineux venant de l'extérieur du véhicule et le rayon infrarouge réfléchi par une surface extérieure de la vitre avant 40. Ainsi, une valeur de photoréception de l'élément photorécepteur 21 correspond au rayon lumineux venant de l'extérieur du véhicule et au rayon infrarouge réfléchi par l'élément luminescent 11. Par conséquent, l'élément luminescent 11 et l'élément photorécepteur 21 peuvent servir de détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie d'après la valeur de photoréception de rayonnement infrarouge de l'élément photorécepteur 21. D'après la quantité de gouttes de pluie détectée, les essuie-glaces du véhicule se mettent en marche. De plus, l'élément photorécepteur 21 peut également servir de détecteur d'éclairement (par exemple, de détecteur d'éclairage propre) en détectant le rayon lumineux provenant de l'extérieur du véhicule. D'après la valeur de photoréception d'éclairement, des feux du véhicule tels que les phares s'allument ou s'éteignent. Dans la présente forme de réalisation, l'élément luminescent 11 et l'élément photorécepteur 21 sont montés sur la même embase 50. Dans ce cas, les signaux détectés correspondant aux valeurs de photoréception d'infrarouge et d'éclairement de l'élément photorécepteur 21 sont appliqués au circuit d'amplification de sortie 22 qui amplifie de façon linéaire les signaux détectés, puis les applique à l'unité de commande 30. L'unité de commande 30 (par exemple un micro-ordinateur) est constituée par une unité centrale de traitement (CPU) 31, une mémoire intérieure (non représentée), un circuit de commutation de sortie (commutateur de sortie) 32 et autres. Le circuit 32 de commutation de sortie commute une sortie de l'élément photorécepteur 21 telle que celle du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement correspondant à un modèle de luminescence de l'élément luminescent 11. Le signal de demande de luminescence à délivrer au circuit 12 d'activation de luminescence est périodiquement produit par l'unité centrale 31, de façon que l'élément luminescent 11 soit commuté (allumé et éteint) suivant un modèle de commutation prédéterminé ayant une période (fréquence) de commutation prédéterminée, en référence à la Fig. 3. L'unité centrale 31 génère également et applique au circuit de commutation de sortie 32 un signal de commutation de sortie en synchronisation avec le signal de demande de luminescence. Ainsi, le circuit de commutation de sortie 32 commute la sortie de l'élément photorécepteur 21 qui constitue le signal de sortie du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement et l'envoie à l'unité centrale 31, ce signal correspondant à la fréquence de commutation de l'élément luminescent 11. L'unité centrale 31 reçoit et traite les signaux détectés fournis par le circuit de commutation de sortie 32, puis les envoie à un microprocesseur 200 monté sur le châssis du véhicule. Dans ce dispositif de détection optique 100, le détecteur de pluie et le détecteur d'éclairement sont disposés dans le même boîtier de détecteurs et partagent le même élément photorécepteur 21, aussi le dispositif de détection optique 100 peut-il être miniaturisé et un coût de fabrication de celui-ci peut-il être réduit. En référence aux figures 1 et 3 on va maintenant décrire une opération de commande du système de luminescence 10 et du système de photoréception 20. Dans le cas où un allumeur SW (interrupteur d'allumage, non représenté) du véhicule est en position de marche, l'opération de commande débutera ou cessera lorsqu'un interrupteur SW d'essuie-glace automatique, non représenté, pour commander les essuie-glaces et un interrupteur d'allumage propre (non représenté) pour commuter les feux seront mis en position de marche ou d'arrêt. Dans le cas où l'allumeur SW est en position de marche, lorsque l'interrupteur SW d'essuie-glace automatique et l'interrupteur SW d'éclairage propre sont mis en position de marche, l'unité centrale 31 délivre le signal de demande de luminescence au circuit 12 d'activation de luminescence de façon que l'élément luminescent 11 soit activé en fonction d'un modèle de luminescence prédéterminé, comme représenté par exemple sur la Fig. 3. En même temps, l'unité centrale 31 délivre le signal de commutation de sortie en synchronisme avec le signal de demande de luminescence au circuit de commutation de sortie 32 de l'unité de commande 30. Lorsque l'élément luminescent 11 est commuté par le circuit d'activation de luminescence 12 à la fréquence prédéterminée en fonction du signal de demande de luminescence, le rayon infrarouge est périodiquement émis par l'élément luminescent 11, puis réfléchi par la vitre avant 40. Ainsi, l'élément photorécepteur 21 détecte le rayonnement infrarouge réfléchi et délivre le signal correspondant à la quantité