WO2015033036A1 - Equipements de véhicule automobile intégrant un dispositif de mesure de distance d'objets - Google Patents

Equipements de véhicule automobile intégrant un dispositif de mesure de distance d'objets Download PDF

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WO2015033036A1
WO2015033036A1 PCT/FR2014/000203 FR2014000203W WO2015033036A1 WO 2015033036 A1 WO2015033036 A1 WO 2015033036A1 FR 2014000203 W FR2014000203 W FR 2014000203W WO 2015033036 A1 WO2015033036 A1 WO 2015033036A1
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light
diaphragm
light emitter
emitter
equipment
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PCT/FR2014/000203
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Frédéric AUTRAN
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Valeo Systemes Thermiques
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
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    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • Motor vehicle equipment incorporating a device for measuring the distance of objects
  • the present invention particularly relates to the field of motor vehicle equipment comprising a device for measuring the distance of objects located in the detection field of said device.
  • TOF time of flight
  • This type of device allows to obtain for each point of the scene located in the field of the camera an information on its distance to the camera.
  • this type of device comprises a light emitter illuminating the scene located in the field of the camera and a light receiver arranged to receive light rays from the field of the camera.
  • the distance between the camera and an object located in the field of the camera is determined by illuminating the object by at least one source of light emitted by the transmitter.
  • the travel time between the object and the receiver makes it possible to determine the distance between this object and the camera.
  • these devices are integrated into the automotive equipment. In other words, it is preferable that these devices are set back from the outer surfaces of the automotive equipment.
  • the invention relates to an equipment including a motor vehicle incorporating a distance measuring device of objects located in the detection field of the measuring device,
  • At least one light emitter configured to emit light rays according to a transmission field
  • a light receiver arranged outside the transmitter's emission field and configured to receive light beams according to a reception field corresponding to the detection field of the device
  • the equipment comprising at least one element preventing the reflection of light rays from the light emitter on the outer surfaces of the equipment.
  • the presence of the element preventing the reflection of light rays from the light emitter on the outer surfaces of the equipment makes it possible to eliminate the proximity fog.
  • the performance of the distance sensor integrated in the motor vehicle equipment is greatly improved.
  • the equipment according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics, considered individually or in any technically possible combination:
  • the element preventing the reflection of the light rays issuing from the light emitter comprises a diaphragm disposed in front of the light emitter so as to prevent the light rays coming from the light emitter from illuminating the surfaces of the equipment ; and or
  • the diaphragm is a metal diaphragm
  • the diaphragm at a thickness greater than or equal to 0.1 mm and less than or equal to 0.5 mm;
  • the opening of the diaphragm has substantially the same shape as the light receiver;
  • edges of the aperture of the diaphragm are bevelled so as to limit the reflections of the rays issuing from the light emitter on said edges; and or the light emitter is configured to emit pulses of light; and or
  • the light emitter is a laser diode or an LED emitting in the infrared;
  • the equipment comprises several light emitters and comprising in front of each light emitter a diaphragm; and or
  • the equipment comprises, in front of said at least one transmitter, a lens;
  • the equipment comprises at least one diaphragm between the emitter and the lens;
  • the equipment comprises at least a first diaphragm between the emitter and the lens and a second diaphragm on the other side of the lens;
  • the first diaphragm is made of metal and the second diaphragm is made of plastic covered with an absorbent material; and or
  • the element preventing the reflection of the light rays issuing from the light emitter comprises an antireflection coating disposed on at least a part of the surfaces of the equipment;
  • the antireflection coating is specifically adapted to prevent light ray reflection at the wavelengths of the light rays emitted by the at least one light emitter.
  • the invention also relates to a device for measuring the distance of objects situated in the detection field of the device, the device comprising:
  • At least one light emitter configured to emit light rays according to a transmission field
  • a light receiver arranged outside the transmitter's emission field and configured to receive light beams according to a reception field corresponding to the detection field of the device
  • the detector further comprises at least one diaphragm disposed in front of the light emitter limiting the emission field so that the only light rays coming from the light emitter illuminating the receiving field of the light receiver are the rays directly of the issuer.
  • the device according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics, considered individually or in any technically possible combination: the diaphragm and the emitter are configured so that all the light rays coming from the light emitter illuminate directly in the reception cone of the light receiver; and or
  • the diaphragm is a metal diaphragm
  • the diaphragm at a thickness greater than or equal to 0.1 mm and less than or equal to 0.5 mm;
  • the opening of the diaphragm has substantially the same shape as the light receiver;
  • edges of the aperture of the diaphragm are bevelled so as to limit the reflections of the rays issuing from the light emitter on said edges;
  • the light emitter is configured to emit pulses of light
  • the light emitter is a laser diode or an LED emitting in the infrared;
  • the equipment comprises several light emitters and comprising in front of each light emitter a diaphragm; and or
  • the equipment comprises, in front of said at least one transmitter, a lens;
  • the equipment comprises at least one diaphragm between the emitter and the lens;
  • the equipment comprises at least a first diaphragm between the emitter and the lens and a second diaphragm on the other side of the lens;
  • the first diaphragm is made of metal and the second diaphragm is made of plastic covered with an absorbent material.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a motor vehicle equipment incorporating a distance measuring device in the absence of an anti-reflective element
  • FIG. 2 is a schematic representation of a motor vehicle equipment according to a first embodiment
  • FIGS. 3a to 3c are schematic representations of distance measuring devices according to various embodiments of the invention.
