INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La première branche B1 et la seconde branche B2, et donc le premier dipôle D1 et le second dipôle D2, et plus particulièrement le premier condensateur C1 et le second condensateur C2, se trouvent ainsi en parallèle l’un de l’autre. La détection d’une variation d’impédance, et notamment d’une variation d’impédance capacitive, entre les deux bornes communes à ces deux branches B1, B2, c’est-à-dire entre le nœud N1 et la ligne conductrice L1 commune, est donc facile et rapide, de sorte que le système de détection 10 présente une sensibilité très fine et une bonne réactivité.
De façon particulièrement préférentielle, ladite ligne conductrice L1 commune appartient à la masse du dispositif 1, tel que cela est illustré sur les figures 4 et 5.
Ladite masse définit le potentiel de référence du dispositif 1. Ladite masse est de préférence raccordée à la terre de sorte à présenter un potentiel de référence nul.
Un tel agencement est avantageusement particulièrement pratique et simple, puisqu’il est possible de raccorder les bornes D1_2, D2_2 concernées, ici les électrodes 12, 16 concernées, à la masse en deux points distincts quelconques du dispositif 1, pourvu que ces points soient eux-mêmes reliés à la masse, ce qui permet notamment de raccorder la seconde électrode 12 et la quatrième électrode 16 au choix à tout point approprié du bâti du dispositif 1, d’un support de l’outil 5, d’un carter du dispositif 1 ou d’un carter de l’outil 5, etc., selon ce qui est le plus simple et/ou le plus robuste à mettre en œuvre.
Un tel agencement est en outre particulièrement sûr, puisque la mise à la terre évite tout risque de choc électrique accidentel pour l’opérateur.
Lorsque le circuit de détection 13 comprend une seconde branche B2 telle que décrite ci-dessus, alors le signal d’excitation mentionné plus haut peut avantageusement être appliqué aux bornes de ladite seconde branches B2, et donc plus particulièrement aux bornes D2_1, D2_2 du second dipôle D2, ici plus préférentiellement aux bornes du second condensateur C2.
Ainsi, de préférence, l’unité de contrôle 14 applique au circuit de détection 13, ici plus préférentiellement aux bornes du second condensateur C2, entre la troisième électrode 15 et la quatrième électrode 16, un signal d’excitation alternatif dont la fréquence est, comme cela a été indiqué plus haut, égale ou supérieure à 10 kHz, préférentiellement égale ou supérieure à 20 kHz, et de préférence inférieure ou égale à 500 MHz. Par exemple, ladite fréquence pourra être comprise entre 10 kHz et 350 kHz, préférentiellement comprise entre 20 kHz et 350 kHz, et plus préférentiellement comprise entre 20 kHz et 60 kHz.
Comme expliqué plus haut, une fréquence suffisamment élevée permet notamment de déterminer rapidement l’impédance, et plus particulièrement la capacité équivalente, qui existe à chaque instant entre les bornes communes des deux branches B1, B2, c’est-à-dire entre le nœud N1 et la ligne conductrice commune L1, et donc de détecter quasi-instantanément une variation de ladite impédance, ici une variation d’impédance capacitive, qui signale la fermeture de la première branche B1, et donc la mise en parallèle du premier dipôle D1, ici du premier condensateur C1, avec le second dipôle D2, ici le second condensateur C2, du fait de l’établissement de la connexion entre la seconde électrode 12 associée à l’outil 5 et l’insert 4 formant la seconde borne D1_2 du premier dipôle D1, ici la seconde armature C1_2 du premier condensateur C1.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, le fonctionnement des imageurs n’est pas décrit en détail. Les procédés et dispositifs de mesure de profondeur ou d’un canal couleur sont connus par la personne du métier.
