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Title:
CAPACITIVE MEASURING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/002949
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a measuring device comprising at least one measuring probe (10), means for sequentially applying a controlled supply voltage between the measuring probe (10) and a reference element, and means for integrating accumulated electric charges on the measuring probe (10), characterized in that said device also comprises at least one auxiliary measuring probe (100) which is also sequentially linked to controlled electric supply means and to charge integrating means, said auxiliary measuring probe (100) having a capacity, in relation to a potential detection zone, which is different from the main measuring probe (10), whereby comparative utilization of signals respectively emitted by the two measuring probes (10,100) enables the influence of the main measuring probe to be determined.

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Inventors:
LAUNAY CLAUDE (FR)
JORDANA PASCAL (FR)
LE RESTE PASCAL (FR)
PANCIROLI WILLIAM (FR)
DA SILVA JOACHIM (FR)
PARBAUD PHILIPPE (FR)
Application Number:
PCT/FR2002/002234
Publication Date:
January 09, 2003
Filing Date:
June 27, 2002
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI COMP PRODUCTS EUROP SA (FR)
LAUNAY CLAUDE (FR)
JORDANA PASCAL (FR)
LE RESTE PASCAL (FR)
PANCIROLI WILLIAM (FR)
DA SILVA JOACHIM (FR)
PARBAUD PHILIPPE (FR)
International Classes:
G01B7/00; B60R21/16; G01D5/24; (IPC1-7): G01D5/24
Domestic Patent References:
WO2000025098A22000-05-04
WO2000038955A12000-07-06
WO1997047976A21997-12-18
WO1997029391A11997-08-14
Foreign References:
US6051981A2000-04-18
DE4417827A11995-11-23
Other References:
See also references of EP 1399714A2
Attorney, Agent or Firm:
Martin, Jean-jacques (20 Rue des Chazelles, Paris Cedex 17, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure comprenant au moins une sonde de mesure (10), des moyens (30) aptes à appliquer séquentiellement une tension d'alimentation contrôlée entre la sonde de mesure (10) et un élément de référence (20) et des moyens (50) aptes à intégrer les charges électriques accumulées sur la sonde de mesure (10), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre au moins une sonde de mesure auxiliaire (100), reliée également séquentiellement à des moyens d'alimentation électrique contrôlée (30) et à des moyens d'intégration de charges (50), la dite sonde de mesure auxiliaire (100) présentant, vis à vis d'une zone potentielle de détection une capacité différente de la sonde de mesure principale (10), de telle sorte que l'exploitation comparative des signaux issus respectivement des deux sondes de mesure (10,100) permette de déterminer l'influence de la sonde de mesure principale.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) possède une surface contrôlée faible par rapport à la sonde de mesure principale (10).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) est située à la mme distance de la zone potentielle de détection, par exemple la surface supérieure d'un siège, que la sonde de mesure principale (10).
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la surface et la localisation de la sonde de mesure auxiliaire (100) sont telles que celleci connaisse toujours la mme influence externe lors de l'apparition d'un phénomène extérieur transitoire, quelle que soit l'amplitude de ce phénomène.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la surface et la localisation de la sonde de mesure principale (10) sont telles que la surface de cette sonde de mesure principale (10) influencée par le phénomène extérieure transitoire, dépende de l'amplitude de ce phénomène.
6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) est centrée sur la zone de détection.
7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) possède une plus grande dimension transversale de l'ordre de quelques centimètres, par exemple inférieure à 3 cm, préférentiellement inférieur à 1cm.
8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) possède une surface totale inférieure à quelques centimètres carré, par exemple inférieure à 9 cm2, préférentiellement inférieure à 4 cm2.
9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à exploiter le signal issu de l'intégration des charges accumulées sur la sonde de mesure auxiliaire (100) pour déterminer la distance séparant un corps (P) de la sonde de mesure auxiliaire (100), puis normaliser en conséquence la mesure obtenue à partir de la sonde principale (10).
10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) est située à une distance de la zone potentielle de détection, différente de la sonde de mesure principale (10).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) présente une surface identique à celle de la sonde de mesure principale (10).
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) présente une surface différente de celle de la sonde de mesure principale (10), mais de rapport connu par rapport à celleci.
13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) est proche de la sonde de mesure principale (10), de sorte que l'écart d'influence d'un corps extérieur (P) respectivement sur les deux sondes (10,100) dépend uniquement de l'écart de distance entre le corps (P) et ces sondes (10,100).
14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à combiner les signaux détectés sur les deux sondes de mesure (10,100) pour connaître la distance (e) entre la sonde principale (10) et un corps à détecter (P) et de s'affranchir ultérieurement de celleci dans la mesure.
15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) et la sonde de mesure principale (10) sont dissymétriques par rapport à un élément de référence (110).