  • FIGS. 4a and 4b are diagrammatic representations of distance measuring devices according to two embodiments of the invention
  • FIG. 5 is a schematic representation of a motor vehicle equipment according to a second embodiment
  • FIG. 6 is a representation of an exemplary motor vehicle equipment according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a motor vehicle equipment 10 incorporating a measuring device.
  • the measuring device makes it possible to measure the distances of objects situated in the detection field of the device.
  • the measuring device comprises a light emitter 20, a light detector 30 and a means 40 for measuring the time of travel of the light rays between the light emitter 20 and the light receiver 30.
  • the light emitter 20 emits light rays according to an emission field represented by the vertically hatched zone 22 in FIG.
  • the light receiver 30 is disposed outside the emission field 22 of the light emitter 20. In other words, the light receiver 30 is not directly illuminated by the light emitter 20.
  • light emitter 20 and the light receiver 30 are arranged substantially in the same plane.
  • the light receiver 30 is configured, by its dimensions and the possible use of optical lenses, to receive light rays according to a reception field 32 represented by the hatched area horizontally in FIG.
  • the measurement of the distance between the measuring device and an object 50 located in the detection field of the device is carried out by means of the measurement of the travel time of a light beam 52 between the transmitter 20 and the receiver 30.
  • light ray 52 is received by the light receiver 30 after being emitted by the transmitter 20 and reflected by the object 50.
  • the signal corresponding to the parasitic rays is added to the signal corresponding to the rays reflected by objects situated in the reception field.
  • the travel times of the parasitic rays are generally lower than those of the rays reflected by the objects situated in the reception field 32.
  • the luminous intensity of these parasitic rays is generally greater than that of the rays reflected by the objects located in the receiving field 32 due to their shorter travel time and a lower receiver distance.
  • the parasitic rays are at the origin of the proximity fog observed by the inventors by integrating TOF type cameras in motor vehicle equipment.
  • Figure 2 schematically shows a motor vehicle equipment according to a first embodiment of the invention.
  • the equipment for a motor vehicle 10 comprises, for example integrates, a measuring device.
  • the measuring device makes it possible to measure the distances of objects situated in the detection field of the device.
  • the measuring device comprises a light emitter 20, a light detector 30 and a means 40 for measuring the time of travel of the light rays between the light emitter 20 and the light receiver 30.
  • the light emitter 20 emits light rays according to an emission field represented by the vertically hatched zone 22 in FIG. 2.
  • the light receiver 30 is disposed outside the emission field 22 of the light emitter 20. In other words, the light receiver 30 is not directly illuminated by the light emitter 20.
  • light emitter 20 and the light receiver 30 are arranged substantially in the same plane.
  • the light receiver 30 is configured, by its dimensions and the possible use of optical lenses, to receive light rays according to a reception field 32 represented by the hatched area horizontally in FIG. 2.
  • the measurement of the distance between the measuring device and an object 50 located in the detection field of the device is carried out by means of the measurement of the travel time of a light beam 52 between the transmitter 20 and the receiver 30.
  • light ray 52 is received by the light receiver 30 after being emitted by the transmitter 20 and reflected by the object 50.
  • said equipment comprises a diaphragm 24 disposed in front of the light emitter 20 so as to prevent the light rays coming from the light emitter 20 to illuminate the portion 12.
  • the diaphragm 24 is configured and disposed in front of the transmitter so as to reduce the emission field 22.
  • the portion 12 of the equipment is not illuminated by the transmitter 20, so that no light ray from the light emitter 20 can be reflected directly on the part 12 and be received by the light receiver 30.
  • FIG. 3a An example of a measuring device that can be integrated into a device according to the invention is shown in FIG. 3a.
  • the measuring device represented in FIG. 3a comprises a light emitter 20, a light receiver 30 and a means 40 for measuring the time of travel of the light rays between the emitter 20 and the receiver 30.
  • the light emitter is preferably configured to emit pulses of light.
  • this makes it easier to measure the travel time of the light rays between the transmitter 20 and the receiver 30.
  • the light emitter may be a laser diode or an LED emitting in the infrared.
  • this facilitates the identification at the receiver of the light rays from the transmitter and a night use.
