Brevet FR2935416A1 — publié le 20100305

CAPTEUR D'APPROCHE POUR LE VEROUILLAGE / DEVEROUILLAGE D'UN OUVRANT La présente invention concerne un capteur d'approche, de présence ou de détection pour le verrouillage/déverrouillage d'un ouvrant, notamment pour un véhicule. Plus précisément, l'invention concerne un capteur d'approche de type capacitif en particulier, mais non exclusivement, destiné à être intégré dans une poignée d'un ouvrant de véhicule. Ce type de capteur permet de concevoir des systèmes � mains libres � de verrouillage/déverrouillage d'un ouvrant basés sur la détection de la main 1s d'un utilisateur, par exemple, au voisinage de la poignée. Ladite détection est réalisée au moyen une électrode de mesure couplée à une électrode de référence de manière à pouvoir déceler une variation à l'approche de la main. Cette variation initie ensuite une communication 20 entre un dispositif de reconnaissance situé sur le véhicule et un identifiant portatif porté par l'utilisateur, de manière à permettre un verrouillage/déverrouillage de l'ouvrant qu'en cas d'authentification d'un identifiant autorisé. Selon un autre système de type main libre, la détection peut également être réalisée avec une authentification préalable 25 du véhicule interrogeant à intervalles réguliers les identifiants autorisés. Généralement, le capteur d'approche capacitif est disposé à l'intérieur des poignées afin de créer un champ électrique localisé. 2 Le problème actuel de ce type de capteur est qu'il forme une zone de détection assez étendue autour de la poignée provoquant des détections non souhaitées. En effet, le champ électrique formé par ses électrodes dépasse les zones de détections désirées, et en l'occurrence, vers l'extérieur des poignées engendrant ainsi des déclenchements du verrouillage/déverrouillage de l'ouvrant non sollicités. De plus, il a été constaté une dissymétrie du champ électrique, dans le plan vertical par rapport à l'ouvrant, entraînant ainsi une dissymétrie de fonctionnement entre une poignée droite et gauche, par exemple. Io C'est pourquoi il a déjà été proposé, selon la demande de brevet européenne n°EP1384845, de doter les électrodes capacitives d'un élément écran relié à la masse. Cet élément écran est placé sur une face externe du boîtier de détection et s'étend en regard d'au moins une 15 électrode. Selon un second état de l'art antérieur, et notamment selon la demande de brevet japonaise n°JP2004169426, il est divulgué un élément écran maintenu espacé de manière parallèle à un circuit imprimé via un support. Toutefois, dans les capteurs susmentionnés aucun ne permet de fournir un capteur capacitif directif et précis pour le verrouillage/déverrouillage d'un ouvrant d'un véhicule. 25 La présente invention a pour but de résoudre ce problème en fournissant un capteur directif permettant d'obtenir une zone de détection de variation fiable et limitée dans un espace défini permettant d'éviter toutes détections parasites. De plus, la présente invention permet de réduire l'espace d'encombrement du système de détection et donc de la poignée. De surcroît, la présente invention permet de réduire le coût de fabrication s de telles poignées comportant un tel capteur d'approche ainsi que de faciliter leur montage. Favorablement, la présente invention permet d'obtenir une détection symétrique dans le plan vertical par rapport à l'ouvrant permettant ainsi de ~o faciliter la production des poignées comportant de tel capteur. A cette fin, l'invention a pour objet un capteur d'approche capacitif destiné à être intégré dans une poignée d'ouvrant, notamment pour véhicule en vue de son verrouillage/déverrouillage comportant au moins une électrode 15 de mesure et une électrode de référence formées sur un circuit imprimé, de manière à créer une zone de détection de présence d'un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de blindage métallique formé sur ledit circuit imprimé. 20 Avantageusement, ledit élément de blindage forme une des faces du circuit imprimé. Plus précisément, ledit élément de blindage s'étend longitudinalement et parallèlement sur toute la longueur d'au moins une desdites électrodes et 25 est constitué de matériau de type conducteur. De manière alternative, ledit élément de blindage présente une structure ajourée pouvant être sous la forme d'un treillis conducteur. De préférence, ledit élément de blindage métallique est constitué de cuivre. Avantageusement, ledit élément de blindage est référencé à potentiel 5 électrique ou flottant. De préférence, ledit circuit imprimé peut présenter sur une de ses faces, une électrode de référence entourée par une électrode de mesures et sur son autre face, un élément de blindage métallique. De manière avantageuse, le capteur selon l'invention comprend des moyens de détection dissymétrique dans le plan horizontal et symétrique dans le plan vertical, par rapport audit ouvrant. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation du capteur d'approche donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle de l'extérieur d'un ouvrant d'un véhicule ; 20 - la figure 2 est une vue de dessus d'une poignée et du champ électrique généré par son capteur selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue en coupe perpendiculaire du capteur selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective du capteur selon l'invention ; 25 - la figure 5 est une vue en coupe du champ électrique généré par le capteur selon l'invention ; - la figure 6 est une vue de dessus d'une poignée et du champ électrique généré par le capteur selon l'invention. 10 La figure 1 est une vue schématique partielle de l'extérieur d'un ouvrant d'un véhicule. La figure 1 illustre schématiquement une poignée 1, de type d'accès � mains libres � d'un véhicule, formée d'une partie de préhension 2 et s d'une partie fixe 3 par rapport à un ouvrant 4, tel une portière. Cette figure montre également une zone de détection 5 de présence d'un utilisateur. Il est prévu, avant de surmouler ou de constituer la poignée finale, d'intégrer un capteur d'approche capacitif directif 6 selon la présente ~o invention afin de permettre la détection de toute ou partie d'une main ou tout autre objet appartenant à un utilisateur dans la zone de détection 5 souhaitée. Ledit capteur permet une détection grâce au couplage d'au moins une 15 électrode de mesure 7 et d'au moins une électrode de référence 9, formées sur un circuit imprimé 8. De manière plus précise, ladite électrode de référence peut être de type actif ou passif. De préférence, ladite électrode de référence est une électrode d'excitation, qui applique ou impulse à intervalles réguliers une excitation au champ électrique. 25 La zone de détection 5 des électrodes 7 et 9 du capteur d'approche capacitif 6 doit permettre une détection au niveau de la partie interne de ladite poignée 1. En d'autres termes la partie interne de la poignée 1 correspond à la partie latérale de la poignée la plus en contact de l'ouvrant 4 du véhicule. 30 6 Plus précisément, ladite zone de détection 5 est située en regard et parallèlement audit ouvrant, de manière à déceler toute détection aux voisinages inférieur et supérieur de la partie interne de la poignée 1 en vue de verrouiller/déverrouiller ledit ouvrant. Généralement la face du capteur d'approche capacitif 6 comprenant lesdites électrodes est disposée au niveau de la partie interne des poignées 1 et en regard dudit ouvrant, afin de créer un champ électrique localisé dans ladite zone de détection souhaitée 5. 10 La figure 2 est une vue de dessus d'une poignée et du champ électrique généré par son capteur, selon l'art antérieur. Cette figure montre des niveaux des lignes de champ électriques a 15 simulés dans le cas où la poignée comprend un capteur d'approche selon l'art antérieur. Ledit champ électrique généré par les électrodes incluses dans la poignée du véhicule déborde ou dépasse de manière asymétrique de la poignée vers sa partie externe, correspondante à la partie latérale de la poignée la moins en contact de l'ouvrant du véhicule, pouvant 20 conduire à des détection non souhaitées. La figure 3 et 4 illustrent respectivement une vue en coupe perpendiculaire et une vue en perspective du capteur selon l'invention. 25 La présente invention remédie aux inconvénients de l'art antérieur en proposant de déposer ou former au moins un élément de blindage ou écran 10 métallique directement sur le circuit imprimé 8, de type � PCB �, par exemple. 7 Plus précisément, l'élément de blindage 10 est fixé sur une des faces du circuit imprimé 8. Autrement dit ledit élément de blindage 10 peut former une des faces dudit circuit imprimé. s Comme illustré à la figure 3, il peut être prévu de maintenir solidairement ledit élément de blindage métallique directement sur la face supérieure du circuit imprimé 8 et de placer sur sa face inférieure lesdites électrodes 7 et 9. Ensuite ledit capteur est intégré dans ladite poignée de sorte que qu'il soit disposé en regard dudit ouvrant. i0 Selon une autre configuration de l'invention, le circuit imprimé 8 présente sur une de ses faces, une électrode de référence 9 entourée ou prise en sandwich par une électrode de mesure 7 et sur son autre face, un élément de blindage métallique 10. 