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la sonde de mesure auxiliaire (100) est située à une distance de l'élément de référence (110) différente de la sonde de mesure principale (10).
17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à déterminer la distance (e) séparant un corps à détecter (P) des sondes de mesure (10,100), par une exploitation combinée des signaux issus des ces deux sondes de mesure (10,100), par exemple par un rapport des deux capacités mesurées sur ces deux sondes.
18. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé par le fait les deux sondes de mesure, principale (10) et auxiliaire (100), sont coplanaires de l'élément de référence (110).
19. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé par le fait que les sondes de mesure principale (10) et auxiliaire (100) ont des surfaces identiques, par exemple rectangulaires.
20. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 19, caractérisé par le fait que l'élément de référence (110) possède une surface identique aux sondes de mesure principale (10) et auxiliaire (100).
21. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé par le fait que les sondes de mesure principale (10) et auxiliaire (100) présentent des surfaces différentes de rapport connu.
22. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 21, caractérisé par le fait que lorsque l'une des deux sondes de mesure (10,100) est active, l'autre sonde de mesure (100,10) elle mme sert d'élément de référence auxiliaire.
23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que la sonde de mesure principale (10) possède au moins une dimension supérieure à la plus grande dimension possible du corps P susceptible d'tre détecté.
24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé par le fait qu'il comprend une sonde (100) de configuration en U comprenant deux brins principaux (100,204) parallèles entre eux disposés respectivement de part et d'autre d'une autre sonde (10).
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (10,100) présentant une largeur évolutive sur sa longueur.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (10,100) comprenant trois tronçons : un tronçon central (16,106) et deux tronçons d'extrémité (18,19 ; 108, 109).
27. Dispositif selon l'une des revendications 25 ou 26, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (10) comprenant un tronçon central (16) de grande largeur (t16) et deux tronçons d'extrémité (18,19) de petite largeur (t18, t19).
28. Dispositif selon l'une des revendications 25 à 27, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (100) comprenant un tronçon central (106) de petite largeur (106) et deux tronçons d'extrémité (108, 109) de grande largeur (108, 109).
29. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (10,100, 110) non rectiligne.
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une sonde (10,100, 110) constituée de différents segments rectilignes reliés deux à deux par leurs extrémités par des éléments de transition de type dièdre concave à concavité alternée.
31. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 30, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier jeu de deux sondes (10,100) situées à une distance déterminée l'une de l'autre et une troisième sonde (110) située à une distance des deux sondes première nommées (10,100) supérieure à l'écartement existant entre cellesci.
32. Dispositif selon la revendication 31, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à appliquer séquentiellement une tension entre les deux sondes premières nommées (10,100) d'une part, et d'autre part entre la troisième sonde (110) et respectivement chacune des deux sondes premières nommées (10,100).
33. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 32, caractérisé par le fait qu'il comprend deux corps électriquement conducteurs constituant respectivement la sonde de mesure (10) et l'élément de référence (20), des moyens d'alimentation électrique (30) aptes à délivrer une tension électrique continue d'amplitude contrôlée, un étage intégrateur (50) comprenant un système à commutation de capacité (53) et des moyens de commande (40) adaptés pour définir cycliquement, à une fréquence contrôlée, une suite de deux séquences (T1, T2) : une première séquence au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique (30) sont reliés à la sonde de mesure (10) pour appliquer un champ électrique entre la sonde de mesure (10) et l'élément de référence (20) et accumuler des charges électriques sur la sonde de mesure (10), puis une seconde séquence au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique (30) sont déconnectés de la sonde de mesure (10) et celleci est reliée à un point de sommation de l'étage intégrateur (50) pour transférer des charges dans l'étage intégrateur (50) et obtenir en sortie de celuici un signal représentatif de la permittivité existant entre la sonde de mesure (10) et l'élément de référence (20), l'étage intégrateur (50) comprenant en outre un amplificateur opérationnel (51), un premier condensateur d'intégration (52) monté en contre réaction sur cet amplificateur (51) et un second condensateur (53) commuté entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur opérationnel (51) au rythme des séquences (T1, T2) pilotées par des moyens de commande (40), de sorte que en régime d'équilibre établi, on obtienne en sortie de l'amplificateur opérationnel (51), une tension"Vs équilibre"égale à : Ecs/C53, relation dans laquelleE désigne l'amplitude de la tension aux bornes des moyens d'alimentation électrique (30), et Cs et C53 désignent respectivement les valeurs des capacités définies entre la sonde de mesure (10) et l'élément de référence d'une part et le second condensateur commuté (53) d'autre part.
Description:
SYSTEME DE MESURE CAPACITIF La présente invention concerne le domaine des capteurs.

Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif de mesure exploitant une mesure indirecte de permittivité entre deux corps électriquement conducteurs formant respectivement une sonde de mesure et un élément de référence, par exemple une sonde de référence.

On a décrit dans le document WO-0025098 un dispositif dont la structure de base est schématisée sur la figure 1 annexée.

Ce dispositif comprend deux corps électriquement conducteurs constituant respectivement une sonde de mesure 10 et une sonde de référence 20, des moyens d'alimentation électrique 30 aptes à délivrer une tension électrique continue d'amplitude contrôlée, un étage intégrateur 50 comprenant un système à commutation de capacité 53 et des moyens de commande 40 adaptés pour définir cycliquement, à une fréquence contrôlée, une suite de deux séquences : - une première séquence T1 au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique 30 sont reliés à la sonde de mesure 10 pour appliquer un champ électrique entre la sonde de mesure 10 et la sonde de référence 20 et accumuler des charges électriques sur la sonde de mesure 10, - puis une seconde séquence T2 au cours de laquelle les moyens d'alimentation électrique 30 sont déconnectés de la sonde de mesure 10 et celle-ci est reliée à un point de sommation de l'étage intégrateur 50 pour transférer des charges dans l'étage intégrateur 50 et obtenir en sortie de celui-ci un signal représentatif de la permittivité existant entre la sonde de mesure 10 et la sonde de référence 20.

Plus précisément encore, selon le document WO-0025098, l'étage intégrateur 50 comprend un amplificateur opérationnel 51, un premier condensateur d'intégration 52 monté en contre-réaction sur cet amplificateur 51 et un second condensateur 53 commuté entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur opérationnel 51 au rythme des séquences pilotées par les moyens de commande 40, de sorte que, en régime d'équilibre établi, on obtienne en sortie de l'amplificateur opérationnel 51, une tension

d'équilibre égale à-E. Cs/C53, relation dans laquelle-E désigne l'amplitude de la tension aux bornes des moyens d'alimentation électrique 30 et Cs et C53 désignent respectivement les valeurs des capacités définies entre la sonde de mesure 10 et la sonde de référence 20 d'une part, et le second condensateur commuté 53 d'autre part.

La commutation des moyens d'alimentation électrique 30 et du second condensateur 53 est assurée par des interrupteurs inverseurs 42, 43 pilotés par une base de temps 41.

Le fonctionnement de ce dispositif connu est essentiellement le suivant.

Supposons qu'à l'origine le condensateur d'intégration C52, le condensateur de commutation C53 et le condensateur Cs formé entre la sonde de mesure 10 et la sonde de référence 20 soient chacun totalement déchargés, soit QC52 = 0 QC53 = 0, et QCs = 0.

Lors de la première séquence T1, le condensateur Cs est chargé sous la tension d'alimentation délivrée par le module 30, que l'on suppose ici égale à-E.

A la fin de la séquence T1, on a donc : QCs =-E. Cs QC52 = 0 QC53 = 0.

Au cours de la séquence T2 suivante, les charges sont transférées de Cs vers C52 ; soit, les charges étant conservées et Cs et C53 étant reliés à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 51 d'impédance virtuelle nulle : - E. Cs = Vs2. C52, en appelant Vs2 la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 51 pendant la séquence T2.

Au cours de la séquence T1 suivante, les deux condensateurs C52 et C53 sont placés en parallèle. On a alors : Vs = Vs2. C52/ (C52 + C53)

= QC53/C53 = QC52/C52, soit QC53 = [Vs2. C52/ (C52+C53)]. C53 = [Vs2/ (1+C53/C52). C53 soit si C52 = nC53 » C53 QC53-Vs2. C53.

A la séquence suivante T2, les charges contenues dans C53 viennent en opposition de celles Cs. La partie restante des charges de Cs est transférée dans C52, etc...

La tension de sortie Vs, en sortie de l'amplificateur opérationnel 51 croît progressivement jusqu'à une tension Vs équilibre = QC53/C53 telle que QC53 = Vs équilibre. C53 =-E. Cs.