  • a diaphragm 24 is disposed in front of the light emitter 20 in order to limit the emission field 22 of the light emitter 20.
  • the diaphragm 24 is arranged in such a way that the only light rays coming from the light emitter 20 and illuminating the reception field 32 are rays coming directly from the emitter 20. in other words, the only light rays coming from the light emitter 20 and illuminating the reception field 32 have not been reflected before waiting for the reception field 32.
  • the diaphragm and the emitter are configured so that all the light rays coming from the light emitter illuminate directly in the reception field 32.
  • the size and / or shape of the opening 26 are determined by those skilled in the art, for example by optical simulation, so as to prevent the light rays coming from the light emitter from illuminating the surfaces of the light. equipment, by limiting the emission field 22.
  • the shape of the opening 26 of the diaphragm 24 is substantially the same as that of the light receiver 30.
  • the aperture 26 has substantially the same orientation about the axis perpendicular to the plane of the diaphragm as that of the light receiver 30.
  • the diaphragm 24 is metallic.
  • the thickness of the diaphragm 24 must be sufficient to block the light rays from the transmitter.
  • the thickness of the diaphragm 24 must not be too great in order to limit the risks of reflection of the light rays coming from the transmitter at the edges of the aperture of the diaphragm.
  • the inventors have determined that a thickness greater than or equal to 0.1 mm and less than or equal to 0.5 mm makes it possible to obtain a good compromise between opacity, reflection on the edges of the opening and cost of the diaphragm.
  • a second diaphragm 23 may be disposed after the lens 28.
  • This second diaphragm may be made of a material which is less expensive than the first diaphragm 24, for example made of plastic covered with an infrared radiation-absorbing material. .
  • the light receiver 30 is disposed substantially in the same plane as the transmitter 20.
  • the light receiver generally comprises a set of pixels capable of receiving light rays and transforming them into an electrical signal.
  • the electrical signals produced by the receiver are sent and interpreted at the means of measuring the time of travel of the light rays between the transmitter and the receiver.
  • the measuring device may comprise several light emitters 20a, 20b, 20c.
  • Diaphragms 24a, 24b, 24c are arranged in front of each of the light emitters so as to limit the emission fields 22a, 22b, 22c of each of the emitters 20a, 20b, 20c.
  • the antireflection coating is specifically adapted to prevent reflection of the light rays at the wavelengths of the light rays emitted by the emitter 20.
  • the emission field 22 is not reduced, but the light rays coming from the transmitter illuminating the parts of the equipment covered with the antireflection coating 14 are not reflected.
  • the receiver therefore does not receive spurious rays, thus improving the quality of the distance measurements made by the device integrated in the equipment.
  • the use of the antireflection coating makes it possible to use a conventional measuring device without having to equip it with a diaphragm.
  • a measuring device comprising a diaphragm in front of the transmitter and covering at least a portion of the surfaces of the equipment with an antireflection coating.
  • the equipment for a motor vehicle according to the invention may for example be an LCD or TFT type screen integrated into an instrument panel, as illustrated in FIG.
  • the motor vehicle equipment 10 shown in FIG. 6 comprises a measuring device 18 and a display screen 16.
  • the measuring device 18 is integrated in the equipment 10 and, in particular, parts 12 of the equipment can be in the emission field of the measuring device 18.
  • the device 18 integrated in the equipment 10 includes a diaphragm in front of the light emitter in order to limit the field issue of the issuer. Thus none of the parts 12 of the equipment 10 is not illuminated by the transmitter of the measuring device 18.
  • the measuring device 10 can make it possible to determine movements made by the user in order to control the display on the display screen 16.
  • the motor vehicle equipment according to the invention is not limited to the example of FIG. 6, and can be for example:
  • the measuring device can be used to detect commands by gesture without contact of the user, and / or
  • a pedestrian detection radar disposed for example on the outside of the motor vehicle, and / or

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Abstract

Equipement de véhicule automobile (10) intégrant un dispositif de mesure (18) de distance d'objets situés dans le champ de détection du dispositif, le dispositif comprenant : - au moins un émetteur de lumière (20) configuré pour émettre des rayons lumineux selon un champ d'émission (22), - un récepteur de lumière (30) disposé en dehors du champ d'émission de l'émetteur et configuré pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception (32) correspondant au champ de détection du dispositif, - un moyen de mesure (40) du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur, l'équipement comprenant au moins un élément (24, 14) empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière sur les surfaces extérieures de l'équipement.

Description

Equipements de véhicule automobile intégrant un dispositif de mesure de distance d'objets
La présente invention concerne notamment le domaine des équipements de véhicule automobile comprenant un dispositif de mesure de la distance d'objets situés dans le champ de détection dudit dispositif.
