INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un autre exemple, illustré aux figures 11D et 11E, la nervure 72 comprend des premiers ergots 722 dont la forme et les dimensions les prédestinent à coopérer avec autant de retraits de matière 122, appelés deuxièmes retraits de matière, ouverts vers l’extérieur de la couche de diffusion gazeuse 120.
En référence à la , les premières nervures 71 et 72, et en particulier ici la première nervure 72 délimitant le pourtour intérieur de la zone d’intérêt principale 1100, étant de préférence déposée par impression, et encore plus préférentiellement par sérigraphie, l’on comprend qu’au moins : les largeurs et des premières nervures 71 et 72, et en particulier la largeur l’ de la première nervure 72 intérieure, le rapport de ces largeurs et entre elles et les dimensions des retraits de matière ou des ergots de la première nervure 72, s’inscri(ven)t dans une gamme de valeurs compatibles avec la technique d’impression utilisée, en prenant en compte le cas échéant l’épaisseur souhaitée des nervures imprimées et leur maintien mécanique, notamment au regard de leur fonction de soutien mécanique du joint d’étanchéité 50 lors de l’assemblage du réacteur électrochimique. Ceci doit, le cas échéant, également être vérifié pour l’exemple illustré sur la .
L’on comprend au vu de ce qui précède que l’indentation de la nervure 72 intérieure peut être réalisée par les premiers retraits de matière 721 ou par les premiers ergots 722 (indentation négative ou indentation positive), voire selon un mode mixte, notamment selon la relation d’ordre reliant la dimension transversale de la nervure 71 extérieure et la dimension transversale de la nervure 72 intérieure, telles qu’illustrées sur les figures 11A et 11D.
Dans chaque cas, l’indentation de la nervure 72 intérieure peut induire une variation de la section du canal d’écoulement adjacent à la nervure 72 intérieure. Ceci peut être souhaité, notamment de sorte à structurer au moins en partie le guide d’écoulement 1. Au contraire, ceci peut ne pas être souhaité ; or rien n’impose que le canal le plus proche de la nervure 72 intérieure indentée la jouxte directement. En alternative, d’autres premières nervures 71 et 72 et un autre joint d’étanchéité 50 pourraient être prévues qui seraient destinées à étanchéifier une zone d’intérêt réduite ou intérieure relativement à la zone d’intérêt principale 1100 délimitée par les premières nervures comprenant la nervure 72 intérieure indentée. Ainsi, une double étanchéification serait obtenue, et ce, le cas échéant, en plus du maintien, voire du collage, de la couche de diffusion gazeuse 120 (Cf. infra). Une telle éventualité a déjà été envisagée plus haut.
Notons également que les premiers retraits de matière 721 peuvent s’étendre sur toute l’épaisseur de la nervure 72 intérieure ou seulement sur une portion supérieure de cette épaisseur. Cette deuxième alternative étant illustrée sur la , où ladite portion supérieure s’étend plus particulièrement sur une distance sensiblement égale à l’épaisseur de la couche de diffusion gazeuse 120.
Il est à noter, par ailleurs, qu’il n’est pas exclu que les deuxièmes ergots 122 de la couche de diffusion gazeuse 120 s’étendent également hors du plan principal d’extension de la couche de diffusion gazeuse 120, notamment pour venir compléter entièrement les premiers retraits de matière 721 lorsque ces derniers s’étendent sur toute l’épaisseur de la nervure 72 intérieure ou sur une épaisseur de cette nervure supérieure à l’épaisseur de la partie plane de la couche de diffusion gazeuse 120.
Les différents ergots et/ou retraits de matière agissent alors comme des détrompeurs et leur coopération permet d’améliorer le maintien mécanique de la couche de diffusion gazeuse 120.
Dans le cas où la nervure 72 intérieure comprend au moins un retrait de matière 721 s’étendant sur toute la largeur de la nervure 72, la couche de diffusion gazeuse 120 est préférentiellement positionnée sur le substrat 10 avant le moulage du joint d’étanchéité 50. En outre, la couche de diffusion gazeuse 120 se trouve ainsi solidarisée, par exemple collée, au substrat 10 par l’extrémité de ses ergots 121, comme illustré sur la .
