En particulier, la présente invention trouve une application avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine de I'automobile pour permettre à un utilisateur de commander de façon « mains libres », sans avoir recours à une télécommande qu'il devrait actionner, l'ouverture automatique des serrures des portières d'un véhicule au moment où il approche de celui-ci, et notamment par exemple lorsqu'il saisit la poignée extérieure d'une portière.

On connaît actuellement plusieurs solutions pour la détection de la présence de la main d'une personne. Parmi les principales, les plus connues sont basées les unes sur la détection capacitive, à savoir, sur la variation de la capacité d'un condensateur due à son effleurement par un doigt de la personne, les autres sur des principes de détection de proximité, par exemple, par effet Doppler, par interruption d'un faisceau lumineux, par détection de chaleur, etc.

Les solutions connues exigent cependant une implémentation de circuits complexe et coûteuse et s'avèrent difficiles à mettre en oeuvre dans le domaine de I'automobile.

L'objet de la présente invention est de réaliser un dispositif de détection de présence qui soit simple et économique.

A cet effet l'invention propose un dispositif de détection de présence, caractérisé en ce qu'il comporte -des moyens de réception qui comprennent un élément formant antenne, -des moyens oscillateurs recevant en entrée le signal en sortie desdits moyens de réception, ces moyens oscillateurs comportant un étage de résonance et un étage d'amplification qui est monté en entrée dudit étage de résonance et qui assure auxdits moyens oscillateurs un gain tel que la fréquence d'oscillation du signal en sortie des moyens oscillateurs est modifiée lorsqu'au moins une partie d'un individu telle que sa main se

trouve à proximité immédiate de t'élément formant antenne des moyens de réception, -des moyens de traitement pour détecter une variation de la fréquence d'oscillation du signal en sortie des moyens oscillateurs et pour générer un signal d'information caractéristique de la détection d'une présence lorsqu'une telle variation de fréquence est détectée.

Ce dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : -t'étage d'amplification du dispositif assure à l'oscillateur un gain de l'ordre de ou supérieur à 105, pour au moins une fréquence comprise entre 100 et 500 Hz ; -une entrée de t'étage amplificateur est reliée à la sortie des moyens de réception par l'intermédiaire de premiers moyens résistifs et t'étage amplificateur comporte au moins une branche qui est montée en parallèle par rapport audits moyens résistifs et qui comprend au moins trois inverseurs logiques en cascade ; -les inverseurs logiques sont des amplificateurs formant portes logiques inverseuses, présentant un montage de type « pus-pull » en sortie ; -des deuxièmes moyens résistifs sont montés entre la sortie des moyens de réception et les trois inverseurs logiques en cascade ; -les valeurs de la résistance des premiers moyens résistifs et de la résistance des seconds moyens résistifs sont telles qu'au moins le premier inverseur logique fonctionne en mode non saturé ; -le (ou les) inverseur (s) logique (s) non saturé (s) sont suivi (s) par au moins une paire d'inverseurs logiques saturés ; -des moyens résistifs sont montés en parallèle aux bornes de chacun des inverseurs logiques en cascade ; -les moyens de traitement comportent des moyens comparateurs destinés à comparer à un seuil prédéterminé la valeur moyenne d'un signal caractéristique de la variation de fréquence du signal en sortie de t'étage amplificateur ;

-I'étage de résonance comprend des moyens inverseurs logiques placés entre t'entrée et la sortie desdits moyens oscillateurs, ainsi que des moyens capacitifs et résistifs montés en série entre la sortie desdits moyens de réception et la sortie de t'étage amplificateur ; -les moyens de traitement comprennent des moyens intégrateurs montés en sortie de t'étage amplificateur ; -lesdits moyens intégrateurs comprennent des moyens inverseurs logiques ayant une entrée reliée à t'entrée desdits moyens intégrateurs par l'intermédiaire de moyens interrupteurs unipolaires, ainsi que des moyens capacitifs montés entre t'entrée desdits moyens inverseurs logiques et une ligne de masse ; -lesdits moyens intégrateurs comprennent, de plus, des moyens résistifs de type variable placés entre t'entrée desdits cinquièmes moyens inverseurs logiques et ladite ligne de masse ; -les moyens comparateurs comprennent des moyens inverseurs logiques ayant une entrée reliée à t'entrée desdits moyens comparateurs à travers de moyens interrupteurs unipolaires, des moyens capacitifs montés entre une ligne d'alimentation et t'entrée desdits moyens inverseurs logiques, des moyens résistifs montés en série avec des moyens interrupteurs unipolaires entre t'entrée desdits moyens inverseurs logiques et la ligne de masse ; -les moyens comparateurs comportent un montage comparateur à seuil adaptatif ; -les moyens de réception comportent des moyens pour le filtrage des perturbations dues à des effets capacitifs.

