Brevet FR3090822A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Glace et dispositif lumineux pour système de détection d'obstacle [0001] L'invention concerne le domaine des dispositifs lumineux avec système de détection d'obstacle de véhicule automobile et plus particulièrement la glace de fermeture équipant ledit dispositif. [0002] Les véhicules automobiles en particulier, les véhicules autonomes, sont maintenant équipés de systèmes de détection d'obstacles constitués d'un émetteur d'ondes électromagnétiques et d'un récepteur. Les ondes électromagnétiques émises vont se réfléchir sur l'obstacle et être captées par le récepteur. Ces systèmes de détection n'étant pas très esthétiques, ils sont le plus souvent cachés dans les dispositifs lumineux avant du véhicule. [0003] Cependant ces dispositifs lumineux comprennent und glace de fermeture à l'avant qui perturbe la propagation des ondes électromagnétiques. En effet, la glace par effet de la réflexion de Fresnel des ondes électromagnétiques sur la glace, il y a une perte d'environ 4% par dioptre soit 8 à 9% des ondes émises et 8% à 9% pour les ondes réfléchies par l'obstacle, soit un total de 16 à 18%. Du fait de cette perte, le système de détection ne peut, par exemple, la distance de détection pourra être réduite d'au moins 10m par rapport à un placement à l'extérieur. [0004] Cette perte est d'autant plus critique quand les conditions climatiques sont mauvaises (température, gel, pluie, ...). [0005] Lc système de détection utilise des ondes électromagnétiques qui se situent dans la zone des infra-rouges pour ne pas gêner la vision du conducteur des véhicules venant en face car l'oeil ne perçoit pas ces longueurs d'onde tout en pouvant balayer toute la périphérie avant du véhicule, alors que l'éclairage est constitué d'ondes situées dans le spectre visible en particulier le blanc de longueur d'onde comprise entre 400 et 630nm. [0006] Pour faire face à ces différentes contraintes, la solution actuelle consiste à augmenter la puissance du système de détection pour garder la même portée, mais cela augmente d'autant sa consommation. [0007] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionné ci-dessus et en proposant une glace et un dispositif lumineux adaptés ainsi que le procédé de fabrication de ladite glace. [0008] La glace de fermeture de dispositif lumineux de véhicule selon l'invention a deux faces, une face extérieure et une face intérieure, elle est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un revêtement antireflet sur au moins une partie d'une face. Le revêtement antireflet permet de diminuer la réfection sur la face traitée et donc 2 d'augmenter la quantité d'ondes efficaces du système de détection, on gagne ainsi jusqu'à 18% de portée du système de détection entre l'émission et la réception des ondes électromagnétiques. [0009] Selon une disposition particulière, le revêtement antireflet ne couvre qu'une portion de la face. Le système de détection étant placé relativement proche de la glace, son rayonnement est localisé, il n'est donc pas nécessaire de traiter toute la surface de la glace, seule la zone en vis-à-vis du système est traitée. Le coût de traitement de la glace est ainsi réduit. [0010] Selon autre disposition, la glace comprend au moins un revêtement antireflet sur chacune des faces. Afin de réduire encore la réflexion, on traite les deux faces de la glace. De préférence, les revêtements seront identiques de chaque côté. [0011] Selon une caractéristique particulière, le revêtement antireflet a une épaisseur comprise entre 10 et 250nm (nanomètres). Le revêtement a de préférence une épaisseur d'environ 155nm pour un centrage à 850nm, 145nm pour un centrage à 800nm, 162nm pour un centrage à 900nm et 250nm pour un centrage à 1400nm. En général, on autorise +/-10% d'erreur pour un monocouche sur l'erreur en épaisseur. [0012] Selon un premier mode de réalisation, le revêtement ne comprend qu'une seule couche antireflet de bas indice de réfraction dans la zone des infra-rouges, sur la face extérieure. La couche permet de limiter la réflexion des ondes électromagnétiques émise par le système de détection. [0013] Selon une disposition particulière du premier de mode de réalisation, la couche an- tireflet est en MgEn. Le MgF2 a un indice de réfraction de 1,37 pour une longueur d'onde de 850 nm, la zone des infra-rouges se situant entre 700 et 2500nm. [0014] Selon