de photoréception d'infrarouge au circuit 22 d'amplification de sortie par l'intermédiaire d'un circuit de détection (non représenté). Le circuit d'amplification de sortie 22 amplifie le signal de quantité de photoréception et applique celui-ci au circuit de commutation de sortie 32. Ensuite, le circuit de commutation de sortie 32 délivre le signal de quantité de photoréception à l'unité centrale 31 comme sortie du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement, d'après le signal de commutation de sortie (modèle de luminescence de l'élément luminescent 11) produit par l'unité centrale 31. D'autre part, l'élément photorécepteur 21 détecte constamment le rayon d'éclairement venant de l'extérieur du véhicule. Lorsque le rayon infrarouge réfléchi est projeté sur l'élément photorécepteur 21, la sortie (signal de valeur de photoréception) de l'élément photorécepteur 21 augmente. Ainsi, la sortie de l'élément photorécepteur 21 varie en fonction du modèle de luminescence de l'élément luminescent 11. En référence à la Fig. 3, le signal de quantité de photoréception de l'élément photorécepteur 21 est délivré en tant que signal de sortie du détecteur de pluie lorsque l'élément luminescent 11 est en marche, c'està-dire que l'élément photorécepteur 21 sert pour le détecteur de pluie. Lorsque l'élément luminescent 11 est éteint, le signal de quantité de photoréception de l'élément photorécepteur 21 est délivré comme sortie du détecteur d'éclairement, c'est-à-dire que l'élément photorécepteur 21 est utilisé comme détecteur d'éclairement. Ensuite, l'unité centrale 31 compare le signal de sortie du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement avec une valeur seuil d'activation d'essuie-glace et une valeur seuil d'activation de feux, puis délivre un signal correspondant à l'unité centrale 200 qui commande un système de fonctionnement d'essuie-glace et un système de commutation de feux. Comme décrit ci-dessus, lorsque l'élément luminescent 11 est allumé, la quantité de photoréception de l'élément photorécepteur 21 (utilisé pour le détecteur de pluie) est un total de la quantité de photoréception d'infrarouges et de la quantité de photoréception d'éclairement. Par conséquent, avant que le signal de sortie du détecteur de pluie ne soit comparé avec la valeur seuil d'activation d'essuie-glace, l'unité centrale 31 calcule la quantité de photoréception d'infrarouges en supprimant la quantité de photoréception d'éclairement de la quantité totale de photoréception après leur application à l'unité centrale 31. L'unité centrale 31 compare ensuite la quantité de photoréception d'infrarouge avec la valeur seuil d'activation d'essuie- glace. Dans ce cas, comme l'élément luminescent 11 est commuté à la fréquence de commutation prédéterminée, la quantité de photoréception d'éclairement de l'élément photorécepteur 21 peut être calculée d'après un signal de sortie de l'élément photorécepteur 21 (utilisé pour le détecteur d'éclairement) lorsque l'élément luminescent 11 est éteint juste avant cette luminescence. Au lieu de supprimer la quantité de photoréception d'éclairement de la quantité totale de photoréception, c'est-à-dire de calculer le signal de sortie de l'élément photorécepteur 21 servant de détecteur de pluie, une autre valeur seuil d'activation d'essuie-glace peut être calculée, comportant la quantité de photoréception d'éclairement de l'élément photorécepteur 21. Ainsi, l'unité centrale 25 31 peut comparer cette valeur seuil d'activation d'essuie-glace avec la quantité totale de photoréception de l'élément photorécepteur 21 utilisé pour le détecteur de pluie, de façon que l'unité centrale 200 détermine d'après la comparaison si, oui ou non, les essuie-glaces sont en marche. Dans ce cas, la quantité de photoréception d'éclairement de l'élément photorécepteur 21 peut être calculée de la manière décrite 30 plus haut. Les multiples valeurs seuil sont établies préalablement et mémorisées dans la mémoire EEPROM de l'unité de commande 30 ou analogue. Selon la présente forme de réalisation, le détecteur de pluie et le détecteur d'éclairement peuvent fonctionner d'une manière efficace tout en partageant le même élément photorécepteur 21. [AUTRE FORME DE REALISATION] Dans la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus, l'élément photorécepteur 21 est utilisé pour le détecteur d'éclairement, qui peut servir non seulement de détecteur de lumière propre mais encore de détecteur de lumière lointaine pour déterminer si, oui ou non, le véhicule roule alors dans un tunnel ou sur un pont en fonction de la quantité de photoréception de rayon lumineux à partir d'une zone en avant du véhicule. En tant que détecteur optique, le détecteur de lumière lointaine peut être logé dans le même boîtier de détecteurs que