La possibilité de mesurer la distance d'objets se situant dans un champ de détection donné présente de nombreuses applications dans le domaine automobile.
Il existe des dispositifs de type caméra TOF « time of flight » fonctionnant sur le principe de mesure du temps de vol qui permettent d'obtenir des images 3D d'une scène située dans le champ de la caméra.
Ce type de dispositifs permet d'obtenir pour chaque point de la scène située dans le champ de la caméra une information sur sa distance à la caméra.
Typiquement, ce type de dispositifs comprend un émetteur de lumière éclairant la scène située dans le champ de la caméra et un récepteur de lumière disposé de sorte à recevoir les rayons lumineux du champ de la caméra.
La distance entre la caméra et un objet situé dans le champ de la caméra est déterminée en illuminant l'objet par au moins un puise de lumière émis par l'émetteur. Le temps de trajet entre l'objet et le récepteur permet de déterminer la distance entre cet objet et la caméra.
Ce type de mesure peut être effectué pixel par pixel au niveau du détecteur permettant ainsi d'obtenir une image en trois dimensions de la scène située dans le champ de la caméra.
L'utilisation de ce type de dispositif dans des équipements automobiles permet, entre autre, de faire de la reconnaissance gestuelle ou encore de mesurer des distances entre le véhicule et des objets extérieurs.
Pour des raisons d'esthétisme et de durée de vie, il est préférable que ces dispositifs soient intégrés dans l'équipement automobile. En d'autres termes, il est préférable que ces dispositifs se situent en retrait par rapport aux surfaces extérieures de l'équipement automobile.
Cependant, l'intégration de ce type de dispositifs dans des équipements de véhicule automobile n'est pas sans difficulté. En particulier, les inventeurs ont pu observer qu'une fois intégrées à des équipements automobiles, les résultats de ces caméras TOF peuvent être faussés. En effet, les images obtenues peuvent présenter un brouillard de proximité masquant les objets de la scène située dans le champ de détection. Ainsi, il existe un besoin pour la mise au point d'un équipement automobile équipé d'un dispositif de mesure de distance ne présentant pas les défauts des dispositifs de l'art antérieur.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention a pour objet un équipement notamment de véhicule automobile intégrant un dispositif de mesure de distance d'objets situés dans le champ de détection du dispositif de mesure,
- le dispositif de mesure comprenant :
- au moins un émetteur de lumière configuré pour émettre des rayons lumineux selon un champ d'émission,
- un récepteur de lumière disposé en dehors du champ d'émission de l'émetteur et configuré pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception correspondant au champ de détection du dispositif,
- un moyen de mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur,
- l'équipement comprenant au moins un élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière sur les surfaces extérieures de l'équipement.
Avantageusement, la présence de l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière sur les surfaces extérieures de l'équipement permet de supprimer le brouillard de proximité. Ainsi, les performances du détecteur de distance intégré à l'équipement de véhicule automobile sont grandement améliorées.
L'équipement selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière comprend un diaphragme disposé devant l'émetteur de lumière de sorte à empêcher les rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière d'éclairer les surfaces de l'équipement ; et/ou
- le diaphragme est un diaphragme métallique ; et/ou
- le diaphragme à une épaisseur supérieure ou égale à 0, 1 mm et inférieure ou égale à 0,5 mm ; et/ou
- l'ouverture du diaphragme présente sensiblement la même forme que le récepteur de lumière ; et/ou
- les bords de l'ouverture du diaphragme sont biseautés de sorte à limiter les réflexions des rayons issus de l'émetteur de lumière sur lesdits bords ; et/ou - l'émetteur de lumière est configuré de sorte à émettre des puises de lumière ; et/ou
- l'émetteur de lumière est une diode laser ou une LED émettant dans l'infrarouge ; et/ou
- l'équipement comprend plusieurs émetteurs de lumière et comprenant devant chaque émetteur de lumière un diaphragme ; et/ou
- l'équipement comprend devant ledit au moins un émetteur une lentille; et/ou
- l'équipement comprend au moins un diaphragme entre l'émetteur et la lentille ; et/ou
- l'équipement comprend au moins un premier diaphragme entre l'émetteur et la lentille et un deuxième diaphragme de l'autre côté de la lentille; et/ou
- le premier diaphragme est en métal et le deuxième diaphragme est en plastique recouvert d'un matériau absorbant ; et/ou
- l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière comprend un revêtement antireflet disposé sur au moins une partie des surfaces de l'équipement ; et/ou
- le revêtement antireflet est spécifiquement adapté pour éviter la réflexion de rayon lumineux aux longueurs d'onde des rayons lumineux émis par le au moins un émetteur de lumière.