un deuxième mode de réalisation, le revêtement comprend plusieurs couches superposées. La superposition de plusieurs couches permet de choisir les longueurs d'ondes qui auront le moins de réflexion dans un spectre plus large en jouant sur le matériau utilisé et/ou leur épaisseur. [0015] Selon une caractéristique particulière du deuxième mode de réalisation, chaque couche est constituée d'un matériau avec un indice de réfraction différent. La combinaison de matériaux de différents indices de réfraction permet de choisir les ondes qui seront le moins réfléchies. [0016] Selon une autre caractéristique, le revêtement comprend 2 à 10 couches. Ce nombre de couches est suffisant pour avoir une réflexion limitée dans les longueurs d'ondes d'éclairage et d'infra-rouge. [0017] Selon une disposition particulière, le revêtement alterne des couches de matériaux de haut et bas indice de réfraction dans la zone des infra-rouges. Cela permet d'adapter le traitement de la glace au résultat recherché et en particulier d'élargir la gamme spectrale de fonction du revêtement antireflet. 3 [0018] L'invention concerne également un dispositif lumineux de véhicule comprenant un système de détection d'obstacle par émission et réception d'ondes électromagnétiques, il est caractérisé en ce qu'il comprend une glace avec au moins une des caractéristiques précédentes et que le système de détection est disposé en vis à vis d'au moins un revêtement antireflet. [0019] L'invention porte également sur un procédé de traitement d'une glace de fermeture de dispositif lumineux ayant au moins une des caractéristiques précédentes, ledit procédé comprend une étape de pose d'au moins un revêtement antireflet sur au moins une face de la glace. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : [0021] [fig.1] représente le principe d'un système de détection d'obstacle disposé dans un dispositif lumineux de véhicule automobile; [0022] [fig.2] est une coupe d'un dispositif lumineux selon l'invention; [0023] [fig.3] montre les indices de réfraction de la glace selon les différents modes de réa- lisation de l'invention par rapport à l'état de la technique; [0024] [fig.4] est une coupe de la glace selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. [0025] Dans la suite de la description on considérera que l'extérieur correspond à l'extérieur du dispositif d'éclairage et l'intérieur à l'intérieur dudit dispositif, de la même façon l'avant correspondra au sens d'émission de lumière hors du dispositif lumineux correspondant, qui correspond dans le cas d'un projecteur à l'avant du véhicule. [0026] [fig.1]Le principe de fonctionnement du système de détection illustré à la est le suivant: - le système de détection d'obstacle 3 comprend un émetteur 30 et un récepteur 31, l'émetteur 30 émet des ondes électromagnétiques 32 vers l'avant du véhicule, - lorsque ces ondes électromagnétiques 32 rencontrent un obstacle 7, elles sont réfléchies, - les ondes réfléchies 33 sont alors captées par un capteur 31, - un calculateur détermine ensuite la distance entre le véhicule et l'obstacle 7. [0027] Les ondes électromagnétiques émises sont de préférence dans la zone des infra- rouge. [0028] Dans l'invention, le système de détection 3 est disposé dans un dispositif lumineux 1 comprenant une glace de fermeture 2. [0029] Lorsque les ondes électromagnétiques 32 émises traversent la glace de fermeture 2 certaines sont réfléchies par la surface intérieure 20 de la glace de fermeture 2, limitant d'autant la quantité d'ondes électromagnétiques qui traversent effectivement la glace de fermeture 2 et donc la précision du système de détection 3. [0030] De la même façon, les ondes électromagnétiques 33 réfléchies ne traversent pas toutes la surface extérieure 21 de la glace de fermeture 2. [0031] Comme on peut le voir à la [fig.2], le dispositif lumineux 1 est monté sur un véhicule 6. Dans cet exemple, il s'agit d'un projecteur avant de véhicule. Il comprend, de façon connu, un système d'éclairage 4 comprenant un feu de route 40 et un feu de croisement 41. Le système de détection d'obstacle 3 est placé derrière la glace de fermeture 2. [0032] La glace de fermeture 2 est partiellement recouverte d'un revêtement antireflet 22 en vis-à-vis du système de détection 3. Dans l'exemple illustré à la [fig.2], le revêtement 22 est disposé sur la face extérieure 21 mais il peut être disposé sur la face intérieure 20 ou sur les