Notons ici, pour clore la description des modes de réalisation illustrés sur les figures 11A à 11E, que, en alternatives moins préférentielle : la couche de diffusion gazeuse 120 peut présenter sur tout son pourtour inférieur, destiné à être orienté vers le substrat 10, un retrait de matière, de préférence configuré pour coopérer avec un retrait de matière, par exemple correspondant, du pourtour intérieur de la nervure intérieure 72, ou la nervure intérieure 72 peut présenter, sur tout son pourtour intérieur, un retrait de matière, de préférence configuré pour coopérer avec un retrait de matière, par exemple correspondant, du pourtour inférieur de la couche de diffusion gazeuse 120, destiné à être orienté vers le substrat 10.
Dans ces modes de réalisation alternatifs, si la fonction de détrompeur est potentiellement dégradée relativement aux modes de réalisation illustrés sur les figures 11A à 11E, il reste qu’une fonction de centrage de la couche de diffusion gazeuse 120 relativement à la nervure intérieure 72 est avantageusement assurée.
Un exemple de procédé de fabrication va maintenant être décrit en référence aux figures 9A et 9B. Ce procédé permet d’obtenir la structure illustrée en .
Le procédé comprend tout d’abord les étapes suivantes : fournir : un substrat 10 comprenant une première face 101 sur laquelle au moins un premier guide d’écoulement 1 a été formé, comme illustré sur la figure 9A, ou est destiné à être formé, ou un substrat 10 comprenant une première face 101 destinée à être mise en regard d’au moins un premier guide d’écoulement 1 d’une plaque 20 pour réacteur électrochimique, déposer, sur la première face 101 du substrat 10, autour d’au moins une zone d’intérêt 1000, destinée à être étanchéifiée, au moins deux premières nervures 71 et 72 configurées pour former, entre elles, au moins une gorge 40, comme illustré sur la .
Le dépôt des premières nervures 71 et 72 peut avantageusement être réalisé par impression par sérigraphie. La géométrie des premières nervures pouvant être assez complexe, cette technique de dépôt est avantageuse car elle permet d’atteindre une résolution élevée et donc une plus grande liberté dans les motifs à imprimer relativement à d’autres techniques de dépôt.
On a représenté en un exemple de capteur d'images 100 dans lequel la matrice 101 de pixels PIX est reliée à un seul circuit de commande 117 et à un seul circuit de lecture 119. À titre d'exemple, le circuit de commande 117 est intégré dans une seule puce de circuit intégré et le circuit de lecture 119 est intégré dans une seule puce de circuit intégré, distincte de la puce de circuit intégré du circuit de commande 117. Cet exemple n'est toutefois pas limitatif, le capteur d'images 100 pouvant comporter plusieurs circuits de commande 117 reliés ou connectés respectivement à des pistes conductrices 123 différentes, et/ou plusieurs circuits de lecture 119 reliés ou connectés respectivement à des pistes conductrices 115 différentes. Autrement dit, le circuit de commande 117 peut être divisé en plusieurs sous-circuits de commande, par exemple identiques ou similaires, reliés respectivement à différents sous-ensembles de pistes conductrices 123, et/ou le circuit de lecture 119 peut être divisé en plusieurs sous-circuits de lecture, par exemple identiques ou similaires, reliés respectivement à différents sous-ensembles de pistes conductrices 115. À titre d'exemple, les différents sous-circuits de commande sont intégrés dans des puces de circuit intégré distinctes et les différents sous-circuits de lecture sont intégrés dans des puces de circuit intégré distinctes.
La est un schéma électrique illustrant un exemple de réalisation de l'un des circuits 129 d'intégration de charges du circuit de lecture 119 du capteur d'images 100 de la .
