INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La est une représentation schématique d’une distribution de luminosité. La distribution de luminosité résulte de la représentation d’une image sur un afficheur, l’observateur 24 regardant l’afficheur. L’afficheur peut être réalisé comme l’afficheur de la et/ou comme celui de la . En outre, on a représenté un système de coordonnées 70 avec un axe (x) 72 et un axe (y) 74 ainsi qu’un axe (d) 130 ; l’axe (d) 130 représente la distance de l’observateur par rapport à l’afficheur, c’est-à-dire qu’il est perpendiculaire à la surface de l’afficheur. La distribution de luminosité est représentée comme gradient de luminosité résultant h(x,y,d) en fonction de la position de l’observateur 24 par rapport à l’afficheur. L’observateur 24 peut se déplacer devant l’afficheur vers la droite et la gauche et ainsi il se déplace dans la direction (x) ou parallèlement à l’axe (x) 72. En variante ou en plus, l’observateur 24 peut également se déplacer par rapport à l’afficheur, vers le haut ou vers le bas et ainsi dans la direction (y), c’est-à-dire parallèlement à l’axe (y) 74. En outre, l’observateur 24 peut, en variante, ou en plus, s’éloigner ou se rapprocher de l’afficheur ce qui modifie la distance (d) de l’observateur par rapport à l’afficheur ; en d’autres termes, l’observateur 24 se déplace selon l’axe (d) 130.
Le film à lamelles ou le concentrateur de lumière produit sur l’écran image, c’est-à-dire l’afficheur pour la représentation des images pour le passager, un gradient de luminosité principalement dans la direction (x), c’est-à-dire parallèlement à l’axe (x) 72, notamment dans un développement dans la direction (x) et dans la direction (y), c’est-à-dire parallèlement à l’axe (y) 74. Ce gradient de luminosité peut être perçu visuellement par l’observateur 24, notamment le passager. Si, par exemple, on présente une image en blanc pur 132 sur l’écran-image, par exemple, avec les niveaux de gris R=G=B=255, l’observateur 24 peut percevoir une chute de luminosité vers les bords droit et gauche de l’afficheur. La chute de luminosité est interprétée comme profil de gris et l’image affichée n’est plus perçue comme une surface blanche éclairée de manière homogène. La luminosité maximale est en général perçue dans la position (x) de l’observateur 24 et ainsi à la position dans laquelle se trouve l’observateur 24 devant l’afficheur. Le gradient de luminosité dépend de la position (x, y) de l’observateur 24 devant l’afficheur et/ou de sa distance (d) par rapport à l’afficheur. Le gradient de luminosité peut ainsi s’exprimer, de préférence, comme une fonction h(x,y,d), la valeur de la fonction étant une valeur de luminosité ou une densité de luminosité L, mesurée en [cd/m2]. Ce gradient de luminosité doit être réduit ou évité par le procédé proposé selon les figures 10, 11, 12, 13.
Si l’observateur 24 occupe une première position 134 et ainsi se trouve au milieu devant l’afficheur, par exemple, à la position (x _0136) de l’axe (x) 72, alors l’observateur perçoit un premier développement de luminosité 138. L’observateur 24 est ainsi à une première distance 140 par rapport à l’afficheur. La luminosité maximale sera perçue à la position (x_136). La luminosité maximale évolue de manière simplifiée notamment selon une ligne qui est une ligne parallèle à l’axe (y) 74. Partant de cette droite ou ligne vers la droite et vers la gauche, la luminosité diminue vers les bords de l’afficheur. Lorsque l’observateur 24 se trouve dans une seconde position 142, c’est-à-dire non au milieu devant l’afficheur ainsi, par exemple, plus à gauche à la position (x_1 144), alors l’observateur perçoit un second développement de luminosité 146. L’observateur 24 est ainsi à une première distance 138 par rapport à l’afficheur. La luminosité maximale sera perçue à la position (x_1 144). La luminosité maximale évolue de façon simplifiée en particulier selon une ligne qui est parallèle à l’axe (y) 74. La luminosité diminue à partir de cette droite ou ligne vers la droite et vers la gauche vers les bords de l’afficheur. Lorsque l’observateur 24 occupe une troisième position 148 au milieu devant l’afficheur, c’est-à-dire à la position (x_0136), il aura modifié sa distance d par rapport à l’afficheur et se trouve à une seconde distance 150 par rapport à l’afficheur ; l’observateur perçoit alors un troisième développement de luminosité 152. La seconde distance 150 est plus éloignée de l’afficheur que la première distance 140. La luminosité maximale est perçue à la position (x_0136). La luminosité maximale évolue de manière simplifiée, en particulier, selon une ligne parallèle à l’axe (y) 74. A partir de cette droite ou de cette ligne, la luminosité diminue vers la droite et la gauche vers les bords de l’afficheur. Mais, la luminosité ne diminue pas vers les bords de l’afficheur aussi fortement que pour le développement de la luminosité à la première position 134 de l’observateur et ainsi pour une première distance 140 plus courte entre l’observateur et l’afficheur.