L'invention concerne également un dispositif qui comprend : -des moyens pour la réception d'un champ électromagnétique intrinsèque rayonné par le corps humain, -des moyens pour amplifier et convertir le champ électromagnétique reçu sur lesdits moyens de réception, qui génèrent un signal dont au moins un paramètre est corrélé avec l'intensité dudit champ électromagnétique reçu,

-des moyens comparateurs qui reçoivent en entrée) ledit signal et qui comparent ledit paramètre à une valeur de seuil caractéristique de la détection d'une présence.

Elle concerne en outre un système de déverrouillage d'ouvrants de véhicule, notamment automobile, de type « mains libres », comportant un dispositif de détection de présence et des moyens pour l'émission d'un signal d'interrogation qui sont réveillés lorsque le dispositif détecte la présence d'un individu, ledit dispositif étant un dispositif de détection de présence du type précité.

Pour mieux comprendre la présente invention, un mode de réalisation préféré va tre décrit, donné à titre d'exemple non limitatif, et en références aux dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1a représente un schéma de circuit d'un dispositif de détection de la présence du corps humain selon la présente invention ; -la figure 1b illustre un montage à seuil adaptatif qui peut tre intégré dans un dispositif du type de celui de la figure 1 a ; -les figures 2 à 7 représentent des courbes temporelles de grandeurs électriques du dispositif de détection de la figure 1 a.

Le dispositif de détection représenté sur la figure 1a, référence par 1 dans son ensemble, comprend une ligne d'alimentation 2 qui est un potentiel de référence Vce prédéterminé ; une ligne de masse 4 ; des moyens de réception comportant principalement une antenne 6 qui est logée par exemple dans une poignée extérieure du véhicule et qui fournit sur une sortie 7 un signal de perturbation, tel que mieux décrit par la suite ; un circuit oscillateur 8 ayant une entrée 10 reliée à la sortie 7 de ('antenne 6 et une sortie 12 sur laquelle ledit oscillateur fourni un signal de type alterné ; un circuit intégrateur 14 ayant une entrée 16 reliée à la sortie 12 du circuit oscillateur 8 et une sortie 18 sur laquelle ledit circuit 14 fourni un signal d'information également de type alterné ; un circuit comparateur 20 ayant une entrée 22 reliée à la sortie 18 du circuit intégrateur 14 et une sortie 24 sur laquelle ledit circuit délivre un signal de présence de type logique révélateur du résultat de la comparaison entre le signal d'information et une valeur de seuil ; et un circuit de sortie 26 ayant une entrée 28 reliée à la

sortie 24 du circuit comparateur 20 et une sortie 30 sur laquelle ledit circuit de sortie fourni un signal de commande qui est utilisé de la façon qui est décrite plus loin de façon détaillée.

Le circuit oscillateur 8 comprend un étage de résonance 32 de type connu ayant une fréquence d'oscillation nominale prédéterminée fonction des valeurs de ses composants constitutifs et ayant une entrée 34 reliée à t'entrée 10 par une résistance 36 et une sortie reliée à la sortie 12.

Le circuit 8 comporte également un étage amplificateur de perturbation 38 monté entre t'entrée 10 et l'entrée 34 de l'étage de résonance 32, en parallèle à la résistance 36.

Cet étage amplificateur 38 a pour but d'injecter dans l'étage de résonance 32 mme le signal de perturbation fourni par t'antenne 6 afin de provoquer une excursion de la fréquence d'oscillation de l'étage de résonance 32 mme par rapport à sa valeur nominale.