Dans l'exemple représenté, le circuit 129 comporte un amplificateur opérationnel 201 dont une entrée inverseuse (-) est connectée à la borne 131, dont une entrée non inverseuse (+) est connectée à un nœud 203 d'application d'un potentiel de référence VREF, et dont une sortie est connectée à la borne 133. Dans cet exemple, le circuit 129 comporte en outre un composant capacitif 205, par exemple un condensateur, et un commutateur 207. Dans l'exemple illustré en , le composant capacitif 205 et le commutateur 207 sont associés en parallèle entre la borne d'entrée 131 et la borne de sortie 133 du circuit 129.
Lors de la phase de transfert, les charges photogénérées par les photodétecteurs 103 des pixels PIX sont transférées depuis les nœuds de stockage 107 vers le circuit de lecture 119 par l'intermédiaire des transistors 109 et des pistes conductrices 115 connectées aux bornes d'entrée 131 des circuits d'intégration 129. Lorsque le commutateur 207 du circuit 129 est à l'état ouvert, on obtient un montage de type intégrateur dans lequel les charges photogénérées s'accumulent aux bornes du composant capacitif 205 et l'amplificateur opérationnel 201 fournit alors en sortie, sur la borne 133, un potentiel fonction d'une quantité de charges photogénérées accumulées aux bornes du composant capacitif 205. Ce potentiel est par exemple ensuite transmis à un ou plusieurs autres circuits du capteur d'images 100, par exemple à des circuits de double échantillonnage corrélé ("Correlated Double Sampling" - CDS, en anglais) et de conversion analogique-numérique ("Analog-Digital Converter" - ADC, en anglais). En revanche, lorsque le commutateur 207 est à l'état fermé, les charges photogénérées ne s'accumulent pas aux bornes du composant capacitif 205 et sont directement évacuées par la borne 133 de sortie du circuit 129. À titre d'exemple, le commutateur 207 est à l'état ouvert dans un cas où l'on souhaite estimer la quantité de charges stockées au nœud 107 d'un pixel PIX de la matrice 101 et à l'état fermé dans un cas où l'on souhaite évacuer les charges stockées au nœud 107 sans estimer leur quantité.
L'intégration, par accumulation aux bornes du composant capacitif 205, des charges photogénérées provenant d'un pixel PIX lorsque le commutateur 207 est ouvert présente une durée plus importante que l'évacuation des charges photogénérées vers la borne de sortie 133 du circuit 129 d'intégration. La durée d'intégration des charges photogénérées, fonction notamment de durées d'opérations effectuées par le circuit de lecture 119, en particulier des durées de conversion analogique-numérique et de double échantillonnage, est par exemple environ quatre fois supérieure à la durée d'évacuation, sans intégration, des charges photogénérées vers la borne 133. À titre d'exemple, 50 à 100 µs peuvent s'écouler lorsque des charges photogénérées provenant des pixels PIX d'une même ligne de la matrice 101 sont intégrées, contre 10 à 25 µs lorsque les charges photogénérées par les pixels PIX de la ligne sont directement évacuées sans être intégrées.
La est un chronogramme illustrant, de façon schématique et partielle, des étapes successives d'un procédé de commande du capteur d'images 100 de la selon un mode de réalisation.
Dans l'exemple représenté, le procédé de commande du capteur d'images 100 comprend une étape d'exposition 301 durant laquelle des charges photogénérées par les photodétecteurs 103 des pixels PIX de la matrice 101 sont accumulées aux nœuds de stockage 107. L'étape d'exposition 301 correspond par exemple à une situation où les photodétecteurs 103 des pixels PIX de la matrice 101 sont exposés à de la lumière, mais où l'on ne souhaite pas capturer une image. Au cours de l'étape 301, le circuit de commande 117 est par exemple désactivé et les potentiels VON et VOFF sont à un niveau bas, par exemple la masse. Le transistor 109 est alors dans un état dit "semi-passant", une partie des charges photogénérées au nœud de stockage 107 pouvant être transférées, via la piste conductrice 115, vers le circuit d'intégration 129 et s'accumuler aux bornes du composant capacitif 205. À titre de variante, le circuit de commande 117 peut demeurer actif lors de l'étape d'exposition 301. Dans ce cas, les commutateurs 121 du circuit de commande 117 ont leur borne d'entrée IN connectée à leur deuxième borne de sortie OUT2, le potentiel VOFF étant ainsi appliqué, via les pistes conductrices 123, aux grilles des transistors 109 de sorte que les transistors 109 soient à l'état bloqué. Les charges photogénérées par les photodiodes 103 s'accumulent alors aux nœuds de stockage 107.