Ainsi après x itérations le dispositif atteint un régime d'équilibre sur le point de sommation. Les charges QC53 de C53 viennent compenser les charges de la sonde Cs.

Dès qu'une variation de capacité Cs est détectée, le supplément (ou la perte) de charges sur Cs vient charger (ou décharger) la capacité C52.

Ainsi en régime établi la capacité de commutation C53 vient équilibrer les variations de charges de la sonde Cs.

La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau dispositif reprenant le concept décrit dans le document WO- 0025098, mais présentant des performances supérieures à celles des dispositifs antérieurs connus.

Plus précisément encore, la présente invention a pour but de proposer de nouveaux moyens permettant de mieux identifier l'environnement de la sonde de mesure, pour améliorer la détection d'un phénomène transitoire, par exemple d'éliminer l'effet d'un obstacle permanent intercalé entre la sonde de mesure et la zone d'apparition d'un phénomène transitoire.

Dans ce contexte, la présente invention peut trouver notamment, mais non exclusivement, application dans la détection d'une personne ou d'un objet sur un siège de véhicule automobile.

Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif comprenant au moins une sonde de mesure principale, des moyens aptes à appliquer séquentiellement une tension d'alimentation contrôlée entre la sonde de mesure principale et un élément de référence et des moyens aptes à intégrer les charges électriques accumulées sur la sonde de mesure principale, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre au moins une sonde de mesure auxiliaire, reliée également séquentiellement à des moyens d'alimentation électrique contrôlée et à des moyens d'intégration de charges, la dite sonde de mesure auxiliaire présentant, vis à vis d'une zone potentielle de détection une capacité différente de la sonde de mesure principale, de telle sorte que l'exploitation comparative des signaux issus respectivement des deux sondes de mesure permette de déterminer l'influence de la sonde de mesure principale.

Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, la sonde de mesure auxiliaire possède une surface contrôlée faible par rapport à la sonde de mesure principale.

Selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, la sonde de mesure auxiliaire est située à une distance de la zone potentielle de détection, différente de la sonde de mesure principale.

Selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, la sonde de mesure auxiliaire est située dans le mme plan à une distance de l'élément de référence différente de la sonde de mesure principale.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement un dispositif conforme à l'état de la technique divulgué dans le document WO- 0025098, - la figure 2 représente schématiquement la détection d'un passager sur un siège de véhicule, à l'aide de sondes de mesure conformes au document WO-0025098,

-la figure 3 représente schématiquement le mme dispositif dans le cas d'un obstacle intercalé entre les sondes de mesure et le corps détecté, - la figure 4 représente schématiquement, selon une vue en plan, une sonde de mesure principale et une sonde de mesure auxiliaire, conformes à un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 5 représente les mmes sondes de mesure principale et auxiliaire conformes à un premier mode de réalisation de la présente invention, dans le cas de la détection d'un corps de surface différente de la figure 4, - la figure 6 représente schématiquement, selon une vue en coupe, une sonde de mesure principale et une sonde de mesure auxiliaire, conformes à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, - les figures 7 et 8 représentent schématiquement, respectivement selon une vue en coupe et une vue en plan, une sonde de mesure principale et une sonde de mesure auxiliaire, conformes à un troisième mode de réalisation de la présente invention, - les figures 9 et 10 représentent schématiquement un exemple d'alimentation des sondes de mesure illustrées sur les figures 7 et 8 et de la détection résultante, - la figure 11 représente une vue en plan de sondes conformes à une autre variante de réalisation de la présente invention, - la figure 12 représente une vue en plan à échelle agrandie dans le sens transversal et compressée dans le sens longitudinal des mmes sondes, - la figure 13 représente une vue en coupe transversale des mmes sondes et illustre plus précisément les lignes de champ selon une mise en oeuvre particulière, et - la figure 14 illustre un diagramme de résultats obtenus à l'aide des sondes illustrées sur les figures 11 à 13, lequel diagramme permet de discriminer entre différentes configurations de détection.

A des fins de simplification, la description détaillée qui va suivre sera faite en référence à la détection d'une personne sur un siège de véhicule automobile.

Cependant la présente invention n'est pas limitée à cette application particulière.

On a schématisé sur la figure 2 deux sondes de mesure 10 intégrées dans l'assise 90 d'un siège de véhicule automobile pour la détection éventuelle d'une personne P.