Plus particulièrement, t'étage de résonance 32 comprend un inverseur logique 40 dont t'entrée est reliée à t'entrée 34 et dont la sortie est reliée à la sortie 12 ; ledit étage de résonance 32 comporte également un condensateur 42 et une résistance 44 montés en série entre t'entrée 10 et la sortie 12.

La valeur capacitive du condensateur 42 est par exemple de 15 pF, tandis que la résistance 44 a une valeur de l'ordre de 1 à 10 MQ.

L'étage amplificateur de perturbation 38 comprend trois inverseurs logiques 46,48,50. Ces trois inverseurs sont montés en cascade, la sortie de l'inverseur 46 étant reliée à t'entrée de l'inverseur 48, la sortie de l'inverseur 48 étant reliée à t'entrée de l'inverseur 50. L'entrée de l'inverseur 46 est quant à elle reliée par une résistance 52 à t'entrée 10, tandis que la sortie de l'inverseur 50 est reliée à t'entrée 34 de t'étage de résonance 32.

Les inverseurs logiques 46,48 et 50 sont-comme l'inverseur logique 40 de t'étage de résonance 32-des amplificateurs formant portes logiques inverseuses, présentant un montage « pus-pull » en sortie. Plus particulièrement, ces inverseurs logiques sont des portes logiques CD4049UB ou CD4069UB.

La résistance 52 présente quant à elle une valeur résistive de l'ordre de 1 à 10 Mn. II en est de mme de la résistance 36.

Avec un tel montage, !'étage amplificateur 38 permet d'amplifier avec un gain de 106 au moins certains signaux ayant une fréquence comprise entre 100 et 500 Hz et notamment des signaux ayant une fréquence comprise entre 150 et 300 Hz.

Du fait du montage en boucle assuré par la résistance 36 et la résistance 52, la porte logique 46 fonctionne alors non pas en tout ou rien, mais selon son mode de transition linéaire entre les deux niveaux que sa sortie peut prendre.

Les portes 48 et 50 fonctionnent quant à elles selon leurs modes saturés.

Ceci assure le gain élevé précité.

D'autres variantes de réalisation pourraient encore tre envisagées.

En particulier, le montage en cascade pourrait comporter un nombre plus important de portes logiques. Dès lors que les portes fonctionnant selon leur mode de transition sont suivies par un nombre pair de portes logiques inverseuses saturées, le gain du montage est très important.

Le circuit intégrateur 14 comprend quant à lui un inverseur logique 54, qui est également une porte logique CD4049UB ou CD4069UB.

L'entrée dudit inverseur 54 est reliée à t'entrée 12 du circuit intégrateur 14 par une diode 56, tandis que sa sortie est reliée à la sortie 18 du circuit intégrateur 14. Un condensateur 57-par exemple de 130 pF-est monté entre t'entrée de l'inverseur logique 54 et la ligne de masse 4. Une résistance 58 de type variable est montée en parallèle audit condensateur 56. Cette résistance 58 est par exemple constituée d'une résistance de 680 kn et d'une résistance de 47 kn montées en série avec une résistance de 2,2 MQ aux bornes de laquelle est montée en parallèle une résistance variable dont la valeur résistive peut varier entre 0 et 10mus2.

La diode 56 est passante de t'entrée 16 vers la porte logique 54, son anode étant reliée à t'entrée 16 du circuit intégrateur 14, tandis que sa cathode est reliée à t'entrée de l'inverseur logique 54.

Le circuit comparateur 20 comprend un inverseur logique 60, qui est identique aux inverseurs logiques 46,48,50 et 54 et dont une entrée est reliée à t'entrée 22 du circuit comparateur 20 par une diode 62. Le comparateur 20 comporte également un condensateur 64 monté entre la ligne d'alimentation 2 et t'entrée de l'inverseur logique 60, ainsi qu'une résistance 66 et une diode 68 montées en série entre t'entrée de l'inverseur logique 60 et la ligne de masse 4.