La est une représentation schématique d’une distribution de luminosité. La distribution de luminosité résulte de la représentation d’une image sur un afficheur, en particulier, l’afficheur de passager, un observateur 24 observant l’afficheur. L’observateur observe que l’afficheur, en particulier, à partir de positions différentes. L’afficheur peut être réalisé comme l’afficheur de la ou celui de la . On a représenté un système de coordonnées 70 avec un axe (x) 72 et un axe (d) 130 ; l’axe (d) 130 correspond à la distance (d) de l’observateur par rapport à l’afficheur, c’est-à-dire qu’il est perpendiculaire à la surface de l’afficheur. La distribution de luminosité peut varier selon la distribution de luminosité de la ou de la en fonction de la position de l’observateur 24 ou de la distance de l’observateur 24 par rapport à l’afficheur. Parallèlement à l’axe (x) 72, schématiquement le film à lamelles 96 est installé ou représenté. Bien que dans le dessin on représente un film à lamelles, le dessin se comprend qu’il s’agit ainsi de façon générale d’un concentrateur de lumière qui peut être réalisé d’une autre manière.
La montre l’influence du concentrateur de lumière 96 sur l’impression de luminosité pour l’observateur 24 en fonction de la position de l’observateur 24 devant l’afficheur. A l’origine, pour le gradient de luminosité, on a le concentrateur de lumière 96 ou film à lamelles 96. L’observateur 24 peut se trouver à la première position 134, ce qui donne un premier angle de vue 154. L’observateur 24 peut également se trouver à la troisième position 148, ce qui donne un troisième angle de vue 156. En variante, l’observateur 24 peut se trouver à une quatrième position 158, ce qui donne un quatrième angle de vue 160. L’angle de vue δ de l’observateur 24 est d’autant plus grand que la distance d de l’observateur par rapport à l’afficheur est faible. Si l’observateur 24 ne se trouve pas au centre (x_0136) de l’afficheur, on a un angle de vue asymétrique. La position de la luminosité L(δ) de la fonction de distribution de luminosité 122, perçue par l’observateur 24 selon des angles de vue (δ) sur les bords d’afficheur L_gauche et L_droit est, par exemple, représentée schématiquement pour les trois positions de l’observateur.
Selon la position de l’observateur 24 devant l’afficheur on aura un angle de vue symétrique ou asymétrique. Si l’observateur 24 se trouve au centre (x_0136) de l’afficheur, par exemple, à la première position 134 ou à la troisième position 148 on obtient un angle de vue symétrique. L’observateur perçoit ainsi à droite et à gauche par rapport à la position (x_0136), la même impression de luminosité L_droite (δ_r) 162= impression de luminosité L_gauche (δ_l) 164. On a ainsi un profil symétrique du gradient de luminosité par rapport à la position (x_0136). Si l’observateur 24 est assis à une quatrième position 158 non au centre de l’afficheur, mais à une autre position (x_1144) différent de la position (x_0136), par exemple, à la position (x_144) inférieure à la position (x_0136), on a un angle de vue asymétrique ; l’impression de luminosité L_droite(δ_r) 166≠ à l’impression de luminosité L_gauche(δ_l) 168. Il en résulte comme conséquence, un gradient de luminosité asymétrique. En principe, la règle est que la chute de luminosité vers les bords de l’affichage est d’autant plus fortement imprimée que l’observateur 24 se trouve proche, devant l’afficheur ou que l’observateur 24 est éloigné du bord de l’afficheur. En d’autres termes, plus l’angle de vue δ est grand et plus grand sera la diminution de luminosité.