Comme décrit dans le document WO-0025098, la détection de la personne P peut tre opérée en appliquant séquentiellement une tension électrique contrôlée entre les sondes de mesure 10 et un élément de référence, tel que le châssis du véhicule automobile, puis en intégrant les charges électriques ainsi accumulées sur les sondes de mesure 10.

En variante les deux sondes référencées 10 sur la figure 2 peuvent servir l'une de sonde de mesure et l'autre d'élément de référence.

On a schématisé sur la figure 3 les mmes sondes de mesure 10 pour la détection de la mme personne P, mais dans le cas où un obstacle O, tel qu'un tapis de billes ou une serviette, est intercalé entre l'assise du siège, et donc les sondes 10, et la personne P.

L'homme de l'art comprendra qu'un tel obstacle augmente la distance entre les sondes 10 et la personne P (cette distance passe de e1 à e2), diminue par conséquent le signal de sortie du dispositif de détection défini dans le document WO-0025098.

Sans précaution particulière, un tel obstacle O risque donc de fausser la détection, en assimilant la personne P à une masse inférieure à celle de la figure 2.

Comme indiqué précédemment, la présente invention a pour but de proposer des moyens permettant d'éliminer cette difficulté.

Selon un premier mode de réalisation schématisé sur les figures 4 et 5, il est prévu dans le cadre de la présente invention, une sonde de mesure auxiliaire 100 présentant une surface nettement inférieure à celle de la sonde de mesure principale.

Selon la représentation donnée sur les figures 4 et 5, la sonde de mesure auxiliaire est de contour carré. L'invention n'est cependant pas limitée à cette disposition particulière. La sonde de mesure auxiliaire 100

peut prendre toute autre géométrie appropriée, telle que par exemple un contour circulaire.

La sonde de mesure auxiliaire 100 est située à la mme distance de la zone potentielle de détection, par exemple la surface supérieure d'un siège, que la sonde de mesure principale 10.

La surface et la localisation de la sonde de mesure auxiliaire 100 sont telles que celle-ci connaisse toujours la mme influence externe lors de l'apparition d'un phénomène extérieur transitoire, quelle que soit l'amplitude de ce phénomène.

Par exemple dans le cas de la détection d'une personne P, la surface et la localisation de la sonde de mesure auxiliaire 100 sont telles que celle- ci soit toujours située entièrement sous la personne P lorsque celle-ci prend place sur le siège.

En revanche la surface et la localisation de la sonde de mesure principale 10 sont telles que la surface de cette sonde de mesure principale 10 influencée par le phénomène extérieure transitoire, dépende de l'amplitude de ce phénomène, par exemple dans le cas de la détection d'une personne sur un siège de véhicule automobile, dépende de la corpulence de la personne P.

A titre d'exemple non limitatif, la sonde de mesure auxiliaire 100 peut tre centrée sur la zone de détection, posséder une plus grande dimension transversale de l'ordre de quelques centimètres, par exemple inférieure à 3 cm, préférentiellement inférieur à 1cm et une surface totale inférieure à quelques centimètres carré, par exemple inférieure à 9 cm2, préférentiellement inférieure à 4 cm2.

La sonde de mesure principale 10 possède au contraire de préférence au moins une dimension supérieure à la plus grande dimension possible du corps P susceptible d'tre détecté.

La sonde de mesure principale 10 peut tre de géométrie quelconque comme par exemple sinusoidale ou rectangulaire. Dans ce dernier cas, elle développe une surface de l'ordre de quelques cm sur plusieurs dm, par exemple de l'ordre de quelques cm, tel que de l'ordre de 5cm, sur plus de 30cm, préférentiellement plus de 40 cm.

L'utilisation de l'électrode auxiliaire illustrée sur les figures 4 et 5 permet de normaliser la mesure en fonction de la distance du corps P.

En effet l'exploitation du signal issu de l'intégration des charges accumulées sur la sonde de mesure auxiliaire 100 permet de connaître la distance séparant le corps P de la sonde de mesure auxiliaire 100, puisque l'importance du corps P est sans influence sur cette mesure.

En revanche l'exploitation du signal issu de l'intégration des charges accumulées sur la sonde de mesure principale 10, normalisée par le résultat issu de la sonde de mesure auxiliaire 100, permet de disposer directement d'une information fiable représentative de l'importance du corps P.

Selon un deuxième mode de réalisation schématisé sur la figure 6, il est prévu dans le cadre de la présente invention, une sonde de mesure auxiliaire 100 située à une distance de la zone potentielle de détection, par exemple la surface supérieure d'une assise de siège, différente de la sonde de mesure principale 10, mais présentant de préférence une surface identique à celle de la sonde de mesure principale. La sonde de mesure auxiliaire 100 est par ailleurs proche de la sonde de mesure principale 10.

