Titre : Dispositif pour nettoyer une surface optique

La présente invention concerne un dispositif pour nettoyer un corps en contact avec une surface optique au moyen d’ondes ultrasonores.

Dans des domaines variés, il est nécessaire de s’affranchir des effets liés à l’accumulation d’un corps, notamment de gouttes de pluie, de givre ou de neige, sur une surface optique.

Il est connu de mettre en rotation des gouttes d’un liquide pour les évacuer d’une surface. Cependant, une telle technique n’est pas adaptée à des surfaces dont l’aire est supérieure à quelques centimètres carrés.

La mise en œuvre d’un champ électrique pour contrôler l’hydrophobicité d’une surface est aussi connue, par exemple de KR 2018 0086173 AL Cette technique, connue sous l’acronyme EWOD (pour « Electro Wetting On Devices » en anglais) consiste à appliquer une différence de potentiel entre deux électrodes, de sorte à polariser électriquement la surface pour changer ses propriétés de mouillage. En contrôlant la localisation de la polarisation, la goutte peut alors être déplacée. Cependant, cette technique ne peut être mise en œuvre qu’avec des matériaux particuliers et nécessite un positionnement particulièrement précis des électrodes sur toute la surface où l’on veut contrôler les propriétés de mouillage.

Il est aussi bien connu d’appliquer un effort mécanique sur le liquide, par exemple au moyen d’un essuie-glace sur un pare-brise d’un véhicule automobile. Toutefois, un essuie-glace limite le champ de vision accessible au conducteur. Il étale en outre les particules grasses déposées en surface du pare-brise. De plus, il est nécessaire de renouveler les garnitures de l’essuie-glace régulièrement.

Par ailleurs, les véhicules automobiles autonomes comportent un nombre élevé de capteurs afin de déterminer les distances et vitesses des autres véhicules présents sur la route. De tels capteurs, par exemple des lidars, sont eux aussi soumis aux intempéries et aux projections de boue et requièrent d’être nettoyés fréquemment. Cependant, un essuie-glace est inadapté au nettoyage d’une surface faiblement étendue d’un tel capteur. En outre, il est nécessaire que ces capteurs soient compacts, pour être facilement intégrés au sein du véhicule. US 2016/0170203 Al décrit un dispositif pour nettoyer une caméra montée sur un véhicule au moyen d’ondes ultrasonores.

Il existe toujours un besoin pour un dispositif permettant d’évacuer efficacement un corps, notamment liquide, hors d’une surface optique.

L’invention vise à satisfaire ce besoin et propose un dispositif comportant :

- une surface optique,

- une unité de nettoyage de la surface optique comportant au moins un transducteur d’onde couplé acoustiquement avec la surface optique, le transducteur d’onde comportant une couche piézoélectrique et des électrodes de polarité opposée au contact de la couche piézoélectrique, et étant configuré pour générer au moins une onde ultrasonore de surface ou une onde de Lamb se propageant dans la surface optique,

- la surface optique présentant au moins une région d’intérêt optique non superposée avec le transducteur d’onde, le dispositif comportant un appareil configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement à travers la région d’intérêt optique.

Le dispositif selon l’invention permet ainsi de nettoyer efficacement la surface optique au moyen de la propagation de l’onde ultrasonore de surface, de telle sorte qu’un corps, par exemple une goutte de pluie, au contact de la surface optique n’empêche pas une transmission efficace du rayonnement à travers la surface optique. Par « couche », on entend usuellement une étendue uniforme appliquée ou déposée sur une surface.

De préférence, le transducteur est disposé hors du champ optique de l’appareil. Ainsi, on limite les effets potentiels d’ombrage que peut provoquer le transducteur sur l’appareil. La captation et/ou l’émission du rayonnement à travers la surface optique est optimisée. Par « champ optique », on considère la portion de l’espace en direction de laquelle l’appareil est apte à émettre un rayonnement et/ou en provenance de laquelle il est apte à capter un rayonnement.

Le rayonnement peut être un rayonnement lumineux dans le visible et/ou dans l’infrarouge et/ou dans l’ultraviolet.