Plus particulièrement, la diode 62 est reliée par son anode à t'entrée 22 du circuit comparateur 20 et par sa cathode à t'entrée de l'inverseur logique 60. L'anode de la diode 68 est reliée, par la résistance 66, à t'entrée de l'inverseur logique 60, sa cathode étant reliée à la ligne de masse 4.

La valeur capacitive du condensateur 64 est de 100 nF, tandis que la valeur résistive de la résistance 66 est par exemple de 1 MQ.

Un tel dimensionnement, notamment du condensateur 64, permet de faire en sorte que lorsque t'étage de résonance 32 présente une fréquence d'oscillation égale à la fréquence d'oscillation nominale, t'entrée de l'inverseur logique 60 est placée à une tension prédéterminée supérieure à la tension de seuil de commutation de l'inverseur logique 60. De ce fait, le signal de présence présent sur la sortie de cet inverseur prend un niveau logique bas. La valeur de la tension de t'entrée de l'inverseur logique 60 lorsque t'étage de résonance 32 présente une fréquence d'oscillation égale à sa propre fréquence d'oscillation nominale définit, comme cela sera expliqué en détail ci-après, la valeur de seuil avec laquelle est comparé le signal d'information fourni par le circuit intégrateur 14.

Le circuit de sortie 26 comprend un transistor bipolaire 70 de type NPN ayant la borne de collecteur reliée, par une résistance 72, à la sortie 30 du circuit de sortie 26 mme, la borne d'émetteur reliée à la ligne de masse 4 et la borne de base reliée, par une résistance 74, à t'entrée 28 du circuit de sortie 26 mme.

Le circuit de sortie 26 comprend, en plus, une résistance 76 placée entre la borne de base et la borne d'émetteur du transistor bipolaire 70 et un condensateur 78 placé entre t'entrée 28 du circuit de sortie 26 et la borne d'émetteur du transistor bipolaire 70.

II a été constaté qu'avec des montages du type de celui proposé par l'invention et notamment avec un montage du type de celui décrit en référence aux figures 1 et 2, un signal de perturbation est généré dans l'étage de résonance 32 via I'antenne 6 et t'étage amplificateur 38 lorsqu'un individu se tenait à proximité immédiate de l'antenne 6, et notamment lorsqu'il disposait sa main à proximité de ladite antenne 6.

Le signal de perturbation injecté dans t'étage de résonance 32 par t'étage amplificateur de perturbation 38 écarte t'étage de résonance 32 de sa fréquence d'oscillation nominale ; le signal fourni en sortie par t'étage de résonance 32 est ensuite intégré par t'étage 14 pour générer un signal d'information relie à 1'excursion de fréquence induite par le signal de perturbation ; ce signal d'information est comparé dans t'étage 20 avec une valeur seuil ; la présence de la main de la personne est détectée lorsque ce signal d'information présente une relation prédéterminée avec la valeur de seuil susdite et, en particulier, lorsque l'excursion de fréquence induite par le signal de perturbation est supérieure ou égale à un seuil donné. L'étage 26 génère alors sur la sortie 30 un signal en conséquence.

Au contraire, lorsqu'un individu s'écarte de l'antenne 6, on constate qu'aucun signal ne vient plus perturber t'étage de résonance 32. Celui-ci génère alors sur sa propre sortie un signal alterné ayant une fréquence égale à la propre fréquence nominale. Le signal fourni au circuit comparateur 20 est alors tel que le signal sur la sortie 28 adopte un niveau logique bas. Celui-ci est révélateur de ce qu'aucun individu n'est présent à proximité de t'antenne 6.

Le signal de présence généré par le circuit comparateur 20 est donc fourni au circuit de sortie 26, lequel, en présentant une configuration inverseuse, génère sur sa propre sortie 30 un signal de commande également de type logique adoptant le niveau logique haut.

Une explication théorique du fonctionnement qui vient d'tre décrit et qui a été observé sur les montages proposés par l'invention est la suivante.

L'antenne 6 capte les rayonnements intrinsèques du corps humain, lesquels sont fortement amplifiés par t'étage 38 de l'oscillateur.