La figure 1 illustre un exemple de dématriçage de plusieurs fenêtres d’une image acquise sur la base d’un motif de matriçage. En particulier, la figure 1 illustre une image brute 100. A titre d’exemple, l’image 100 est une image de 10 pixels de large et 10 pixels de hauteur et comprend donc pixels. L’image brute 100, aussi appelée mosaïque, est par exemple obtenue par un imageur, tels que par exemple des imageurs couleurs (RGB) ou des imageurs couleurs-profondeur (RGBZ), et à partir d’une scène image. Une configuration de filtres, ou motif de matriçage, 106 est par exemple répliquée à la surface de l’imageur. L’imageur mesure alors, pour chaque pixel de la mosaïque une valeur associée à un canal, défini par le motif de matriçage 106. Le motif de matriçage indique par exemple quel unique canal, par exemple parmi rouge (r), vert (g), bleu (b), est capté par chaque pixel. A titre d’exemple, le motif de matriçage comprend d’autres filtres que les filtres couleur rouge, vert et bleu tels que par exemple un filtre mesurant un canal de profondeur (z). Ainsi, pour certains pixels seulement une mesure de la profondeur est effectuée.
Dans l’exemple de la figure 1, le motif de matriçage est un motif de type Bayer. Ce motif est de taille pixels et permet la mesure des longueurs d’ondes associées à la couleur verte pour les pixels en haut à gauche, et en bas à droite, du motif. Le motif de Bayer permet en outre la mesure des longueurs d’ondes associées à la couleur rouge du pixel en haut à droite ainsi que la mesure des longueurs d’ondes associées à la couleur bleu en bas à gauche du motif. De manière général, en posant la convention que le pixel en haut à gauche de l’image brute 100 est en position (1,1), le motif de Bayer permet la mesure du canal vert associé au pixel en position (i,j) où i et j sont tous les deux pairs ou impairs, du canal rouge des pixel en position (i,j) où i est impair et j pair et du canal bleu des pixels en position (i,j) où i est pair et j est impairs.
Chaque pixel de l’image brute 100 comprend donc une mesure de la valeur d’un unique canal, mesuré selon le motif de matriçage utilisé.
Le dématriçage de l’image brute 100, c’est à dire l’estimation des valeurs d’autres canaux, par exemple l’estimations des composantes couleurs de chaque pixel, est réalisé fenêtre par fenêtre. Une fenêtre est une sous partie de l’image brute 100 de taille . Dans l’exemple illustré par la figure 1, deux fenêtres 102 et 104, de taille sont représentées. Le découpage de l’image brute 100 en une pluralité de fenêtres est appelé matriçage. A titre d’exemple, une sous partie 108 d’image dématricée correspond à une image résultante du dématriçage des fenêtres 102 et 104.
L’image brute 100 est alors découpée en une pluralité de fenêtres et selon un pas de découpage , représentant le nombre de pixels à sauter, verticalement ou horizontalement, entre deux fenêtres successives. A titre d’exemple, le pas de découpage entre les fenêtres 102 et 104 est de 2 pixels. A titre d’exemple, le pas de découpage est le même pour la totalité de l’image, que ce soit verticalement et horizontalement.
Les fenêtres 102 et 104 sont par exemple des fenêtres voisines. De manière générale, deux fenêtres successives sont voisines. La distance entre deux fenêtres voisines est égale au pas de découpage. A titre d’exemple, les deux fenêtres 102 et 104 sont distantes l’une de l’autre de 2 pixels.
A titre d’exemple, chaque fenêtre est de forme rectangulaire. La fenêtre comprend un nombre de lignes de pixel et un nombre de colonnes de pixels. Lorsque , la fenêtre est carrée et on notera . Encore dans un autre exemple, chaque fenêtre a une forme différente d’un carré ou d’un rectangle, par exemple une forme en L, sous réserve que l’ensemble des fenêtres couvre bien l’image brute 100 entière. En d’autres termes, quelle que soit la forme des fenêtres, l’agencement des fenêtres est par exemple choisi de sorte que tout pixel de l’image brute 100 soit couvert par au moins une fenêtre. . .