Le dispositif peut comporter une unité de traitement configurée pour analyser parmi l’ensemble du rayonnement capté par l’appareil, seulement la partie ayant traversée la région d’intérêt optique. En particulier, une telle unité d’analyse est adaptée dans une variante selon laquelle tout ou partie du transducteur est contenue dans le champ optique de l’appareil.

De préférence, le transducteur est disposé en périphérie de la surface optique. De cette façon, outre sa faible interaction avec le fonctionnement de l’appareil, le transducteur peut ainsi être aisément protégé, par exemple par un support portant la surface optique.

De préférence, le transducteur d’onde s’étend à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 10 %, voire inférieure à 5 % de la longueur de la surface optique. Par « longueur de la surface optique », on entend la distance séparant deux bords opposés de la surface optique le long d’une face de la surface optique.

De préférence, le transducteur s’étend à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 10 mm.

Le transducteur est de préférence au contact de la surface optique.

Le transducteur peut être fixé sur la surface optique de différentes façons.

En particulier, le transducteur peut se présenter sous la forme d’un foil qui est transféré sur la surface optique. Par « foil », on entend un film souple et mince, notamment présentant une épaisseur inférieure à 100 pm.

Il peut être collé sur la surface optique, notamment au moyen d’un adhésif polymérique qui en outre couple acoustiquement le transducteur à la surface optique. L’adhésif peut être réticulable par illumination au moyen d’un rayonnement ultraviolet. Il est par exemple une résine époxy. Le transducteur peut être fixé par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique et la couche piézoélectrique. La couche peut être en un métal ou en alliage à basse température de fusion, i.e. présentant une température de fusion inférieure à 200 °C, par exemple en un alliage d’indium. En variante, la couche métallique peut être en un métal ou en un alliage présentant une température de fusion supérieure à 200 °C, par exemple en un alliage d’aluminium et/ou d’or.

Un exemple de fixation par adhérence moléculaire est décrit dans « Glass-on- LiNbO heterostructure formed via a two-step plasma activated lo -temperature direct bonding method », J. Xu et al., Applied Surface Science 459 (2018) 621-629, doi : 10.1016/j.apsusc.2018.08.031. Selon une autre variante, le transducteur peut être fixé sur la surface optique au moyen d’un procédé comportant une étape de fusion d’une portion de la couche piézoélectrique et/ou d’une portion de la surface optique suivie par une étape consistant à comprimer ensemble la couche piézoélectrique et la surface optique, les portions respectives en fusion de la surface optique et de la couche piézoélectrique étant en contact l’une de l’autre. Selon une autre variante, le transducteur peut être fixé sur la surface optique au moyen d’un procédé comportant le dépôt de couches de liaison en un alliage à basse température de fusion sur une portion du transducteur et sur une portion de la surface optique respectivement, la fusion au moins partielle desdites couches de liaison, puis la compression de la couche piézoélectrique et de la surface optique, les faces des couches de liaison opposées à la surface optique et à la couche piézoélectrique étant mises en contact l’une avec l’autre au cours de la compression. Les couches de liaison peuvent être déposées par pulvérisation cathodique, ou par une technique d’ évaporation mise en œuvre dans le domaine du dépôt de couches minces.

Le transducteur peut être disposé entre la surface optique et l’appareil. Ainsi, le transducteur peut être protégé par la surface optique des intempéries et/ou des projections. De préférence, le transducteur est alors conformé pour générer une onde de Lamb de façon à atteindre la face, opposée à l’appareil et au contact de laquelle un corps, par exemple une goutte de pluie, peut être déposé.

Dans une variante, la surface optique peut être disposée entre le transducteur et l’appareil. De préférence, le transducteur est alors au contact de la face de la surface optique opposée à l’appareil. Il peut être configuré pour émettre une onde de surface ultrasonore se propageant sur cette face. En particulier, le dispositif peut comporter un cache superposé au transducteur et conformé pour définir un logement de protection du transducteur.

De préférence, la couche piézoélectrique présente une forme d’une bande qui s’étend sur une face de la surface optique. De préférence, la bande s’étend le long de et de préférence parallèlement à un bord de la surface optique.