La est une représentation schématique d’une distribution de luminosité. La distribution de luminosité est représentée par une première fonction de distribution de luminosité 122 de l’afficheur de passager en mode passager dans le système de coordonnées avec les axes des valeurs de densité lumineuse 116 selon l’angle de vue 118. Une tolérance de fabrication d’un film à lamelles influence l’impression de luminosité de l’afficheur. Les tolérances de fabrication se traduisent notamment par un décalage de la courbe L(δ) présentée uniquement à titre d’exemple vers la droite. La fonction de distribution de luminosité se déplace vers une seconde fonction de distribution de luminosité 170. En d’autres termes, l’existence de tolérance de fabrication des films à lamelles se traduit par une tolérance de la fonction de distribution de luminosité, c’est-à-dire de la caractéristique L(δ). Les tolérances de fabrication peuvent se traduire notamment par un déplacement de la courbe de la fonction de distribution de luminosité (L(δ). Par conséquence, l’impression de luminosité de l’afficheur change car le déplacement de la courbe pour une position fixe de l’observateur se traduit par une variation de la distribution de luminosité symétrique souhaitée L_droite(δ_r) 162=L_gauche(δ_l) 164 vers une distribution asymétrique non souhaitée de la luminosité L_droite*(δ_r)172>L_gauche*(δ_l)174. Ainsi, la première courbe de luminosité 138 c’est-à-dire le premier gradient de luminosité h(x,y,d) se déplace du fait de l’influence des tolérances de fabrication selon la flèche 176 vers la deuxième courbe de luminosité 178, en particulier un second gradient de luminosité h*(x,y,d). La luminosité maximale ne se trouve plus à la position de l’observateur 24. Cette distribution différente de la luminosité peut notamment être corrigée ou améliorée avec le procédé proposé.
Sur cette , le coefficient TCF 1 du mode élastique de surface guidé par le substrat POI connu de l’état de la technique reste inférieur à 15 ppm/K pour des fréquences de fonctionnement supérieures à 1,3 GHz, mais peut atteindre des valeurs supérieures à 20 ppm/K, voire 25 ppm/K, dès lors que la fréquence est inférieure à 1 GHz.
Afin de pallier ce problème, les inventeurs ont pu étudier l’effet de l’orientation cristalline du substrat de silicium 7.
Notamment, la courbe B de la représente l’évolution du coefficient TCF 1 en fonction de la fréquence d’un mode élastique de surface guidé par un substrat POI pour lequel le substrat de silicium 7 présente une orientation cristalline 111. Sur cette figure, on peut clairement observer une diminution du coefficient TCF 1 lorsque le substrat de silicium du type 100 est remplacé par un substrat de silicium 111. La considération d’un substrat de silicium 111 induit une légère diminution, et plus particulièrement une diminution de 1%, du facteur de couplage électromécanique du mode exploité au sein du filtre considéré.
Conformément à l’observation faite sur la , la considération d’un substrat support autre que du silicium 100 permet de réduire le coefficient TCF 1 pour des fréquences inférieures à 1 GHz, et notamment comprises entre 400 MHz et 1 GHz.
Plus particulièrement, selon la présente invention, il est également possible de considérer un substrat support fait de silicium du type 110 (ou (XYw)/45° cut selon la norme IEEE Std-176) ou encore du type IEEE Std-176 (XYt)/45° ou (YXt)/45°.