Dans l’exemple de la figure 1, la fenêtre 102 couvre les 25 pixels communs aux 5 premières colonnes et 5 premières lignes de l’image 100, et la fenêtre 104 couvre les 25 pixels communs aux 5 premières lignes et aux 5 colonnes allant de la 3 ème colonne à la 7 ème colonne de l’image 100. Dans l’exemple de la figure 1, les deux fenêtres 102 et 104 se chevauchent sur une largeur de 3 pixels et comprennent donc 15 pixels en commun. Le pas de découpage étant égal à 2, la fenêtre 102 comprend donc une bande de largeur de 2 pixels qui ne sont pas en communs avec la fenêtre 104. A titre d’exemple, pour des fenêtres de taille par pixels, le pas de découpage varie entre 1 pixel et pixels afin que tous les pixels de l’image brute 100 soient couverts par au moins une fenêtre.
Lorsque le pas de découpage est strictement inférieur à et à des pixels de l’image brute 100 sont recouverts par un nombre de fenêtres, pouvant être supérieur à deux. En effet, dans l’exemple illustré par la , les pixels de la 5 ème colonne du fenêtre 102 sont aussi couverts par une troisième fenêtre (non représentée) couvrant les pixels communs aux 5 premières lignes et de la 5 ème à la 9 ème colonne de l’image 100.
D’autres motifs de matriçage sont bien sûr utilisables, et en particulier des motifs dont le canal de profondeur est mesuré pour certains pixels sont utilisables. A titre d’exemple des motifs de matriçage pour lesquels le même canal est mesuré pour tous les pixels peuvent aussi être utilisés. Ces exemples de motifs de matriçage sont donnés à titre d’exemple et ne sont bien sûr pas limitatifs.
Dans l’exemple de la , le pas de découpage entre deux fenêtres successives est choisi de sorte que chaque fenêtre est mesurée selon la même configuration de filtres. En effet, si le pas de découpage était par exemple un entier impair, la composante verte du pixel en haut à gauche serait mesurée pour la moitié des fenêtres et la composante rouge serait mesurée pour l’autre moitié. De manière générale, lorsque le pas est un multiple de la taille du motif de matriçage, chaque fenêtre présente la même configuration de filtres.
Le dématriçage consiste en l’estimation, pour chaque pixel de chaque fenêtre, de la valeur des canaux non mesurés en utilisant la corrélation spectrale entre les canaux mesurés ainsi que la corrélation spatiale entre la valeur d’un même canal pour deux pixels adjacents. A titre d’exemple, les canaux couleurs présentent, en effet, une corrélation spectrale entre eux. Pour chaque pixel, la valeur du canal mesurée est elle aussi par exemple estimée. En effet, la valeur mesurée peut être bruitée. Le procédé d’estimation prend en compte ce bruit de mesure et l’estimation d’un canal mesuré agit comme un débruitage.
Selon les modes de réalisation décrits, on prévoit de répartir spatialement les quatre transistors MOS du pont en H dans une même puce ce circuit intégré 150 de forme rectangulaire ou carré en disposant les deux transistors verticaux Q1 et Q3 sur une même ligne et les deux transistors Q2 et Q4 sur une même ligne, les deux branches B1 et B2 définissant des colonnes (dans l’orientation de la figure). Dans ces modes de réalisation, le circuit 120 est par exemple agencé entre les transistors verticaux Q1 et Q3.
La coupe A-A’ traverse les transistors Q1 et Q2. Un même profil de coupe pourrait être obtenu avec les transistors Q3 et Q4. Les quatre transistors sont intégrés dans et sur un même substrat 200.
Pour simplifier, on ne décrira par la suite en relation avec les figures 2 et 3 que les structures respectives des transistors Q1 et Q2, sachant que cette description se transpose aux structures des transistors Q3 et Q4. Dans l’orientation de la , le transistor Q1 est en partie gauche tandis que le transistor Q2 est en partie droite.
Le substrat 200 est un substrat semiconducteur, par exemple en silicium.
Le substrat 200 intégrant des transistors NMOS verticaux, il est de type N ou dopé N.
Le drain du transistor Q1 est constitué d’une couche 203 (Nepi) formée par épitaxie pleine plaque de la face arrière du substrat 200. De par son caractère pleine plaque, la couche 203 est commune aux transistors verticaux Q1 et Q3.