En particulier, la couche piézoélectrique peut former un cadre entourant au moins partiellement, notamment entièrement, la région d’intérêt optique. Le contour extérieur et/ou le contour intérieur du cadre peuvent être homothétiques du contour de la face de la surface optique sur laquelle la couche piézoélectrique est disposée.

L’épaisseur de la couche piézoélectrique peut être choisie en fonction de la longueur d’onde  de l’onde de surface ultrasonore. De préférence, l’épaisseur de la couche piézoélectrique est inférieure ou égale 5 * A à, de préférence inférieure ou égale à 1,5 * A, de préférence inférieure ou égale à A, voire inférieure ou égale à 0,5 * Â, notamment pour une fréquence de l’onde ultrasonore de surface étant comprise entre 0,1 MHz et 60 MHz.

La couche piézoélectrique peut présenter une épaisseur comprise entre 1 pm et 300 pm. Elle peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 100 pm, inférieure à 50 pm, voire inférieure à 10 pm.

Le rapport de l’épaisseur de la surface optique sur l’épaisseur de la couche piézoélectrique est de préférence supérieur à 2, de préférence supérieur à 10, voire supérieur à 50.

Elle peut être déposée sur la surface optique par un procédé choisi parmi le dépôt physique en phase vapeur, le dépôt chimique en phase vapeur, la pulvérisation magnétron et la résonance cyclotronique électronique.

La couche piézoélectrique peut être en un matériau choisi dans le groupe formé par le niobate de lithium, le nitrure d’aluminium, l’oxyde de zinc, le titano-zircanate de plomb, et leurs mélanges.

La couche piézoélectrique peut être opaque à la lumière. Dans une variante, elle peut être transparente.

Par « transparent », on entend une transparence à un rayonnement lumineux dans le visible et/ou à un rayonnement dans l’infrarouge et/ou à un rayonnement dans l’ultraviolet.

Les électrodes sont de polarité opposée, c’est-à-dire qu’elles sont destinées à être alimentées électriquement par des tensions électriques de signes opposés.

Les électrodes de polarité peuvent chacune comporter un peigne comportant une branche à partir de laquelle des doigts s’étendent. De préférence, les peignes sont interdigités.

Chacun des doigts d’un peigne peut présenter une largeur égale à la longueur d’onde fondamentale de l’onde ultrasonore de surface ou de l’onde de Lamb, divisée par 4 et l’espacement entre deux doigts consécutifs d’un peigne peut être égal à la longueur d’onde fondamentale de l’onde de surface ultrasonore ou de l’onde de Lamb, divisée par 4. L’espacement entre les doigts détermine la fréquence de résonance du transducteur que l’homme du métier sait aisément déterminer. La mise sous tension électrique alternative des électrodes de polarité opposée induit une réponse mécanique du matériau piézoélectrique, qui résulte en la génération d’une onde de surface ultrasonore ou d’une onde de Lamb qui se propage dans la surface optique. Les électrodes peuvent être métalliques. Elles peuvent être en chrome, ou aluminium ou en la combinaison d’une couche d’ accroche telle que le titane et une couche conductrice telle que l’or.

En variantes, les électrodes peuvent être en un oxyde transparent conducteur, par exemple choisi parmi l’oxyde d’indium étain, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium et leurs mélanges. En particulier, le transducteur peut être transparent et être formé de telles électrodes et d’une couche piézoélectrique transparente en niobate de lithium ou en oxyde de zinc, Le transducteur peut ainsi être disposé avantageusement dans le champ optique de l’appareil, par exemple pour optimiser le nettoyage de la surface optique, sans perturber significativement le fonctionnement de l’appareil par effet d’ombrage.

Les électrodes peuvent être déposées sur la couche piézoélectrique par un procédé d’évaporation ou de pulvérisation et mises en forme par photolithographie.

Elles peuvent être imprimées, par exemple par impression jet d’encre. En particulier, elles peuvent être imprimées sur un foil, par exemple en un matériau thermoplastique souple, et être appliquées par transfert du foil sur la couche piézoélectrique.