L'écart de distance entre les deux sondes 100 et 10, par rapport au corps à détecter doit tre constant.

Ainsi l'écart d'influence du corps P respectivement sur les deux sondes 10 et 100 dépend uniquement de l'écart de distance entre le corps P et ces sondes 10 et 100.

Si l'on appelle : . S1 la surface de la sonde de mesure principale 10, . S2 la surface de la sonde de mesure auxiliaire 100, . e la distance séparant la sonde de mesure 10 et le corps P, et a la distance additionnelle séparant la sonde mesure principale 10 et la sonde de mesure auxiliaire 100, par rapport au corps P, on obtient : . sur la sonde de mesure principale 10, une capacité C1 = K (S1/e) et . sur la sonde de mesure auxiliaire 100, une capacité C2 = K [S2/ (e +a)].

La combinaison des deux expressions précédentes permet donc de connaître la distance e et de s'affranchir ultérieurement de celle-ci dans la mesure.

Bien évidemment une détection similaire peut tre obtenue avec des sondes de mesure 10 et 100 de géométries quelconques et de surfaces S1 et S2 différentes, mais de rapport connu, positionnées à une distance relative a également connue.

Comme indiqué précédemment pour les figures 4 et 5 la sonde de mesure principale 10 possède de préférence au moins une dimension supérieure à la plus grande dimension possible du corps P susceptible d'tre détecté. La sonde de mesure principale 10 peut tre par ailleurs conforme aux dispositions précédemment décrites en regard des figures 4 et 5.

Selon un troisième mode de réalisation schématisé sur les figures 7 à 10, il est prévu dans le cadre de la présente invention, une sonde de mesure principale 10 et une sonde de mesure auxiliaire 100 placée à une distance différente (dissymétriques) par rapport à un élément de référence 110.

Ainsi selon la sonde de mesure active, 10 ou 100, la distribution du champ électrique varie (voir notamment les figures 9 et 10) et donc l'influence du corps P à détecter en fonction de la distance sur cette mme sonde change.

On peut donc déterminer la distance e séparant le corps à détecter P des sondes de mesure 10 et 100, par une exploitation combinée des signaux issus des ces deux sondes de mesure 10 et 100, par exemple par un rapport des deux capacités C1 et C2 mesurées sur ces deux sondes.

A titre d'exemple non limitatif, comme illustré sur les figures 7 et 8, les deux sondes de mesure, principale 10 et auxiliaire 100, peuvent tre coplanaires de l'élément de référence 110. Selon la représentation non limitative donnée sur les figures 7 à 10, la sonde auxiliaire 100 est située entre la sonde de mesure 10 et l'élément de référence 110. Typiquement l'entraxe 11 entre les deux sondes de mesure 10 et 100 est de l'ordre de quelques millimètres, et l'entraxe 12 entre la sonde auxiliaire 100 et

l'élément de référence 110 est de l'ordre de quelques centimètres mais au moins le double de il.

Les sondes de mesure principale 10 et auxiliaire 100 ont de préférence des surfaces identiques, mais peuvent tre de géométries quelconques, par exemple rectangulaires. L'élément de référence 110 peut également posséder une surface identique aux sondes de mesure principale 10 et auxiliaire 100. Cependant en variante, les sondes de mesure principale 10 et auxiliaire 100 peuvent présenter des surfaces différentes de rapport connu.

Là encore, la sonde de mesure principale 10, au moins, possède de préférence au moins une dimension supérieure à la plus grande dimension possible du corps P susceptible d'tre détecté.

Comme on l'a schématisé sur les figures 9 et 10, lorsque l'une des deux sondes 10 ou 100 est active, l'autre sonde 100 ou 10 peut elle mme servir d'élément de référence auxiliaire.

On rappelle que dans le cadre de la présente invention, les sondes de mesure principale 10 et auxiliaire 100 sont chacune séquentiellement reliées à une source d'alimentation électrique d'amplitude connue puis les charges électriques accumulées sur ces sondes sont intégrées, de préférence avec des moyens comparables à ceux définis dans le document WO-0025098 (et décrits en regard de la figure 1). Les moyens d'alimentation électrique et les moyens d'intégration de charges peuvent tre les mmes pour les différentes sondes 10 et 100. Dans ce cas des moyens de commutation/multiplexage commutent alternativement les sondes 10 et 100 aux bornes de ces moyens. En variante on peut prévoir des moyens d'alimentation électrique et des moyens d'intégration de charges différents pour les diverses sondes 10 et 100.