Par exemple, au moment où la main d'une personne se trouve à proximité immédiate de la poignée extérieure dans laquelle est logée t'antenne 6, par exemple, entre 3 et 5 cm de celle-ci, le champ électromagnétique intrinsèque rayonné par la main est capté par ladite antenne 6, laquelle génère en sortie un signal de perturbation qui est injecté dans l'étage de résonance 32 par l'étage amplificateur de perturbation 38.

Le signal de perturbation détermine ensuite une variation de la fréquence d'oscillation de t'étage de résonance 32 par rapport à sa valeur nominale et détermine, en particulier, une réduction de la fréquence du signal intermédiaire présent sur la sortie de t'étage de résonance 32.

L'excursion de t'étage de résonance 32 par rapport à sa fréquence d'oscillation nominale détermine une variation du signal d'information présent à la sortie du circuit intégrateur 14 et détermine, en particulier, une réduction de sa fréquence et une réduction de sa valeur moyenne.

En particulier, la valeur moyenne du signal d'information est telle qu'elle modifie la valeur de la tension à t'entrée de l'inverseur logique 60 imposée par le condensateur 64 et, en particulier, est telle qu'elle réduit la valeur de cette tension jusqu'à une valeur inférieure au seuil de commutation de l'inverseur logique 60.

Cette réduction détermine, en conséquence, une commutation du signal de présence généré par le circuit comparateur 20 du niveau logique bas à un niveau logique haut, lequel est, par conséquent, révélateur de la présence de la main de la personne.

Le signal de présence généré par le circuit comparateur 20 est ensuite fourni au circuit de sortie 26, qui génère sur sa propre sortie 30 un signal de commande adoptant le niveau logique bas.

Ce signal est ensuite utilisé dans des systèmes de déverrouillage « mains libres » pour commander t'émission par le véhicule d'un signal

radio-fréquence destiné à tre reçu par un transpondeur porté par la personne ayant mis la main sur la poignée de la portière et à déclencher l'émission par le transpondeur d'un signal radio-fréquence porteur d'un code permettant à une unité de traitement dans le véhicule d'authentifier ladite personne pour activer les moyens de verrouillage/déverrouillage des portières du véhicule. La détection par le dispositif 1 et les échanges entre le véhicule et le transpondeur se font suffisamment rapidement pour que le déverrouillage des portières intervienne de telle sorte qu'au moment où la personne autorisée à monter dans le véhicule empoigne la poignée de la portière, la serrure de celle-ci soit déjà déverrouillée.

De tels systèmes de déverrouillage « mains libres » d'ouvrants de véhicule sont par exemple du type de ceux décrits dans les demandes de brevets de la demanderesse déposées en France sous les numéros 95 12640 et 96 09166.

D'autres variantes de réalisation de l'invention sont bien entendu possibles.

Le circuit amplificateur 38 et la résistance 36 pourraient tre remplacés par tout autre circuit d'amplification permettant un gain tel que la fréquence d'oscillation du signal en sortie des moyens oscillateurs 8 est modifiée lorsque la main d'un individu ou une autre partie de celui-ci se trouve à proximité immédiate de l'antenne 6.

Préférentiellement, ce gain entre la sortie des moyens de réception que constitue l'antenne 6 et t'entrée 34 de l'étage 32 est de l'ordre de ou supérieur à 105, pour au moins une fréquence comprise entre 100 et 500 Hz. Des dispositifs présentant de tels gains ont en effet été testés et donnent entière satisfaction.

Egalement, les moyens de réception peuvent avantageusement comprendre, entre l'antenne 6 et t'entrée 10, un condensateur de 1 nF monté en série avec une résistance de 2,7 MQ. Cette résistance et ce condensateur permettent de filtrer les perturbations du dispositif de détection par effet capacitif. Ils peuvent également comporter deux diodes reliées chacune à la masse et de sens différents, qui assurent une protection électrostatique du circuit.

Par ailleurs, chaque porte logique 46,48 et 50 peut tre bouclée sur elle-mme par l'intermédiaire d'une résistance montée en parallèle par rapport à ladite porte logique. Un montage en boucle de ces différentes portes logiques permet en effet d'augmenter encore le gain en entrée de t'étage de résonance 32.