deux faces de la glace de fermeture 2. [0033] La glace de fermeture 2 pourra avoir un revêtement avec une simple couche antireflet 22 (ou monocouche) ou de plusieurs couches 23 superposées (ou multicouche). [0034] Comme on peut le voir à la [fig.3], la valeur de réflexion 10 de la glace de fermeture 2 est sensiblement constante dans toute la plage de longueur d'onde. [0035] La valeur de réflexion 11 d'un revêtement avec une seule couche antireflet 22 est plus faible dans la zone des infra-rouges qui se situent entre 830nm et 905nm et ainsi la quantité d'ondes électromagnétiques 32, 33 traversant la glace de fermeture 2 augmente. [0036] La valeur de réflexion 12 d'un revêtement avec six couches 23 est plus faible à la fois dans la zone des infra-rouges et dans les ondes visibles. Ainsi non seulement la quantité d'ondes électromagnétiques 32, 33 traversant la glace de fermeture 2 augmente dans ces deux zones mais également les ondes visibles émises par le système d'éclairage. [0037] L'indice de réflexion 13 d'un revêtement avec sept couches 23 est plus faible dans toute la zone comprise entre les infra-rouges et les ondes visibles qui se situent entre 380nm et 780nm. Ainsi on améliore toute la quantité d'ondes électromagnétiques utiles traversant la glace de fermeture 2. [0038] Ainsi pour une glace en polycarbonate, l'indice de réfraction est d'environ 1.59 pour une longueur d'onde à 550 nm soit à peu près 5.5% de réflexion par dioptrie. [0039] Par exemple, une monocouche antireflet 22 en MgF2 a un indice de réfraction de 1.37 pour une longueur d'onde de 850nm. Le centrage dépend de l'épaisseur de la couche: si on n'est pas bien centré la réflexion sera plus élevée. [0040] Dans le cas du multicouche illustré [fig.4], elles sont constituées d'une superposition de fines couches de différents matériaux avec des indices de réfraction différents. De préférence, on alternera les couches de haut (H) et bas (L) indices de réfraction. [0041] Les matériaux de haut indice de réfraction sont par exemple: TiO2, Ta205, ZrO2, Nb, 05, SiO, et ceux de bas indice de réfraction sont par exemple: SiO2, A1,03, MgFn. [0042] Pour une monocouche, l'épaisseur pourra, par exemple, être de 154.6nm pour un matériau bas indice de réfraction tel que le MgF2. [0043] Par exemple, pour un multicouche de 6 couches, on pourra alterner des couches de haut et bas indice de réfraction avec une majorité de matériaux de bas indice, par exemple: - une première couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 19.5nm, - une deuxième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 27.3nm, - une troisième couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 91.4nm, - une quatrième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 1 Onm, - une cinquième couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 46.9nm, - une sixième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 106.3nm. [0044] Pour un multicouche de 7 couches, on pourra alterner des couches de haut et bas indice de réfraction, par exemple: - une première couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur lOnm - une deuxième couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 24.7nm, - une troisième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 26.2nm, - une quatrième couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 94.8nm, - une cinquième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 13.6nm, - une sixième couche de haut indice de réfaction et d'épaisseur 33.9nm, - une septième couche de bas indice de réfaction et d'épaisseur 116.6nm. [0045] Le nombre et l'épaisseur des couches dépendent des matériaux utilisés. [0046] Le monocouche étant optimisée pour la longueur d'onde de l'infra-rouge, elle est moins performante pour le spectre visible, elle sera donc plutôt utilisée dans la partie en vis-à-vis du système de détection d'obstacle 3. [0047] Le multicouche qui couvre un spectre plus large pourra plus facilement être utilisé sur la surface entière de la glace de fermeture 2. [0048] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, l'exemple illustré a trait à un projecteur avant de véhicule mais pourrait s'appliquer à d'autres dispositif lumineux de véhicule, tels que notamment des dispositifs de signalisation, notamment un feu de signalisation arrière, tel qu'un feu stop ou un feu de position arrière.] 6 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12]