Dans le cadre de la présente invention, l'élément de référence peut tre formé d'une sonde de référence ou encore d'une masse constituée par exemple par la terre ou une masse métallique avoisinante, par exemple le chassis d'un véhicule automobile.

L'homme de l'art comprendra que les différents modes de réalisation conformes à la présente invention, précédemment décrits,

permettent d'effectuer deux mesures indépendantes entre elles, dans les mmes conditions, d'un mme phénomène transitoire, et donc de découpler les deux phénomènes d'influences que sont la surface et la distance du corps P à détecter.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'tre décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.

La présente invention peut concerner un grand nombre d'applications. On a évoqué précédemment la détection de présence d'un usager sur un siège de véhicule automobile, notamment pour la commande d'un système de coussin gonflable de sécurité. Mais la présente invention n'est pas limitée à cette application particulière. La présente invention peut par exemple concerner également, entre autres, les domaines de détection anti-intrusion ou encore les détecteurs de niveau de fluide.

On va maintenant décrire la variante de réalisation conforme à la présente invention illustrée sur les figures 11 à 13 annexées.

On retrouve sur ces figures trois sondes référencées respectivement 10,100 et 110.

Les fonctions de ces trois sondes 10,100 et 110 peuvent varier selon la configuration d'utilisation.

En principe, la sonde 110 sert de sonde de référence. Dans ce contexte, la sonde 10 constitue la sonde principale de mesure, tandis que la sonde 100 constitue la sonde de mesure auxiliaire.

Néanmoins, au cours d'une autre phase de fonctionnement conforme à la présente invention, la sonde 10 peut constituer la sonde principale de mesure, tandis que la sonde 100 sert de sonde de référence.

Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 11 à 13, chaque sonde 10,100 et 110 est allongée. Sa longueur L est typiquement supérieure à 10 fois sa largeur, très préférentiellement sa longueur L est typiquement supérieure à 20 fois sa largeur.

Selon une première caractéristique notable du mode de réalisation représenté sur les figures 11 à 13, la sonde 100 a une configuration en U.

Ainsi la sonde 100 comprend deux brins principaux 102,104, parallèles

entre eux et disposés respectivement de part et d'autre de la sonde 10. En d'autres termes, la sonde 100 encadre la sonde 10. A cette fin, sur l'une de leurs extrémités, les deux brins 102,104 sont reliés entre eux par un élément de liaison 103.

La Demanderesse a déterminé que grâce aux caractéristiques précitées, l'électrode 10 est très peu sensible aux effets de bord du champ électrique et ne donne une information de signal que lorsque le passager est très proche de la sonde. En revanche, l'électrode 100 est très sensible aux effets de bord du champ électrique et donne une information de signal mme lorsque le passager est très loin de la sonde (par exemple typiquement jusqu'à vingtaine de centimètres de la sonde).

Selon une seconde caractéristique importante du mode de réalisation représenté sur les figures 11 à 13, la sonde 10 et la sonde 100 ont des largeurs évolutives sur leur longueur.

Plus précisément encore, de préférence, chacune des sondes 10 et 100 comprend trois tronçons : un tronçon central 16,106 et deux tronçons d'extrémité 18,19 ; 108,109.

De préférence, les tronçons d'extrémité 18,19 d'une part, et 108, 109 d'autre part, ont des largeurs identiques pour une sonde donnée 100 ou 200.

Plus précisément encore, de préférence, la sonde 100 comprend un tronçon central 16 de longueur L16 et de grande largeur 16 et deux tronçons d'extrémité 18,19 de longueur L18 et L19 de petite largeur 18, t19 inférieure à 16.

Typiquement mais non limitativement 916=4918=4919.

Par ailleurs, typiquement L16=2L18=2L19.

De préférence, la sonde 100 comprend un tronçon central 106 de longueur L106 et de petite largeur 106 et deux tronçons d'extrémité 108, 109 de longueur L108, L109 et de grande largeur 108, 109 supérieure à t106.

Typiquement 108= 109=2 106=2 18=2 19.

Typiquement L106=2L108=2L109.

Grâce aux caractéristiques géométriques qui viennent d'tre évoquées, lorsqu'une tension est appliquée alternativement ou simultanément entre les sondes 10 et 110 d'une part, 100 et 110 d'autre part, la sonde 10 est très sensible à un élément extérieur centré, c'est-à-dire placé en regard du tronçon central 16 tandis que la sonde 100 est très sensible à un élément décentré, c'est-à-dire un élément placé en regard des tronçons d'extrémité 108,109.