Les source et grille du transistor Q1 sont réalisées depuis la face avant 209 du substrat 200 dans une région 244 présentant un niveau de dopage supérieur au reste du substrat. Un avantage de cette région 244 présentant un niveau de dopage N supérieur dans l’épaisseur du substrat est qu’elle participe à réduire la résistance à l’état passant de la région de canal qui se forme verticalement entre source et drain.
La grille du transistor Q1 est constituée de plusieurs portions conductrices de grilles 208, dans des tranchées isolantes gravées dans le substrat depuis la face avant et s’étendant dans la région 244 sans la traverser. Chaque portion de grille 208 est donc entourée, dans le substrat, par une couche d’isolant 230. Dans l’exemple représenté, trois portions de grille 208 sont présentes. Leur nombre peut être toutefois inférieur ou supérieur par exemple être compris entre 1 et 10000. Les portions de grille 208 sont par exemple en polysilicium.
La source du transistor Q1 est formée de plusieurs régions 204 dopées N avec un niveau de dopage supérieur à celui du substrat et de la région 244, chaque région 204 étant contre un côté d’une tranchée isolante 230, en regard d’une portion de grille 208. Chaque région 204 est séparée de la région 244 par une région 228 enterrée de type P constituant le corps (body ou bulk) du transistor et rejoignant la face avant 209 entre les portions de grille 208 et les régions de source 204 par des régions surdopées P 212.
Vue de dessus, les régions 208, 204 et 212 forment des bandes parallèles, les régions 208 étant interconnectées par une de leurs extrémités pour former un peigne conducteur de grille.
De préférence, chaque tranchée isolante 230 comporte, sous chaque portion de grille, et entourée de l’isolant de la tranchée 230, une région conductrice 233 (FP ou field plate en anglais), destinée à être polarisée pour réduire la sensibilité de la grille aux champs électriques et améliorer la tenue en tension du transistor.
Dans l’exemple représenté, le transistor vertical Q1 est entouré par une tranchée périphérique 248 d’isolation électrostatique des autres transistors. La tranchée 248 inclue une portion conductrice 254 s’étendant à partir de la face avant 209. La portion conductrice 254 est connectée aux extrémités (dans le sens horizontal vu de dessus de la puce) des régions 233 afin de les polariser.
Le transistor latéral Q2 (partie droite de la ) est formé dans un caisson de type P de sorte à l’isoler de la tension appliquée en face arrière et latéralement des autres transistors. Le caisson est l’ensemble formé par des tranchées 261 dopées P définissant les bords du caisson et une couche 201 (pring), également dopée P, définissant le fond du caisson. La couche 201 est enterrée dans le substrat 200 tout en étant séparée de la couche 203.
Le transistor latéral Q2 comprend par exemple deux structures S1, S2 symétriques et agencées côte à côte. Dans la suite de la présente description, seule la structure S1 est décrite, la structure S2 se déduisant par symétrie.
Le drain de chaque structure S1, S2, du transistor Q2 est formé d’une région de drain 268 surdopée de type N, réalisée depuis la face avant 209 du substrat 200 dans une région 270 présentant elles-mêmes un niveau de dopage de type N supérieur au reste du substrat.
La source de chaque structure S1, S2, du transistor Q2 est formée de deux régions de source encadrant le drain dans la vue de la . Chaque région 266 est dopée N avec un niveau de dopage supérieur à celui du substrat. Chaque région de source est formée dans une région 228 de type P constituant le corps (body ou bulk) du transistor et rejoignant la face avant 209, du côté des régions de sources 266 opposé au drain 268, par des régions surdopées P 264. La région de source 266 de chaque structure S1, S2 la plus proche de l’autre structure partagent une même région 228. Chaque région de source 266 est séparée de la région 270 par une portion du substrat.
Les bobinages émetteur et récepteur supplémentaires 12, 13peuvent notamment être enroulés de la première à la deuxième extrémité 10 du support cylindrique 7. Les bobinages 8, 11, 12, 13 s’étendent alors tous le long du support cylindrique 7, sur une distance égale à la longueur axiale L du support cylindrique 7.