Le transducteur peut être configuré pour émettre une onde ultrasonore de surface ou une onde de Lamb dont la fréquence fondamentale peut être comprise entre 0, 1 MHz et 1000 MHz, de préférence comprise entre 10 MHz et 100 MHz, par exemple égale à 40 MHz, et/ou l’amplitude peut être comprise entre 1 nanomètre et 500 nanomètres. L’amplitude de l’onde correspond au déplacement normal de la face de la surface optique sur laquelle se propage l’onde de surface ultrasonore. Elle peut être mesurée par interférométrie laser.

L’onde de surface ultrasonore peut être une onde de Rayleigh, lorsque la surface optique présente une épaisseur supérieure à la longueur d’onde de l’onde de surface ultrasonore. Une onde de Rayleigh est privilégiée car une proportion maximale de l’énergie de l’onde est concentrée sur la face de la surface optique sur laquelle elle se propage, et peut être transmise à un corps, par exemple une goutte de pluie, reposant sur la surface optique.

De préférence, le dispositif comporte au moins deux transducteurs, par exemple plus de cinq, voire plus de dix transducteurs.

Les transducteurs peuvent être configurés pour émettre des ondes acoustiques de surface se propageant selon des directions parallèles ou sécantes. Par exemple, le dispositif comporte au moins trois transducteurs qui sont configurés pour que les directions de propagation des ondes qu’ils sont aptes à générer s’intersectent en un lieu commun. Les transducteurs peuvent être répartis régulièrement sur le contour de la face de la surface optique sur laquelle ils sont disposés.

De préférence, les transducteurs partagent la même couche piézoélectrique. Autrement dit, les électrodes des différents transducteurs peuvent être au contact de la même couche piézoélectrique. Un tel dispositif est ainsi de fabrication aisée, par mise en œuvre successive d’une étape de dépôt de la couche piézoélectrique suivie d’une étape de dépôt des électrodes pour former les transducteurs.

La surface optique peut être autoporteuse, au sens où elle peut se déformer, notamment élastiquement, sans rompre sous son propre poids.

La face de la surface optique sur laquelle l’onde de surface ultrasonore ou l’onde de Lamb se propage peut être plane. Elle peut aussi être courbe, sous réserve que le rayon de courbure de la face soit supérieur à la longueur d’onde de l’onde de surface ultrasonore. Ladite face peut être rugueuse. Les rugosités seront de préférence inférieures à la longueur d’onde fondamentale de l’onde de surface ultrasonore, afin d’éviter qu’elles n’affectent significativement leur propagation.

La surface optique peut se présenter sous la forme d’une plaque plane, ou présentant au moins une courbure selon une direction. En particulier, elle peut être une lentille. L’épaisseur de la plaque peut être comprise entre 100 pm et 5 mm. La longueur de la plaque peut être supérieure à 1 mm, voire supérieure à 1 cm, voire même supérieure à 1 m.

Par « épaisseur de la surface optique », on considère la plus petite dimension de la surface optique mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface sur laquelle se propage l’onde ultrasonore de surface ou l’onde de Lamb.

La surface optique peut être disposée à plat par rapport à l’horizontale. En variante, elle peut être inclinée par rapport à l’horizontale d’un angle a supérieur à 10°, voire supérieur à 20°, voire supérieur à 45°, voire supérieure à 70°. Elle peut être disposée verticalement.

La surface optique est de préférence optiquement transparente, notamment à la lumière dans le visible ou à un rayonnement dans l’ultraviolet ou dans l’infrarouge.

Par ailleurs, la surface optique peut comporter un revêtement monocouche ou multicouche qui recouvre une face de la portion acoustiquement conductrice. Le revêtement peut notamment comporter une couche hydrophobe, une couche antireflet ou un empilement de ces couches. Par exemple la couche hydrophobe est constituée de monocouches auto-assemblées d’OTS ou peut résulter d’un dépôt d’un plasma à base de fluor. Le revêtement peut comporter une ou plusieurs couches antireflets en fonction de l’application visée (Visible, IR, . . .).