A cet égard, la illustre de manière graphique l’évolution du coefficient TCF 1 en fonction de la fréquence de de modes élastiques de surface guidés chacun sur un substrat POI différent. Chaque substrat POI considéré comprend une couche de matériau piézoélectrique faite de LiTa0 3 et d’une épaisseur égale à 700 nm, et une couche de matériau diélectrique faite de SiO 2 et d’une épaisseur égale à 350 nm. Par ailleurs, la courbe C est obtenue pour un substrat POI qui comprend un substrat support en silicium du type 110 tandis que la courbe D est obtenue pour un substrat POI qui comprend un substrat support en silicium du type IEEE Std-176 (XYt)/45° ou (YXt)/45°.
Dans les deux cas, le coefficient TCF 1 reste inférieur à 13 ppm/K tandis que le couplage électromécanique du mode élastique de surface considéré est peu affecté au regard de celui observé lorsque le mode élastique de surface est guidé sur un substrat POI connu de l’état de la technique.
Les inventeurs notent qu’il est également possible de considérer un substrat support fait de quartz présentant une orientation (YX/t)/θ/90° avec θ compris entre -20° et 60°, avantageusement compris entre -10° et 30°, par exemple égal à 5°.
De manière alternative ou complémentaire, et dans le but de réduire le coefficient TCF 1 , il est possible d’adapter l’empilement formé sur le substrat support 7. Notamment, la couche de matériau diélectrique 6 comprend du dioxyde de silicium et présente une épaisseur supérieure à 300 nm, avantageusement comprise entre 300 nm et 600 nm, encore plus avantageusement comprise entre 300 nm et 400 nm.
De manière équivalente, il est possible de considérer une couche de matériau piézoélectrique 5 faite de LiTaO 3 ou de LiNbO 3 et d’une épaisseur une épaisseur comprise entre 300 nm et 1000 nm, avantageusement supérieure à 700 nm, encore plus avantageusement supérieure à 800 nm.
A cet égard, la illustre la variation du coefficient TCF 1 en fonction de la fréquence d’un mode élastique de surface guidé sur un substrat POI. Plus particulièrement, la courbe E est obtenue pour un mode guidé sur un substrat POI qui comprend, de la face avant vers la face arrière, une couche de LiTaO3 d’une épaisseur égale à 700 nm, une couche de SiO 2 d’une épaisseur égale à 350 nm, et un substrat de silicium du type 100. La courbe F est obtenue pour un mode guidé sur un substrat POI qui comprend, de la face avant vers la face arrière, une couche de LiTaO3 d’une épaisseur égale à 700 nm, une couche de SiO 2 d’une épaisseur égale à 350 nm, et un substrat de silicium du type 111. Dans les deux cas, le coefficient TCF 1 reste inférieur à 20 ppm/K, voire inférieur à 15 ppm/K dès lors qu’un substrat support de silicium du type 111 est considéré.
Les inventeurs ont également étudié l’effet de l’orientation cristalline de la couche de matériau piézoélectrique sur l’amplitude du coefficient TCF 1 . Afin d’illustrer l’effet de l’orientation cristalline de la couche de matériau piézoélectrique, il est proposé de considérer un mode élastique de surface guidé sur un substrat POI qui comprend, de sa face avant vers sa face arrière, une couche de LiTaO3 qui présente une épaisseur de 700 nm et une orientation cristalline (YZl)/θ (avec θ compris entre 0° et 30°), une couche de SiO 2 qui présente une épaisseur de 350 nm et un substrat support fait de silicium du type 111.
Plus particulièrement, la et la représentent la variation, respectivement, du coefficient TCF 1 et du couplage électromécanique associé à un mode élastique de surface guidé sur un substrat POI décrit ci-avant et en fonction de l’angle θ de la couche de LiTaO3. Ainsi, pour des valeurs de θ comprises entre 10° et 25°, avantageusement comprises entre 15° et 30°, le coefficient TCF 1 reste inférieure à 15 ppm/K et le coefficient électromécanique est supérieur à 10 %.
Selon un aspect complémentaire ou alternatif à ce qui précède, le substrat POI selon la présente invention, peut comprendre en outre une couche additionnelle 12 intercalée entre la couche de matériau piézoélectrique 5 et la couche de matériau diélectrique 6 ( ). La couche additionnelle 12 est avantageusement associée à un coefficient de température de la fréquence de signe opposé à celui auquel est associé la couche de matériau diélectrique. Ce dernier aspect permet de compenser l’effet associé à la couche de diélectrique 6 sur le coefficient TCF 1 .