le détecteur de pluie et le détecteur de lumière propre. Par exemple, comme représenté sur la Fig. 4, les éléments photorécepteurs 21a et 21b servent respectivement de détecteur de lumière propre et de détecteur de lumière lointaine. L'un des éléments photorécepteurs 21a et 21b sert également de détecteur de pluie. Sur la Fig. 4, l'élément photorécepteur 21b sert de détecteur de pluie. Le rayon infrarouge émis par l'élément luminescent 11 et réfléchi par la vitre avant 40 est indiqué par le trait mixte. Les zones de photoréception des éléments photorécepteurs 21a et 21b (détecteur de lumière propre et détecteur de lumière lointaine) sont indiquées par le trait discontinu. Dans ce cas, les éléments photorécepteurs 21a et 21b sont montés sur la même embase 50. Ainsi, le dispositif de détection optique 100 peut être miniaturisé. De plus, le détecteur d'éclairement peut également servir de détecteur de rayonnement solaire pour détecter une direction du soleil. Revendications 1. Dispositif de détection optique (100) pour appareil mobile, le dispositif de détection optique (100) comprenant: un détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie comprenant: un élément luminescent (11) pour émettre un rayon vers un pare-brise (40) de l'appareil mobile; et un élément photorécepteur (21) pour détecter le rayonnement réfléchi par le pare-brise (40) ; une unité de commande (30) pour activer l'élément luminescent (11) suivant un modèle de luminescence prédéterminé, caractérisé en ce que: l'élément photorécepteur (21) sert également de détecteur d'éclairement pour détecter un rayon lumineux venant de l'extérieur de l'appareil mobile; et l'unité de commande (30) commute un signal de sortie de l'élément photorécepteur (:21) en tant que sortie du détecteur de pluie ou du détecteur d'éclairement, d'après le modèle de luminescence prédéterminé de l'élément luminescent (11). 2. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un boîtier de détecteurs pour recevoir l'élément luminescent (11) et l'élément photorécepteur (21) . 3. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément photorécepteur (21) détecte le rayon lumineux provenant d'une zone supérieure par rapport à l'appareil mobile, de façon que le détecteur d'éclairement serve de détecteur de lumière propre. 4. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément photorécepteur (21) détecte le rayon lumineux venant d'une zone en avant de l'appareil mobile, de façon que le détecteur d'éclairement serve de détecteur de lumière lointaine. 5. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 1, comprenant un deuxième élément photorécepteur (21b), caractérisé en ce que: l'élément photorécepteur (21a) ou le deuxième élément photorécepteur (21b) sert de détecteur de lumière lointaine pour détecter le rayon lumineux venant d'une zone en avant de l'appareil mobile, et l'autre sert de détecteur de lumière propre pour détecter le rayon lumineux venant d'une zone supérieure par rapport à l'appareil mobile; et l'élément photorécepteur (21a) ou le deuxième élément photorécepteur (21 b) est également utilisé pour le détecteur de pluie. 6. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 5, comprenant en outre une embase (50), sur laquelle sont montés l'élément photorécepteur (21 a) et le deuxième élément photorécepteur (21 b). 7. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément luminescent (11), l'élément photorécepteur (21a) et le deuxième élément photorécepteur (21 b) sont logés dans le même boîtier de détecteurs. 8. Dispositif de détection optique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil mobile est un véhicule. 9. Dispositif de détection optique (100) pour véhicule, le dispositif de détection optique (100) comprenant: un détecteur de pluie pour détecter une quantité de gouttes de pluie, comportant: un élément luminescent (11) pour émettre un rayon vers un pare-brise (40) du véhicule; et un élément photorécepteur (21) pour détecter un rayon projeté sur celui-ci; un boîtier de détecteurs pour recevoir l'élément luminescent (11) et l'élément et l'élément photorécepteur (21) ; et une unité de commande (30) pour activer l'élément luminescent (11) suivant un modèle de luminescence prédéterminé, caractérisé en ce que: l'élément photorécepteur (21) peut également servir de détecteur d'éclairement pour détecter le rayon lumineux venant de l'extérieur du véhicule; lorsque l'élément luminescent (11) est activé pour émettre le rayon, l'unité de commande (30) commute un signal de sortie de l'élément photorécepteur (21) en tant que sortie du détecteur de pluie; et lorsque l'élément luminescent (11) n'est pas activé, l'unité de 5 commande (30) commute la sortie de l'élément photorécepteur (21) comme signal de sortie du détecteur d'éclairement.