En outre, il peut tre prévu, entre t'entrée de la porte inverseuse 60 et le point commun à la diode 62, au condensateur 64 et à la résistance 66 un montage à seuil adaptatif du type de celui représenté sur la figure 1 b.

Un tel montage comporte un comparateur de tension COMP dont une entrée (en l'occurrence t'entrée non inverseuse) est reliée soit directement, soit par l'intermédiaire d'un pont diviseur (non représenté) au point précité commun à la diode 62, au condensateur 64 et à la résistance 66, tandis que son autre entrée (en l'occurrence, t'entrée inverseuse) y est reliée par l'intermédiaire d'un circuit RC.

Du fait du retard introduit par ce circuit RC, la sortie du comparateur COMP n'injectera une tension en entrée de la porte 60 que lorsque la tension au point commun précité variera brusquement.

Les figures 2 à 7 illustrent, à titre d'exemple, les courbes temporelles de quelques signaux du dispositif de détection décrit en référence à la figure 1 a.

En particulier, les figures 2 et 3 représentent la courbe temporelle des signaux présents sur la sortie de l'inverseur logique 46 de l'étage amplificateur de perturbation 38 en absence de la main et, respectivement, en présence de la main. Comme on peut le constater, le signal de perturbation injecté dans le circuit oscillateur 8 détermine une réduction de la fréquence de ce signal, ainsi qu'une distorsion de sa forme et une augmentation de I'amplitude pic à pic.

Les figures 4 et 5 représentent, au contraire, la courbe temporelle des signaux présents sur la sortie 12 du circuit oscillateur 8 en absence de la main et, respectivement, en présence de la main et, comme on peut le constater, le signal de perturbation injecté dans le circuit oscillateur 8 détermine une diminution de la fréquence d'oscillation nominale du signal

de sortie de t'étage de résonance 32 et sensiblement aucune variation de l'amplitude pic à pic de ce signal.

Les figures 6 et 7 illustrent, au contraire, les courbes temporelles des signaux présents à t'entrée de l'inverseur logique 60 du circuit intégrateur 14 en absence de la main et, respectivement, en présence de la main et, comme on peut le constater, la présence du signal de perturbation détermine une réduction de la fréquence du signal présent à t'entrée de l'inverseur logique et une augmentation de I'amplitude pic à pic, ainsi qu'une variation de la forme de ce signal et une réduction de sa valeur moyenne.

Un examen des caractéristiques du dispositif de détection 1 suivant la présente invention met en évidence les avantages que celle-ci permet d'obtenir.

Les circuits sont avant tout simples, présentent des encombrements et des coûts réduits, dans la mesure où le dispositif utilise un nombre limité de composants électroniques couramment disponibles dans le commerce et présentent des consommations de l'ordre de 150 A bien inférieures à ceux des dispositifs de détection connus.

De plus, comme décrit précédemment, le dispositif de détection 1 suivant la présente invention permet l'ouverture de la serrure du véhicule de manière automatique à I'approche de la main de la personne de la poignée extérieure du véhicule, et il n'est donc pas forcément nécessaire de doter le véhicule d'une poignée extérieure équipée d'un levier pour l'ouverture manuelle de la serrure, mais il suffit d'utiliser une poignée extérieure de type fixe, avec une réduction consécutive des coûts de fabrication du véhicule mme du fait de la simplification de la poignée.

De plus, le dispositif de détection 1 suivant la présente invention peut tre utilisé pour la détection du corps humain ou d'une partie de celui- ci pour différentes autres applications, comme, par exemple, le déblocage d'un autre automatisme quelconque du véhicule en présence d'une partie du corps humain, la détection de la présence des mains pour des raisons de prévention des accidents dans les machines-outils (presses, cisailles, etc.), la détection d'une partie du corps humain aux fins de sécurité

(contrôle d'un anti-vol du véhicule, d'un anti-vol pour oeuvres d'art, etc.), la détection du corps humain pour le contrôle d'accès, etc.

II est enfin évident que des modifications et des variantes peuvent tre apportées au dispositif et au procédé de détection décrits et illustres ici, sans pour cela sortir du cadre de protection de la présente invention.