Le transducteur peut être au contact de la portion acoustiquement conductrice et la couche hydrophobe peut recouvrir entièrement le transducteur, afin de le protéger d’un contact avec de l’eau. Dans une variante, le revêtement est disposé entre le transducteur et la portion acoustiquement conductrice.

De préférence, la surface optique comporte une portion acoustiquement conductrice, le transducteur étant couplé acoustiquement à, et de préférence au contact de, la portion acoustiquement conductrice.

La portion acoustiquement conductrice est de préférence transparente.

La portion acoustiquement conductrice présente de préférence une longueur d’atténuation supérieure à la longueur de la surface optique, voire supérieure à 10 fois la longueur de la surface optique, voire même supérieure à 100 fois la longueur de la surface optique.

La portion acoustiquement conductrice peut être en tout matériau apte à propager une onde de surface ultrasonore ou une onde de Lamb. De préférence, elle est en un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à 1 MPa, par exemple supérieur à 10 MPa, voire supérieur à 100 MPa, voire même supérieur à 1000 MPa, voire encore supérieur à 10000 MPa. Un matériau présentant un tel module d’élasticité présente une rigidité particulièrement adaptée à la propagation d’une onde de surface ultrasonore ou d’une onde de Lamb.

De préférence, la portion acoustiquement conductrice est en un verre ou en poly(méthacrylate de méthyle), aussi connu sous la référence commerciale de plexiglas®.

La surface optique peut consister en la portion acoustiquement conductrice.

Dans une variante, la surface optique peut comporter une portion acoustiquement isolante, c’est-à-dire absorbant l’onde ultrasonore de surface ou l’onde de Lamb sur une distance inférieure à la longueur de la surface optique, voire inférieure à 0,1 fois la longueur de la surface optique. La portion acoustiquement isolante est de préférence superposée, notamment intégralement, à la portion acoustiquement conductrice. La portion acoustiquement isolante peut recouvrir intégralement la portion acoustiquement conductrice. De préférence, la portion acoustiquement isolante est en polycarbonate. D’autres matériaux caoutchoutiques ou plastiques peuvent être envisagés.

La portion acoustiquement isolante est de préférence transparente.

En particulier, la portion acoustiquement isolante et la portion acoustiquement conductrice peuvent être empilées l’une sur l’autre, et de préférence au contact l’une de l’autre. En particulier, la portion acoustiquement conductrice peut présenter une épaisseur au moins cinq fois inférieure à l’épaisseur de la portion acoustiquement isolante. Ainsi, la portion acoustiquement isolante peut conférer une résistance mécanique à la surface optique tandis que la portion acoustiquement conductrice permet d’assurer la fonction de nettoyage par le transport de l’onde ultrasonore.

La portion acoustiquement conductrice peut être montée de manière amovible sur la portion acoustiquement isolante. Ainsi, il est possible de remplacer facilement l’une des dites portions lorsqu’elle est endommagée, par exemple suite à un contact avec un corps solide, par exemple un caillou lors d’un mouvement du dispositif.

En particulier, la portion acoustiquement conductrice peut être collée sur la portion acoustiquement isolante au moyen d’un adhésif réversible.

L’appareil est configuré pour capter et/ou émettre un rayonnement. A cette fin, il comporte un capteur et/ou un émetteur du rayonnement.

En particulier, l’appareil peut être choisi parmi un appareil de télédétection optique, par exemple un lidar, un appareil photographique, une caméra, un radar, un capteur infrarouge et un télémètre à ultrasons.

La surface optique peut être superposée au capteur et/ou à l’émetteur, notamment afin de protéger le capteur. De préférence, la surface optique est à distance du capteur et/ou de l’émetteur.

Elle peut être une lentille destinée à dévier le rayonnement en direction du capteur ou en provenance de l’émetteur.

En variante, elle peut être un organe de protection optique, par exemple pour protéger le capteur et/ou l’émetteur. Un « organe de protection optique » est tel qu’il ne dévie pas le trajet optique d’un rayonnement qui le traverse.