Le procédé de commande du capteur d'images 100 comprend en outre une étape de réinitialisation 303, postérieure à l'étape d'exposition 301, durant laquelle les charges photogénérées, préalablement accumulées aux nœuds de stockage 107 ou aux bornes du composant capacitif 205 lors de l'étape 301, sont évacuées. Au cours de l'étape de réinitialisation 303, les commutateurs 207 des circuits 129 d'intégration sont à l'état fermé de façon à connecter la borne d'entrée 131 de chaque circuit 129 à la borne de sortie 133.
En outre, au cours de l'étape 303, les commutateurs 121 du circuit de commande 117 sont commandés séquentiellement, les uns après les autres, pour connecter leur borne d'entrée IN à leur première borne de sortie OUT1, le potentiel VON étant ainsi appliqué, via les pistes conductrices 123, aux grilles des transistors de transfert 109 d'une même ligne de pixels PIX de sorte que les transistors 109 soient à l'état passant. On transfère ainsi successivement, par exemple ligne après ligne, les charges photogénérées préalablement accumulées aux nœuds de stockage 107 des pixels PIX des différentes lignes de la matrice 101 vers les circuits d'intégration 129 du circuit de lecture 119.
Plus précisément, on commande par exemple d'abord le commutateur 121 connecté à la piste conductrice 123 de l'une des lignes de pixels PIX de la matrice 101, par exemple la ligne supérieure dans l'orientation de la , de sorte à appliquer le potentiel VON sur les grilles des transistors de transfert 109 de cette ligne. Cela a pour effet de transférer, ou vider, les charges photogénérées depuis les nœuds de stockage 107 des pixels PIX de la ligne vers les circuits d'intégration 129, chaque nœud 107 étant relié à l'un des circuits 129 durant cette opération. Les charges photogénérées en provenance des pixels PIX de la ligne sont alors évacuées via la borne de sortie 133 des circuits 129. Une fois les charges évacuées, on commande par exemple le commutateur 121 connecté à la ligne de pixels PIX dont on vient de transférer les charges de sorte à appliquer le potentiel VOFF sur les grilles des transistors de transfert 109 de cette ligne, afin d'isoler les nœuds de stockage 107 des pixels PIX de cette ligne par rapport aux circuits d'intégration 129. On répète ensuite les opérations ci-dessus sur une autre ligne de pixels PIX, par exemple une ligne adjacente à la ligne dont on vient de transférer les charges. Toutes les lignes de pixels PIX de la matrice 101 sont ainsi balayées séquentiellement, par exemple de haut en bas dans l'orientation de la .
À titre d'exemple, l'étape 303 de réinitialisation débute par exemple à un instant où au moins un doigt est placé sur le capteur d'images 100, à l'aplomb de la matrice 101 de pixels PIX.
Lors d'une autre étape d'exposition 305, postérieure à l'étape de réinitialisation 303, des charges photogénérées par les photodétecteurs 103 des pixels PIX de la matrice 101 sont à nouveau accumulées aux nœuds de stockage 107. À la différence de l'étape d'exposition 301 précédemment décrite, l'étape d'exposition 305 correspond par exemple à une situation où les photodétecteurs 103 des pixels PIX de la matrice 101 sont exposés à de la lumière et où l'on souhaite capturer une image. L'étape d'exposition 305 présente par exemple une durée déterminée ajustée en fonction d'une luminosité ambiante, appelée durée d'intégration.
Le procédé de commande du capteur d'images 100 comprend en outre une étape, ou phase, d'acquisition 307, postérieure à l'étape d'exposition 305. À la différence de l'étape de réinitialisation 303, où les charges photogénérées accumulées aux nœuds de stockage 107 des pixels PIX de la matrice 101 sont évacuées sans être intégrées, on prévoit, lors de l'étape d'acquisition 307, d'intégrer les charges photogénérées provenant des pixels PIX de certaines lignes de la matrice 101, les charges photogénérées provenant des autres lignes de pixels PIX étant évacuées sans être intégrées. Selon un mode de réalisation, on prévoit plus précisément d'intégrer uniquement les charges photogénérées provenant de lignes de pixels PIX à l'aplomb desquelles au moins un doigt a été préalablement détecté.