Il est entendu, selon la présente invention, qu’un coefficient de température de la fréquence associé à une couche d’un matériau donné, correspond au coefficient de température de la fréquence d’un mode élastique de surface se propageant sur ladite couche. Il est également entendu que, dans le cas présent, on compare deux coefficients de température de la fréquence pour des fréquences inférieures à 1 GHz.
Chaque transducteur 9 et 10 comprend deux électrodes en peigne inter-digité. De tels transducteurs 9 et 10 sont chacun formés d’un réseau de doigts métalliques qui sont alternativement reliés à deux bus entre lesquels une différence de potentiel électrique est appliquée/prélevée. Avec ce dispositif, on peut ainsi générer/détecter directement une onde élastique de surface dans la couche de matériau piézoélectrique 5. Le transducteur électroacoustique d’entrée 9 et le transducteur électroacoustique de sortie 10 sont généralement configurés pour être identiques. Toutefois, l’invention n’est pas limitée à cet aspect, l’homme du métier pourra considérer deux transducteurs différents.
Le métal des électrodes est typiquement à base d'aluminium, par exemple de l'aluminium pur ou un alliage d'aluminium tel que l'aluminium dopé avec Cu, Si ou Ti. Il est néanmoins possible d'utiliser un autre matériau, par exemple pour établir un coefficient de réflexion plus élevé pour une épaisseur relative d'électrode plus faible que celle nécessaire avec de l’aluminium pour atteindre des caractéristiques similaires. À cet égard, les matériaux d'électrode préférés sont le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), le nickel (Ni), le platine (Pt) ou l'or (Au) avec une couche d'adhérence telle que le titane (Ti) ou le tantale (Ta) ou le chrome (Cr), le zirconium (Zr), le palladium (Pd), l'iridium (Ir), le tungstène (W), etc.
La période p des électrodes est généralement choisie telle que p = λ/2, λ étant la longueur d’onde de l’onde élastique qui se propage dans la couche de matériau piézoélectrique 5 à la fréquence de synchronisme f s du transducteur donnée par f s =V φ /λ, V φ représentant la vitesse de phase du mode exploité. Le transducteur fonctionne alors à la condition de Bragg déjà mentionnée plus haut. D’autres configurations sont possibles, et plus généralement la période p peut s’écrire comme p = λ/(nb_elec), avec nb_elec le nombre de doigts (électrodes) par longueur d’onde. Ces paramètres sont reliés par la relation λ= V/f s , dans laquelle V représente la vitesse de phase de l’onde élastique sous le transducteur. La vitesse de l’onde élastique en surface libre ou sous un transducteur électroacoustique dépend notamment de la nature du matériau dans lequel l’onde se propage, et elle est généralement connue ou accessible à la personne du métier en utilisant spécifiquement les constantes élastiques, piézoélectriques et diélectriques ainsi que la masse volumique tabulées dans la littérature dans des modèles idoines.
La largeur de métallisation des électrodes, notée a, est généralement choisie pour que le ratio a/p soit de l’ordre de 0,5 pour des raisons de maîtrise technologique mais d’autres ratio sont envisageables pour optimiser les caractéristiques du mode guidé. Le nombre de paires de doigts de chaque transducteur est usuellement choisi de l’ordre de 20 ou 100 mais cette valeur doit être adaptée aux conditions imposés par le système hôte notamment le circuit électrique intégrant le filtre) du filtre. D’une manière générale, augmenter le nombre de paires de doigts permet d’augmenter le rejet des fréquences hors de la bande passante et réduit l’étendue spectrale de la réponse en admittance ou impédance du transducteur autour de sa fréquence de synchronisme.