L'invention se rapporte également à un dispositif de mesure de distance d'objets situés dans le champ de détection du dispositif, le dispositif comprenant :
- au moins un émetteur de lumière configuré pour émettre des rayons lumineux selon un champ d'émission,
- un récepteur de lumière disposé en dehors du champ d'émission de l'émetteur et configuré pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception correspondant au champ de détection du dispositif,
- un moyen de mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur,
le détecteur comprend en outre au moins un diaphragme disposé devant l'émetteur de lumière limitant le champ d'émission de sorte que les seuls rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière éclairant le champ de réception du récepteur de lumière soient les rayons directement issue de l'émetteur.
Le dispositif selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le diaphragme et l'émetteur sont configurés de sorte que l'ensemble des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière éclaire directement dans le cône de réception du récepteur de lumière ; et/ou
- le diaphragme est un diaphragme métallique ; et/ou
- le diaphragme à une épaisseur supérieure ou égale à 0,1 mm et inférieure ou égale à 0,5 mm ; et/ou
- l'ouverture du diaphragme présente sensiblement la même forme que le récepteur de lumière ; et/ou
- les bords de l'ouverture du diaphragme sont biseautés de sorte à limiter les réflexions des rayons issus de l'émetteur de lumière sur lesdits bords ; et/ou
- l'émetteur de lumière est configuré de sorte à émettre des puises de lumière ; et/ou
- l'émetteur de lumière est une diode laser ou une LED émettant dans l'infrarouge ; et/ou
- l'équipement comprend plusieurs émetteurs de lumière et comprenant devant chaque émetteur de lumière un diaphragme ; et/ou
- l'équipement comprend devant ledit au moins un émetteur une lentille; et/ou
- l'équipement comprend au moins un diaphragme entre l'émetteur et la lentille ; et/ou
- l'équipement comprend au moins un premier diaphragme entre l'émetteur et la lentille et un deuxième diaphragme de l'autre côté de la lentille; et/ou
- le premier diaphragme est en métal et le deuxième diaphragme est en plastique recouvert d'un matériau absorbant.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de limiter ladite invention, accompagnée des figures ci-dessous :
· la figure 1 est une représentation schématique d'un équipement de véhicule automobile intégrant un dispositif de mesure de distance en l'absence d'élément antireflet,
• la figure 2 est une représentation schématique d'un équipement de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation,
· les figures 3a à 3c sont des représentations schématiques de dispositifs de mesure de distance selon différents modes de réalisation de l'invention,
• les figures 4a et 4b sont des représentations schématiques de dispositifs de mesure de distance selon deux modes de réalisation de l'invention, • la figure 5 est une représentation schématique d'un équipement de véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation, et
• La figure 6 est une représentation d'un exemple d'équipement de véhicule automobile selon l'invention. La figure 1 illustre un équipement pour véhicule automobile 10 intégrant un dispositif de mesure. Le dispositif de mesure permet de mesurer les distances d'objets situés dans le champ de détection du dispositif.
Comme représenté sur la figure 1 , le dispositif de mesure comprend un émetteur de lumière 20, un détecteur de lumière 30 et un moyen 40 de mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur de lumière 20 et le récepteur de lumière 30.
L'émetteur de lumière 20 émet des rayons lumineux selon un champ d'émission représenté par la zone 22 hachurée verticalement sur la figure 1.
Le récepteur de lumière 30 est disposé en dehors du champ d'émission 22 de l'émetteur de lumière 20. Autrement dit, le récepteur de lumière 30 n'est pas directement éclairé par l'émetteur de lumière 20. Par exemple, l'émetteur de lumière 20 et le récepteur de lumière 30 sont disposés sensiblement dans le même plan.
Le récepteur de lumière 30 est configuré, de par ses dimensions et de l'éventuelle utilisation de lentilles optique, pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception 32 représentée par la zone hachurée horizontalement sur la figure 1.
La mesure de la distance entre le dispositif de mesure et un objet 50 situé dans le champ de détection du dispositif est réalisée au moyen de la mesure du temps de parcours d'un rayon lumineux 52 entre l'émetteur 20 et le récepteur 30. Le rayon lumineux 52 est reçu par le récepteur de lumière 30 après avoir été émis par l'émetteur 20 et réfléchi par l'objet 50.
Comme illustré sur la figure 1, lorsqu'une partie 12 de l'équipement 10 se situe dans le champ d'émission 22 de l'émetteur de lumière 20, une partie au moins des rayons lumineux issus de l'émetteur est renvoyée vers le récepteur de lumière 30. Ces rayons lumineux 54 provenant de d'objets situés hors du champ de réception 32 sont dits rayons parasites.
Au niveau du récepteur de lumière 30, le signal correspondant aux rayons parasites s'ajoute au signal correspondant aux rayons réfléchis par des objets situés dans le champ de réception. Les temps de parcours des rayons parasites sont généralement plus faibles que ceux des rayons réfléchis par les objets situés dans le champ de réception 32. De plus, l'intensité lumineuse de ces rayons parasites est généralement supérieure à celle des rayons réfléchis par les objets situés dans le champ de réception 32 du fait de leur temps de parcours plus faible et d'une distance au récepteur plus faible.