En particulier, l’appareil comporte la surface optique qui est une lentille ou la surface optique est un organe de protection de l’appareil. Le dispositif peut être un véhicule automobile et l’appareil est configuré pour acquérir une grandeur choisie parmi la distance entre le véhicule et un objet, la vitesse du véhicule, le positionnement du véhicule par rapport à une voie de circulation, ainsi que toute information complémentaire telle que la nature du véhicule (camion, vélo...) ou la nature d’objets (civils, animaux...).

En variante, la surface optique peut être un substrat d’un laboratoire sur puce, notamment destiné à des applications microfluidiques.

La surface optique peut être une paroi exposée à la condensation d’un liquide pouvant solidifier, par exemple un vitrage d’un bâtiment.

Le dispositif, notamment l’appareil, peut comporter un boitier dans lequel le capteur et/ou l’émetteur sont logés et la surface optique peut être montée de manière amovible sur le boîtier. En particulier, la surface optique peut être fixée sur le boitier de manière à obturer hermétiquement le boitier, afin de protéger le capteur et/ou l’émetteur. Notamment, la surface optique peut être fixée sur une monture, qui peut être vissée sur le boitier. Ainsi, la surface optique peut aisément être remplacée si elle vient à être endommagée.

Par ailleurs, l’unité de nettoyage peut comporter un générateur électrique pour alimenter électriquement le transducteur, de telle sorte que le transducteur convertisse le signal d’alimentation électrique en une onde ultrasonore de surface ou en une onde de Lamb.

L’invention concerne encore l’utilisation d’un dispositif selon l’invention, pour évacuer un corps au contact de la surface optique hors de la région d’intérêt optique.

L’utilisation peut comporter l’alimentation électrique de l’unité de nettoyage pour fondre le corps lorsque le corps est à l’état solide, et/ou maintenir le corps à l’état liquide lorsque la température de la surface optique est inférieure à la température de solidification du corps.

Le corps à l’état liquide peut se présenter sous la forme d’au moins une goutte ou d’au moins un film. L’énergie de l’onde ultrasonore de surface peut être suffisante pour induire le déplacement du corps à l’état liquide sur la face de la surface optique. Le corps peut être aqueux, notamment est de l’eau de pluie ou l’eau de rosée. La température de la surface optique peut être inférieure à 0°C. Le corps est par exemple un givre ou de la neige.

L’invention concerne enfin un véhicule, de préférence automatisé, ou un organe d’un tel véhicule comportant un dispositif selon l’invention. Par véhicule automatisé, on entend un véhicule dont la conduite sur route ouverte peut être assurée sans l’intervention d’un conducteur humain. Le véhicule est de préférence un véhicule automobile, notamment une voiture ou un camion.

Un organe d’un tel véhicule peut être choisi parmi un module de phare d’éclairage, un système contenant un ensemble de différents capteurs aussi dénommé « pod », au moins une vitre latérale, une lunette avant ou une lunette arrière et une unité d’aide à la conduite.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

[Fig. 1] la figure 1 représente de manière schématique, et en coupe transversale, un exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 2] la figure 2 représente de manière schématique, un autre exemple de dispositif,

[Fig. 3] la figure 3 représente schématiquement en vue de face, une partie d’un exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 4] la figure 4 représente schématiquement en vue de face, une partie d’un autre exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 5] la figure 5 représente schématiquement et en coupe transversale, une partie d’un exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 6] la figure 6 représente schématiquement et en coupe transversale, une partie d’un autre exemple de dispositif selon l’invention, et

[Fig. 7] la figure 7 représente de manière schématique, et en coupe transversale, un exemple de dispositif selon l’invention.

Les éléments constitutifs du dessin n’ont pas toujours été représentés à l’échelle par souci de clarté.

On a illustré sur la figure 1 un premier exemple de dispositif 5 selon l’invention.

Le dispositif comporte une surface optique 10, une unité de nettoyage 15 de la surface optique et un appareil 20.