Selon une troisième caractéristique notable de l'invention illustrée sur les figures 11 à 13, chaque sonde 10,100 et 110 est non rectiligne. En l'espèce, chaque sonde 10,100, 110 est formée de différents segments, rectilignes individuellement, reliés deux à deux par leurs extrémités par des éléments de transition constitués de dièdres dont les concavités sont alternées, c'est-à-dire orientées alternativement dans un sens puis dans l'autre. Ainsi, les sondes 10,100 et 110 se présentent sous forme d'ondulations en zig zag.

Une telle géométrie autorise un allongement par déformation du support.

Cette caractéristique est particulièrement importante quand les sondes 10,100 et 110 sont intégrées dans un siège de véhicule. En effet, cette géométrie autorise un allongement des sondes lorsqu'un conducteur ou passager prend place sur le siège.

On notera en outre que de préférence, la distance qui sépare la sonde 110 de la sonde 10 ou de la sonde 100 est supérieure à la distance qui sépare entre elles les sondes 10 et 100.

En outre, les moyens d'application de tension d'alimentation sont adaptés pour appliquer séquentiellement une tension entre les sondes 10 et 100 dans une phase de fonctionnement, et entre la sonde 110 et chacune des deux sondes 10 et 100 au cours d'une autre phase de fonctionnement.

Sur la figure 13, les lignes de champ obtenues lors de l'application d'une tension entre les sondes 10 et 100 sont référencées C1 tandis que les lignes de champ obtenues lors de l'application d'une tension entre la sonde 110 et chacune des deux sondes 10 et 100 sont référencées C2.

L'on constate à l'examen de la figure 13, que lorsque l'on applique une tension entre les sondes 10 et 100, la portée de détection est très réduite parce que les lignes de champ C1 sont incurvées fortement.

Au contraire, lorsque l'on applique la tension entre la sonde 110 et chacune des sondes 10 et 100, la portée de détection est beaucoup plus grande puisque les lignes de champ C2 sont sensiblement orthogonales aux supports des sondes.

A titre d'exemple non limitatif, la sonde 110 peut tre placée à environ 2cm des sondes 10 et 100.

Comme on l'a indiqué précédemment dans le cadre de la présente invention, on exploite de manière comparative les signaux issus respectivement des diverses sondes.

Dans le contexte du mode de réalisation représenté sur les figures 11 à 13, on peut ainsi comparer les signaux obtenus sur les sondes 10 et 100, les signaux obtenus par sommation sur les deux sondes 10 et 100 au signal de la sonde 10 ou au signal de la sonde 100, etc...

L'homme de l'art comprendra que la présente invention offre ainsi un grand nombre de choix de comparaison.

Plus précisément encore, et non limitativement, la présente invention peut par exemple exploiter l'un des rapports suivants : . U/C, U représentant le signal prélevé sur la sonde 100 lors de l'application d'une tension d'alimentation entre, d'une part les sondes 10 et 110 reliées entre elles et servant de sonde de référence, et d'autre part la sonde 100, tandis que C représente le signal prélevé sur la sonde 10 lors de l'application d'une tension d'alimentation entre d'une part les sondes 100 et 110 reliées entre elles et servant de sonde de référence, et d'autre part la sonde 10, . UC/C, UC représentant le signal prélevé sur la sonde 100 lors de l'application d'une tension d'alimentation entre la sonde 110 et simultanément les sondes 10 et 100.

. UC/U,

. CU/U, CU représentant le signal prélevé sur la sonde 10 lors de l'application d'une tension d'alimentation entre la sonde 110 et simultanément les sondes 10 et 100, . CU/U.

A titre d'exemple non limitatif, la comparaison de la sommation des signaux UC + CU définis précédemment, au signal C défini précédemment, qui correspond au diagramme illustré sur la figure 14, permet de discriminer quatre zones : - une zone A qui correspond à une absence d'élément d'influence externe, par exemple un siège vide, - une zone B qui correspond à un environnement sans obstacle humide, par exemple un siège occupé sans obstacle humide, - une zone C qui correspond à un environnement occupé avec un obstacle humide, par exemple un siège occupé avec un obstacle humide, et - une zone D d'un environnement occupé à distance, par exemple un siège occupé avec un passager distant du siège.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à ce mode d'exploitation particulier et s'étend à toute variante conforme à son esprit.