Ainsi, il n'est pas possible au niveau du signal reçu par le récepteur de distinguer le signal correspondant aux rayons parasites de celui correspondant aux rayons réfléchis par des objets situés dans le champ de réception.
Les rayons parasites sont à l'origine du brouillard de proximité qu'ont observé les inventeurs en intégrant des caméras de type TOF dans des équipements de véhicule automobile.
La figure 2 représente schématiquement un équipement de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Selon ce premier mode de réalisation, l'équipement pour véhicule automobile 10 comprend, par exemple intègre, un dispositif de mesure. Le dispositif de mesure permet de mesurer les distances d'objets situés dans le champ de détection du dispositif.
Comme pour le dispositif de la figure 1 , le dispositif de mesure comprend un émetteur de lumière 20, un détecteur de lumière 30 et un moyen 40 de mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur de lumière 20 et le récepteur de lumière 30.
L'émetteur de lumière 20 émet des rayons lumineux selon un champ d'émission représenté par la zone 22 hachurée verticalement sur la figure 2.
Le récepteur de lumière 30 est disposé en dehors du champ d'émission 22 de l'émetteur de lumière 20. Autrement dit, le récepteur de lumière 30 n'est pas directement éclairé par l'émetteur de lumière 20. Par exemple, l'émetteur de lumière 20 et le récepteur de lumière 30 sont disposés sensiblement dans le même plan.
Le récepteur de lumière 30 est configuré, de par ses dimensions et de l'éventuelle utilisation de lentilles optiques, pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception 32 représenté par la zone hachurée horizontalement sur la figure 2.
La mesure de la distance entre le dispositif de mesure et un objet 50 situé dans le champ de détection du dispositif est réalisée au moyen de la mesure du temps de parcours d'un rayon lumineux 52 entre l'émetteur 20 et le récepteur 30. Le rayon lumineux 52 est reçu par le récepteur de lumière 30 après avoir été émis par l'émetteur 20 et réfléchi par l'objet 50. Afin d'éliminer les rayons parasites provenant de la réflexion sur la partie 12 de l'équipement 10, ledit équipement comprend un diaphragme 24 disposé devant l'émetteur de lumière 20 de sorte à empêcher les rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière 20 d'éclairer la partie 12. Le diaphragme 24 est configuré et disposé devant l'émetteur de sorte à réduire le champ d'émission 22. Ainsi, la partie 12 de l'équipement n'est pas éclairée par l'émetteur 20, de sorte qu'aucun rayon lumineux issu de l'émetteur de lumière 20 ne peut se réfléchir directement sur la partie 12 et être reçu par le récepteur de lumière 30.
Un exemple de dispositif de mesure pouvant être intégré à un équipement selon l'invention est représenté sur la figure 3a.
Le dispositif de mesure représenté sur la figure 3 a comprend un émetteur de lumière 20, un récepteur de lumière 30 et un moyen de mesure 40 du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur 20 et le récepteur 30.
L'émetteur de lumière est de préférence configuré de sorte à émettre des puises de lumières. Avantageusement, cela permet de faciliter la mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur 20 et le récepteur 30.
L'émetteur de lumière peut être une diode laser ou encore une LED émettant dans l'infrarouge. Avantageusement, cela permet de faciliter l'identification au niveau du récepteur des rayons lumineux issus de l'émetteur et une utilisation de nuit.
Un diaphragme 24 est disposé devant l'émetteur de lumière 20 afin de limiter le champ d'émission 22 de l'émetteur de lumière 20.
Selon un aspect de l'invention, le diaphragme 24 est disposé de sorte à ce que les seuls rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière 20 et qui éclairent le champ de réception 32 soient des rayons issus directement de l'émetteur 20. En d'autres termes les seuls rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière 20 et qui éclairent le champ de réception 32 n'ont pas subi de réflexion avant d'attendre le champ de réception 32.
Selon un autre aspect de l'invention, le diaphragme et l'émetteur sont configurés de sorte que l'ensemble des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière éclaire directement dans le champ de réception 32.
La dimension et/ou la forme de l'ouverture 26 sont déterminées par l'homme de l'art, par exemple par simulation optique, de sorte à empêcher les rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière d'éclairer les surfaces de l'équipement, en limitant le champ d'émission 22. Selon un mode de réalisation, la forme de l'ouverture 26 du diaphragme 24 est sensiblement la même que celle du récepteur de lumière 30. En outre, lorsque la forme du récepteur de lumière 30 n'est pas de symétrie de révolution, il est préférable que l'ouverture 26 présente sensiblement la même orientation autour de l'axe perpendiculaire au plan du diaphragme que celle du récepteur de lumière 30.