Le résonateur à ondes élastiques de surface 1 peut également comprendre deux miroirs externes 11 et 12 disposés de part et d’autre du couple des transducteurs électroacoustiques d’entrée 9 et de sortie 10. Comme cela est bien connu, ces miroirs 11 et 12 permettent de confiner un maximum de l’énergie élastique entre les deux transducteurs électroacoustiques d’entrée 9 et de sortie 10. À ce titre, ils sont conçus pour présenter un coefficient de réflexion très important, aussi proche que possible de 1 (réflexion totale de l’énergie incidente), en choisissant l’épaisseur métallique des doigts des miroirs et le nombre de ces doigts, typiquement quelques dizaines par miroir dans le cas d’un substrat POI pour une onde de cisaillement. On note toutefois que ces deux miroirs externes ne sont nullement essentiels à l’invention, et qu’un filtre conforme à l’invention et entièrement fonctionnel peut en être dépourvu.
La mise en œuvre de la couche de piégeage, tel qu’indiquée dans la section « arrière-plan technologique de l’invention », n’est pas sans conséquence sur le fonctionnement du filtre à ondes élastiques de surface considéré.
Notamment, la couche de piégeage 8 contribue à l’apparition de modes parasites.
Afin d’illustrer cet effet, la , la , la et la illustrent, de manière théorique et de manière expérimentale, le comportement en fréquence de résonateurs à ondes élastiques de surface formés sur un substrat POI connu de l’état de la technique et mettant en œuvre une couche de piégeage faite de silicium poly cristallin.
Notamment, le substrat POI connu de l’état de la technique mis en œuvre dans le cadre de ces illustrations comprend :
- une couche de LiTaO 3 (YXl)/50° de 620 nm ;
- une couche de SiO 2 de 500 nm ;
- une couche de silicium poly cristallin de 1 µm ;
- un substrat de Silicium.
Plus particulièrement, la représente les conductances théorique « G th » et expérimentale « G exp » (axe vertical de gauche en S), ainsi que les résistances théorique « R th » et expérimentale « R exp » (axe vertical de droite en Ohm) d’un premier résonateur dont la fréquence de résonance est égale à 750 MHz, en fonction de la fréquence (axe horizontal en MHz).
Le dispositif d’observation 26 est, par exemple, réalisé pour saisir une direction de regard, la tenue ou la position de la tête ou du visage ou des yeux des occupants 24 du véhicule ou encore l’état de fatigue et/ou d’autres caractéristiques vitales des passagers 24 du véhicule. Selon un développement, en particulier on saisit l’identité de l’occupant 24 du véhicule. Le dispositif d’observation 26 peut être notamment intégré dans le tableau de bord, dans le tableau des instruments, sur le volant ou dans le toit du véhicule, dans le rétroviseur ou dans une colonne, par exemple, la colonne A ou la colonne B du véhicule 20.
Pour observer l’occupant 24 du véhicule, le dispositif d’observation 26 comporte une unité d’éclairage pour émettre des rayons lumineux, notamment des rayons infrarouges en direction de l’habitacle du véhicule ou d’un ou plusieurs occupants 24 du véhicule ainsi qu’une unité de réception pour recevoir les rayons lumineux. Les rayons lumineux émis par l’unité d’éclairage sont réfléchis dans l’habitacle du véhicule ou par les passagers 24 et sont dirigés vers l’unité de réception. L’unité de réception est notamment sous la forme d’une caméra. En outre, le dispositif d’observation 26 comporte une unité de commande ou une unité d’exploitation ou une unité de calcul portant toutes, la même référence 28, pour commander l’unité d’éclairage ou l’unité de saisie ou pour le traitement des données prises par l’unité de saisie. Le dispositif d’observation 26 peut être aussi une caméra ou un capteur optique qui permet à une unité d’éclairage particulière d’observer les passagers 24 du véhicule.
La est une représentation schématique d’un afficheur 22 en vue de dessus. L’afficheur 22 est dans le véhicule selon la . L’afficheur 22 est réalisé comme l’afficheur de la . L’afficheur 22 est notamment prévu pour afficher une image avec un signal. L’afficheur 22 est réalisé notamment comme afficheur LCD ou encore il comporte un panneau LCD. On a également présenté un système de coordonnées 70 avec un axe (x) 72 et un axe (y) 74. L’afficheur 22 est dans ce système de coordonnées 70.