15 De manière plus précise, ledit élément de blindage est associé ou déposé ou implanté sur le circuit imprimé 8. En d'autres termes, ledit élément de blindage n'est pas maintenu déporté ou espacé par rapport audit circuit imprimé, ou relié de manière indirecte par l'intermédiaire d'un support 20 audit circuit imprimé. Cet élément de blindage 10 métallique est constitué de matériau de type conducteur, tel que le cuivre, le zinc, l'or, l'argent et tout autre élément conducteur ou composition conductrice de type connu en soi. Alternativement, cet élément de blindage 10 métallique présente une structure ajourée, texturée ou sous la forme de treillis conducteur. Comme illustré à la figure 4, ledit élément de blindage s'étend longitudinalement et parallèlement sur toute la longueur d'au moins une électrode. Ledit élément de blindage et lesdites électrodes possèdent des dimensions spécifiques et adaptées à celles de la poignée finale désirée en vue de maximiser la zone de détection sur la longueur de la partie interne poignée ainsi que sur ses parties inférieure et supérieure. ~o De manière avantageuse, suivant l'épaisseur dudit circuit imprimé ledit élément de blindage est référencé à un potentiel flottant ou électrique tel que la masse ou à l'électrode de mesure. La figure 5 et 6 illustrent respectivement une vue en coupe du champ 15 électrique généré par le capteur selon l'invention et une vue de dessus d'une poignée et du champ électrique généré par le capteur selon l'invention. Ces figures montrent que le champ électrique (3 produit par le capteur 6, 20 selon l'invention, subit un aplatissement au niveau de la partie externe de la poignée 1. Ledit capteur 6 permet d'obtenir une détection dissymétrique dans le plan horizontal par rapport à l'ouvrant, générant ainsi une zone de détection 25 optimale de variation de capacité fiable, précise et limitée à cet espace prédéfini permettant ainsi d'éviter toutes détections parasites et d'affecter sa sensibilité dans ladite zone. Avantageusement, le capteur 6 selon l'invention permet également 30 d'obtenir une détection symétrique dans le plan vertical par rapport à l'ouvrant, permettant de réaliser des poignées gauche et droite identiques réduisant ainsi les coûts de production et facilitant le montage. A titre d'exemple illustratif, l'utilisateur qui souhaite que son ouvrant se verrouille ou se déverrouille approche, tout ou partie d'une main, au voisinage des parties inférieure, supérieure ou interne de la poignée. L'authentification est réalisée préalablement ou à la suite de la détection par ledit capteur. Ledit capteur selon l'invention offre ainsi une zone de détection limitée dans un espace prédéfini permettant un lo verrouillage/déverrouillage de l'ouvrant que lorsque ces déclenchements sont souhaités. II va de soi que le mode de réalisation du capteur capacitif directif décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement 15 limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. LEGENDE 1. poignée 2. partie de préhension de la poignée 3. partie fixe de la poignée 4. ouvrant du véhicule ~o 5. zone de détection 6. capteur d'approche capacitif directif 15 7. électrode de mesure 8. circuit imprimé 9. électrode de référence 20 10. élément de blindage métallique a champ électrique produit par le capteur selon l'art antérieur 25 Q champ électrique produit par le capteur selon l'invention REVENDICATIONS1. Capteur d'approche capacitif (6) destiné à être intégré dans une poignée (1) d'ouvrant (4), notamment pour véhicule en vue de son verrouillage/déverrouillage comportant au moins une électrode de mesure (7) et une électrode de référence (9) formées sur un circuit imprimé (8), de manière à créer une zone de détection (5) de présence d'un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de blindage métallique (10) formé sur ledit circuit imprimé. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) forme une des faces du circuit imprimé (8). 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) s'étend longitudinalement et parallèlement sur toute la longueur d'au moins une desdites électrodes. 20 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) est un matériau de type conducteur. 5. Capteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) est constitué de cuivre. 6. Capteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) présente une structure ajourée. 7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite 30 structure ajourée est un treillis conducteur. 8. Capteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément de blindage (10) est référencé à potentiel électrique ou flottant. 9. Capteur selon l'une quelconques des revendication précédentes, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé (8) présente sur une des ses faces, une électrode de référence (9) entourée par une électrode de mesure (7) et sur son autre face, un élément de blindage ~o métallique (10). 10. Capteur selon l'une quelconques des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection dissymétrique dans le plan horizontal et symétrique dans le plan 15 vertical, par rapport audit ouvrant.