Afin d'assurer une grande opacité, en particulier aux rayonnements infrarouge, du diaphragme, il est préférable que le diaphragme 24 soit métallique.
L'épaisseur du diaphragme 24 doit être suffisante pour bloquer les rayons lumineux issus de l'émetteur. L'épaisseur du diaphragme 24 ne doit pas être trop importante afin de limiter les risques de réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur au niveau des bords de l'ouverture du diaphragme.
Les inventeurs ont déterminé qu'une épaisseur supérieure ou égale à 0,1 mm et inférieure ou égale à 0,5 mm permet d'obtenir un bon compromis entre opacité, réflexion sur les bords de l'ouverture et cout du diaphragme.
Afin de limiter les risques de réflexion sur les bords de l'ouverture du diaphragme, il est possible, comme représenté sur la figure 3a, de prévoir que les bords de l'ouverture soient biseautés.
Comme représenté sur la figure 3a, il est possible de prévoir une lentille 28 disposée après le diaphragme 24.
Comme représenté sur la figure 3b, il est possible de prévoir une lentille 28 disposée avant le diaphragme 24 et une vitre de protection transparente 27.
Comme représenté sur la figure 3 c, un deuxième diaphragme 23 peut être disposé après la lentille 28. Ce deuxième diaphragme peut être réalisé dans un matériau moins onéreux que le premier diaphragme 24, par exemple en plastique recouvert d'un matériau absorbant les rayonnements infrarouges.
Le récepteur de lumière 30 est disposé sensiblement dans le même plan que l'émetteur 20. Le récepteur de lumière comprend généralement en ensemble de pixels capables de recevoir des rayons lumineux et de les transformer en signal électrique.
Les signaux électriques produits par le récepteur sont envoyés et interprétés au niveau du moyen de mesure du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur.
Selon un mode de réalisation représenté à la figure 4a, le dispositif de mesure peut comprendre plusieurs émetteurs de lumière 20a, 20b, 20c. Des diaphragmes 24a, 24b, 24c sont disposés devant chacun des émetteurs de lumière de sorte à limiter les champs d'émission 22a, 22b, 22c de chacun des émetteurs 20a, 20b, 20c.
Selon un mode de réalisation représenté à la figure 4b, le dispositif de mesure peut comprendre plusieurs émetteurs de lumière 20a, 20b, 20c. Un seul diaphragme 24 est disposé devant l'ensemble des émetteurs de lumière de sorte à limiter les champs d'émission 22a, 22b, 22c de chacun des émetteurs 20a, 20b, 20c. Comme représenté sur la figure 5, l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur sur les surfaces de l'équipement peut également être un revêtement antireflet 14 disposé sur au moins une partie des surfaces de l'équipement.
De préférence, le revêtement antireflet est spécifiquement adapté pour éviter la réflexion des rayons lumineux aux longueurs d'onde des rayons lumineux émis par l'émetteur 20.
Comme illustré sur la figure 5, le champ d'émission 22 n'est pas réduit, mais les rayons lumineux issus de l'émetteur éclairant les parties de l'équipement recouvertes du revêtement antireflet 14 ne sont pas réfléchis. Le récepteur ne reçoit donc pas de rayons parasites, améliorant ainsi la qualité des mesures de distance effectuées par le dispositif intégré à l'équipement.
Avantageusement, l'utilisation du revêtement antireflet permet d'utiliser un dispositif de mesure classique sans avoir à l'équiper d'un diaphragme.
Cependant, il est envisageable de combiner les deux solutions, en utilisant un dispositif de mesure comprenant un diaphragme devant l'émetteur et en recouvrant au moins une partie des surfaces de l'équipement d'un revêtement antireflet.
Il est également envisageable de recouvrir d'un revêtement antireflet le surface du diaphragme faisant face à l'émetteur. Avantageusement, cela permet de réduire encore les réflexions parasites.
L'équipement pour véhicule automobile selon l'invention peut être par exemple un écran de type LCD ou TFT intégré à une planche de bord, comme illustré sur la figure 6.
L'équipement de véhicule automobile 10 représenté sur la figure 6 comprend un dispositif de mesure 18 et un écran d'affichage 16.
Comme représenté sur la figure 6, le dispositif de mesure 18 est intégré à l'équipement 10 et, en particulier, des parties 12 de l'équipement peuvent être dans le champ d'émission du dispositif de mesure 18. Le dispositif 18 intégré dans l'équipement 10 comprend un diaphragme devant l'émetteur de lumière afin de limiter le champ d'émission de l'émetteur. Ainsi aucune des parties 12 de l'équipement 10 n'est pas éclairée par l'émetteur du dispositif de mesure 18.