Le bobinage émetteur 8 et le bobinage émetteur supplémentaire 12 peuvent être enroulés autour du support cylindrique 7 de sorte que l’hélice émettrice et l’hélice émettrice supplémentaire partagent un même point de départ à la première extrémité 9 et un même point d’arrivée à la deuxième extrémité 10 du support cylindrique 7. De plus, l’hélice émettrice et l’hélice émettrice supplémentaire tournent de préférence dans des sens opposés autour de l’axe X du détecteur 1 entre la première extrémité 9 et la deuxième extrémité 10 de sorte que le bobinage émetteur 8 et le bobinage émetteur supplémentaire 12 se croisent, de préférence avec un pas identique. Par exemple, l’hélice émettrice est dextre et l’hélice émettrice supplémentaire est senestre (ou inversement).
Lorsque le capteur inductif 5 comprend deux bobinages émetteurs 8, 12, chaque bobinage émetteur 8, 12 génère un champ magnétique. Compte-tenu de la configuration des bobinages émetteurs (sens de rotation opposé et positionnement au niveau des extrémités 9 et 10), ces champs magnétiques sont sensiblement perpendiculaires l’un à l’autre. Par conséquent, lorsqu’un objet métallique allongé est placé à proximité du détecteur 1, il y a nécessairement un couplage élevé entre l’objet métallique et au moins l’un des champs magnétiques.
Par ailleurs, le bobinage récepteur 11 et le bobinage récepteur supplémentaire 13 sont enroulés autour du support cylindrique 7 de sorte que l’hélice réceptrice et l’hélice réceptrice supplémentaire partagent un même point de départ à la première extrémité 9 et un même point d’arrivée à la deuxième extrémité 10 du support cylindrique 7, le point de départ des hélices émettrices 8, 12 étant décalé angulairement de 90° du point de départ des hélices réceptrices 11,13. En d’autres termes, au niveau de la première extrémité 9 du support cylindrique 7, le plan passant les points de départ des hélices émettrices forme un angle de 90° avec le plan passant par l’axe X et les points de départ de l’extrémité des hélices réceptrices (voir ). De plus, l’hélice réceptrice et l’hélice réceptrice supplémentaire tournent de préférence dans des sens opposés autour de l’axe X du détecteur 1 entre la première extrémité 9 et la deuxième extrémité 10 de sorte que le bobinage récepteur 11 et le bobinage récepteur supplémentaire 13 se croisent, de préférence avec un pas identique. Par exemple, l’hélice réceptrice est dextre et l’hélice réceptrice supplémentaire est senestre (ou inversement). L’utilisation de deux bobinages récepteurs 11, 13 permet de réduire la variation de l’intensité du signal lorsque l’objet métallique qui est détecté est allongé.
On notera que sur les figures 4a et 4b, l’hélice émettrice et l’hélice émettrice supplémentaire d’une part et l’hélice réceptrice et l’hélice réceptrice supplémentaire d’autre part sont représentées de manière légèrement décalée par souci de simplification afin de pouvoir les visualiser.
Optionnellement, une ou plusieurs rainures hélicoïdales peuvent être formées en surface sur le support cylindrique 7 afin de bloquer le ou les bobinages émetteurs 8, 12 et le ou les bobinages récepteurs 11, 13 par rapport au support cylindrique 7. Les rainures s’étendent donc circonférentiellement autour du support cylindrique 7 et sont de préférence débouchantes. Tout ou partie des bobinages (émetteur(s) 8, 12 récepteur(s) 11,13) sont alors logés dans une rainure correspondante, ce qui permet de réduire les déplacements relatifs des bobinages 8, 12, 11, 13 susceptibles de perturber la détection.
Quelle que soit la forme de réalisation, le détecteur de métaux 1 peut comporter un système de d’alimentation 14 comprenant une source d’alimentation électrique autonome 15, telle qu’une pile ou une batterie qui peut être rechargeable, configurée pour alimenter le(s) bobinage(s) émetteur(s) 8, 12 et les moyens de traitement 6. La représente par exemple un système d’alimentation 14 comprenant une batterie rechargeable 15, un chargeur de batterie 16, un contrôleur 17, un régulateur d’alimentation électrique 18 et un interrupteur 19. Les tensions V MICRO , V TX et V RX en sortie du régulateur d’alimentation électrique 18 sont transmises aux moyens de traitement 6 du capteur inductif 5 (figures 6a à 6c).