Au cours de l'étape 307, les commutateurs 121 du circuit de commande 117 sont commandés séquentiellement, ligne après ligne, de façon à transférer les charges photogénérées préalablement accumulées aux nœuds de stockage 107 des pixels PIX des différentes lignes de la matrice 101 vers les circuits d'intégration 129 du circuit de lecture 119. La commande des commutateurs 121 s'effectue par exemple de façon analogue à ce qui a été précédemment exposé ci-dessus en relation avec l'étape de réinitialisation 303. En outre, lors de l'étape 307, les commutateurs 207 des circuits d'intégration 129 du circuit de lecture 119 sont, pour chaque ligne, soit ouverts soit fermés selon que l'on souhaite respectivement intégrer ou évacuer les charges photogénérées en provenance de la ligne de pixels PIX de la matrice 101 dont les transistors 109 sont commandés à l'état passant par le commutateur 121 connecté à la piste conductrice 123 de la ligne.
Plus précisément, on commande par exemple d'abord le commutateur 121 connecté à la piste conductrice 123 de l'une des lignes de pixels PIX de la matrice 101 de sorte à transférer les charges photogénérées depuis les nœuds de stockage 107 des pixels PIX de cette ligne vers les circuits d'intégration 129. Si l'on souhaite intégrer les charges photogénérées en provenance des pixels PIX de la ligne, par exemple dans un cas où un doigt a été préalablement détecté à l'aplomb de cette ligne, les commutateurs 207 des circuits d'intégration 129 sont préalablement ouverts. En revanche, si l'on souhaite évacuer les charges photogénérées en provenance des pixels PIX de la ligne sans les intégrer, par exemple dans un cas où aucun doigt n'a été préalablement détecté à l'aplomb de cette ligne, les commutateurs 207 des circuits d'intégration 129 sont préalablement fermés. Une fois les charges intégrées ou évacuées, on commande par exemple le commutateur 121 connecté à la ligne de pixels PIX dont on vient de transférer les charges de sorte à isoler les nœuds de stockage 107 des pixels PIX de cette ligne par rapport aux circuits d'intégration 129 avant de répéter les opérations ci-dessus sur une autre ligne de pixels PIX, par exemple une ligne adjacente à la ligne dont on vient de transférer les charges. Toutes les lignes de pixels PIX de la matrice 101 du capteur d'images 100 sont ainsi balayées séquentiellement, par exemple de haut en bas dans l'orientation de la .
Un avantage du procédé exposé ci-dessus en relation avec la tient au fait que l'intégration sélective des charges photogénérées dans les pixels PIX des lignes la matrice 101 à l'aplomb desquelles un doigt a été préalablement détecté, les charges photogénérées dans les pixels PIX des autres lignes étant évacuées sans être intégrées, permet à l'étape d'acquisition 307 de présenter une durée plus courte que dans un cas où les charges photogénérées provenant des pixels PIX de toutes les lignes de la matrice 101 seraient intégrées. Des images d'un ou plusieurs doigts placés en vis-à-vis du capteur d'images 100, à l'aplomb des pixels PIX de la matrice 101, peuvent ainsi être capturées en un temps plus court, ce qui améliore l'expérience utilisateur.
En référence à la , lorsque les dents 80’ sont destinées à délimiter l’écoulement d’un liquide de refroidissement du réacteur électrochimique, les épaisseurs des premières nervures 71 et 72 sont de préférence égales à l’épaisseur desdites dents 80’. Un tel substrat 10 selon le premier aspect de l’invention peut alors, de façon connue, être assemblé à une plaque électriquement conductrice 130 par exemple de la façon illustrée sur la .