Le dispositif de mesure 10 peut permettre de déterminer des mouvements réalisés par l'utilisateur afin de commander l'affichage sur l'écran d'affichage 16.
L'équipement de véhicule automobile selon l'invention n'est pas limité à l'exemple de la figure 6, et peut être par exemple :
- un tableau de commande, permettant par exemple de contrôler en outre la climatisation ou le système audio du véhicule, le dispositif de mesure pouvant être utilisé pour détecter des commandes par geste sans contact de l'utilisateur, et/ou
- un écran de type LCD ou TFT, et/ou
- un HUD, et/ou
- une planche de bord, et/ou
- un plafonnier, et/ou
- un radar de détection de piéton disposé par exemple sur l'extérieur du véhicule automobile, et/ou
- une caméra de type TOF donc le boîtier pourrait se trouver dans le champ d'émission de l'émetteur.
L'invention a été décrite ci-dessus à l'aide d'exemples de réalisation, sans limitation du concept inventif général.
Les exemples de réalisation sont donnés uniquement à titre illustratif et qui ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention, qui est déterminée uniquement par les revendications annexées.
Dans les revendications, le mot "comprenant" n'exclut pas d'autres éléments et l'article indéfini «un» ou «une» n'exclut pas une pluralité. Le simple fait que les différentes caractéristiques sont récitées dans différentes revendications dépendantes n'indique pas que la combinaison de ces éléments ne peut être utilisée avantageusement. Les signes de référence dans les revendications ne doivent pas être interprétés comme limitant la portée de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement notamment de véhicule automobile (10) intégrant un dispositif de mesure (18) de distance d'objets situés dans le champ de détection du dispositif, le dispositif comprenant :
- au moins un émetteur de lumière (20) configuré pour émettre des rayons lumineux selon un champ d'émission (22),
- un récepteur de lumière (30) disposé en dehors du champ d'émission de l'émetteur et configuré pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception (32) correspondant au champ de détection du dispositif,
- un moyen de mesure (40) du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur,
l'équipement est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément (24, 14) empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière sur les surfaces extérieures de l'équipement.
2. Equipement selon la revendication 1, dans lequel l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière comprend un diaphragme (24) disposé devant l'émetteur de lumière de sorte à empêcher les rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière d'éclairer les surfaces de l'équipement.
3. Equipement de mesure selon la revendication 2, dans lequel le diaphragme est un diaphragme métallique. 4. Equipement selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le diaphragme à une épaisseur supérieure ou égale à 0,1 mm et inférieure ou égale à 0,5 mm.
5. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l'ouverture du diaphragme présente sensiblement la même forme que le récepteur de lumière.
6. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les bords (25) de l'ouverture (26) du diaphragme sont biseautés de sorte à limiter les réflexions des rayons issus de l'émetteur de lumière sur lesdits bords.
7. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur de lumière est configuré de sorte à émettre des puises de lumière.
8. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur de lumière est une diode laser ou une LED émettant dans l'infrarouge.
9. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant plusieurs émetteurs de lumière et comprenant devant chaque émetteur de lumière un diaphragme. 10. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant devant ledit au moins un émetteur une lentille (28).
11. Equipement selon la revendication précédente, comprenant au moins un premier diaphragme entre l'émetteur et la lentille et un deuxième diaphragme de l'autre côté de la lentille.
12. Equipement selon la revendication précédente, dans lequel le premier diaphragme est en métal et le deuxième diaphragme est en plastique recouvert d'un matériau absorbant. 14. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément empêchant la réflexion des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière comprend un revêtement antireflet (14) disposé sur au moins une partie des surfaces de l'équipement. 15. Equipement selon la revendication 14, dans lequel le revêtement antireflet est spécifiquement adapté pour éviter la réflexion de rayon lumineux aux longueurs d'onde des rayons lumineux émis par le au moins un émetteur de lumière.
16. Dispositif de mesure (18) de distance d'objets situés dans le champ de détection du dispositif, le dispositif comprenant :
- au moins un émetteur de lumière (20) configuré pour émettre des rayons lumineux selon un champ d'émission (22), - un récepteur de lumière (30) disposé en dehors du champ d'émission de l'émetteur et configuré pour recevoir des rayons lumineux selon un champ de réception (32) correspondant au champ de détection du dispositif,
- un moyen de mesure (40) du temps de parcours des rayons lumineux entre l'émetteur et le récepteur,
caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre
- au moins un diaphragme (24) disposé devant l'émetteur de lumière limitant le champ d'émission de sorte que les seuls rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière éclairant le champ de réception du récepteur de lumière soient les rayons directement issue de l'émetteur.
17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel le diaphragme et l'émetteur sont configurés de sorte que l'ensemble des rayons lumineux issus de l'émetteur de lumière éclaire directement dans le cône de réception du récepteur de lumière.
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