Les moyens de traitement 6 peuvent comprendre un microprocesseur 20 tel qu’une ou plusieurs cartes électroniques, une mémoire et le cas échéant une alarme 21 (qui peut être une alarme sonore et/ou visuelle). Les moyens de traitement 6 sont reliés au capteur inductif 5 et sont configurés pour recevoir et traiter des signaux générés par le(s) bobinage(s) formant récepteur 11, 13et le cas échéant envoyer des instructions de génération d’une alarme à l’alarme 21 du détecteur de métaux 1.
A titre d’exemple non limitatif, les moyens de traitement 6 comprennent :
- un microprocesseur 20 comprenant un synthétiseur numérique de fréquences DDS 22 (acronyme anglais de Direct Digital Synthesis) et un mélangeur numérique 23 (digital mixer en anglais) connecté au DDS. Le DDS est configuré pour générer un signal de commande ayant une fréquence déterminée qui est transmis au bobinage émetteur 8, . Le mélangeur numérique 23 configuré pour recevoir un signal du bobinage récepteur 11, et en déduire, à partir de la fréquence du signal de commande, une perturbation du champ magnétique ;
- une alarme 21 raccordée au microprocesseur 20 et configurée pour recevoir des instructions du microprocesseur 20 ;
- des moyens commandes 24, tels que des boutons, configurés pour être actionnés par un opérateur et permettre à l’opérateur de contrôler une sensibilité du capteur inductif 5 et/ou une amplitude (niveau sonore/intensité lumineuse/couleur) de l’alarme 21 ;
- un premier amplificateur 25 configuré pour amplifier le signal de commande généré par le DDS et transmettre le signal amplifié au bobinage émetteur 8, ;
- un deuxième amplificateur 26 configuré pour amplifier un signal reçu par le bobinage récepteur 11, et transmettre le signal amplifié au mélangeur numérique 23 via un convertisseur numérique analogique 27.
Les moyens de traitement 6 peuvent être logés en tout ou partie dans le boîtier 3 du corps 4 et/ou le manche 2 du détecteur de métaux 1.
La illustre un mode de réalisation dans lequel le capteur inductif 5 ne comprend qu’un seul bobinage formant émetteur et récepteur, le premier amplificateur 25 pilote de préférence le bobinage par l’intermédiaire d’impédances Z. Les moyens de traitement 6 illustrés sur la peuvent donc être mis en œuvre dans un détecteur comprenant un capteur inductif 5 tel que décrit en référence aux figures 1a et 1b.
-- dans le cas de l’environnement virtuel EV3, une interaction de l’avatar AV_UT3 avec un autre avatar AVU3 présent dans l’environnement virtuel EV3, par exemple une collision entre la voiture virtuelle conduite par l’avatar AV_UT3 et la voiture virtuelle conduite par l’avatar AVU3, une altercation virtuelle, une discussion virtuelle, etc. entre l’avatar AV_UT3 et l’avatar AVU3,
- un type de personnalité particulier de l’utilisateur de l’avatar AV_UT1 (respectivement AV_UT2, AV_UT3) qui peut être modélisé par exemple, dans le cas de l’avatar AV_UT1, sous la forme d’une icône PER représentative de ce type de personnalité (ex : l’icône sourit si l’utilisateur de l’avatar est une personne sereine, l’icône fait la moue si l’utilisateur de l’avatar est une personne renfermée, etc.), ou d’une modification de l’avatar selon le trait de personnalité qui lui correspond (ex : en cas d’humeur joyeuse, l’avatar sourit, en cas de stress, l’avatar est tremblotant, en cas d’ouverture d’esprit, l’avatar tend les bras en souriant, etc..).
Le dispositif de commande DC peut être disposé dans un appareil ou un terminal qui restitue l’environnement virtuel, par exemple un ordinateur, un casque de réalité virtuelle, un smartphone, etc., ou être relié par tout moyen de communication adapté à cet appareil ou terminal.