Ainsi, lors d’une étape d’assemblage du substrat 10 selon le premier aspect de l’invention avec une plaque 20 du réacteur électrochimique (comprenant un AME 140 et son renfort 141 (Cf. figures 9C, 9D et 12) ou une plaque électriquement conductrice 130(Cf. )), le joint d’étanchéité 50 se trouve pincer contre ladite autre plaque 20, permettant ainsi d’assurer l’étanchéité de la zone d’intérêt 1000, et le joint d’étanchéité 50 se trouve en outre écrasé jusqu’à ce qu’il y ait contact, notamment électrique, entre les sommets 81 des dents 80, 80’ supportées par le substrat 10 et ladite autre plaque 20.
Si l’épaisseur du joint d’étanchéité 50 est trop importante, il est possible qu’il ne puisse pas être suffisamment écrasé pour qu’il y ait effectivement contact entre les sommets 81 des dents 80, 80’ du guide d’écoulement 1 et la plaque 20.
Pour parer à cette éventualité, on peut prévoir que l’épaisseur du joint d’étanchéité 50 ne dépasse pas 130%, de préférence 120%, de l’épaisseur de la première nervure qui, parmi les deux premières nervures 71 et 72, présente l’épaisseur la plus élevée.
Ainsi, l’épaisseur du joint d’étanchéité 50 peut être comprise entre 100% et 130%, de préférence entre 100% et 120%, et encore plus préférentiellement entre 105% et 115%, de la somme de l’épaisseur des dents 80 du premier guide d’écoulement 1 et de l’épaisseur de la GDL 120 ou de l’épaisseur des dents 80’ du premier guide d’écoulement 1.
En référence aux figures 9C, 9D et 12, dans le cas d’un d’assemblage du substrat 10 avec un AME 140 et un renfort 141 d’AME 140, l’AME 140 est de préférence positionnée au moins sur la couche de diffusion gazeuse 120, qui s’étend sur la zone active 2000 du réacteur électrochimique ; ainsi, sur les figures 9C et 9D, l’AME 140 cache la couche de diffusion gazeuse 120. En outre, tandis que le renfort 141 est représenté de façon opaque sur la , il est représenté en transparence sur la , de sorte à laisser apparaître les parties sous-jacentes du substrat 10, et en particulier du guide d’écoulement 1 et du joint d’étanchéité 50, qui ne sont pas couvertes par l’AME 140. On notera que dans l’exemple illustré aucune partie du joint d’étanchéité 50 n’est couverte par l’AME 140. On s’aperçoit que le renfort d’AME 141 complète l’étendue de l’AME 140, potentiellement avec un recouvrement partiel de l’un par l’autre (Cf. par exemple), de sorte à être positionné sur au moins une partie du guide d’écoulement 1 s’étendant sur les zones d’homogénéisation 3000 du réacteur électrochimique. Comme mieux représenté sur la , c’est de préférence le renfort de l’AME 141 qui est destiné à venir écraser, lors de l’assemblage du réacteur électrochimique, le joint d’étanchéité 50.
En alternative à la condition selon laquelle les épaisseurs des premières nervures 71 et 72 sont inférieures à la somme de l’épaisseur desdites dents 80 et de l’épaisseur de la couche de diffusion gazeuse 120, on peut prévoir que le pourtour extérieur de la couche de diffusion gazeuse 120 soit situé en vis-à-vis de celle des deux premières nervures 71 et 72 qui délimite le pourtour intérieur de la zone d’intérêt principale 1100, voire en vis-à-vis d’une partie au moins du joint d’étanchéité 50. La couche de diffusion gazeuse 120 peut alors venir en butée contre le pourtour intérieur de celle des deux premières nervures 71 et 72 qui délimitent le pourtour extérieur de ladite zone d’intérêt principale 1100.
On comprend que, dans cette alternative, la nervure qui délimite le pourtour extérieur de la zone d’intérêt principale 1100 peut également constituer une première nervure délimitant le pourtour intérieur d’une seconde zone d’intérêt principale comprenant la première, pour peu que trois premières nervures soient déposées qui forment deux gorges 40 de part et d’autre d’une première nervure centrale parmi lesdites trois premières nervures.