L’appareil 20 comporte un capteur 25 pour capter un rayonnement R et une lentille 30 pour orienter le rayonnement R vers le capteur. En variante ou de manière additionnelle, il peut comporter un émetteur pour émettre un rayonnement. Par exemple, l’appareil comporte un lidar qui est configuré pour émettre un rayonnement laser et capter en retour la partie réfléchie par un objet de ce rayonnement laser.

Par ailleurs, la lentille 30 est optionnelle. Dans un exemple de réalisation non représenté, l’appareil en est exempt.

L’appareil définit un champ optique Co qui correspond à la portion de l’espace en provenance de laquelle il est apte à acquérir un rayonnement. Hors de ce champ optique, même si le rayonnement peut atteindre le capteur, ce dernier n’est pas apte à l’acquérir.

La surface optique 10 recouvre intégralement le capteur 25 et est ainsi un organe de protection 35 de l’appareil. Par exemple, le dispositif est monté sur un véhicule automobile qui peut se déplacer selon une direction X, la surface optique forme une barrière contre les corps 40, tels que des poussières, des particules de boue et des gouttes de pluie qui entrent en contact avec la face 45 de la surface optique opposée au capteur.

Par ailleurs, la surface optique est transparente au rayonnement reçu par le capteur. La surface optique est par exemple en verre. Toutefois, elle peut être en un matériau opaque à un rayonnement dans le visible mais transparent aux longueurs d’onde du rayonnement que le capteur est apte à acquérir.

Dans l’exemple illustré, la surface optique se présente sous la forme d’un disque dont l’épaisseur e _p est par exemple comprise entre 0,5 mm et 5 mm. Dans une variante, la surface optique peut être courbée, et par exemple présenter une forme d’une lentille.

Le dispositif peut comporter, comme illustré, un boitier 50 qui définit une chambre 55 logeant le capteur. La chambre 55 peut notamment être délimitée par une paroi pleine 60 du boitier et par la surface optique 10, de telle sorte à être étanche à l’air et à l’eau. Le capteur est ainsi protégé des intempéries.

En particulier, la surface optique peut obturer le boitier. Par exemple, la surface optique est montée sur une bague 65, qui est vissée sur le boitier 50.

La surface optique est ainsi amovible, ce qui permet son remplacement simple lorsque par exemple elle a été endommagée par un projectile.

L’unité de nettoyage 15 de la surface optique comporte deux transducteurs 70 qui sont disposés au contact de la surface optique et qui sont couplés acoustiquement avec la surface optique. L’unité de nettoyage comporte en outre un générateur de courant 75 pour alimenter électriquement les transducteurs. Le nombre de transducteurs n’est pas limitatif. Notamment, le dispositif peut comporter un unique transducteur. Les transducteurs comportent par ailleurs chacun une couche piézoélectrique 80 et des électrodes 85 de polarité opposée disposées sur la couche piézoélectrique. De tels transducteurs en couche permettent ainsi la fabrication de dispositif particulièrement compacts. Ils peuvent en outre être aisément disposés sur des surfaces optiques courbées.

Les transducteurs peuvent chacun générer une onde ultrasonore de surface Ws ou une onde de Lamb Wi.qui se propage dans la surface optique. Dans l’exemple illustré sur la figure 1, les transducteurs sont disposés sur la face 90 de la surface optique opposée à la face à nettoyer 45. Ils sont de préférence configurés pour générer une onde de Lamb qui atteint la face à nettoyer 45.

Par ailleurs, les transducteurs délimitent une région d’intérêt optique 100 qui est non superposée avec les transducteurs.

De préférence, une partie de la région d’intérêt optique est contenue dans le champ optique de l’appareil. Autrement dit, les transducteurs sont disposés hors du champ optique de l’appareil, de telle sorte qu’ils n’interfèrent sensiblement pas avec le rayonnement traversant la région d’intérêt optique et qui est capté par le capteur.

Afin de réduire l’encombrement, comme illustré sur la figure 1, les transducteurs sont de préférence disposés sur la périphérie de la surface optique. Ainsi, il est possible de maximiser l’aire de la région d’intérêt optique en déportant les transducteurs en périphérie. Les transducteurs d’onde peuvent notamment s’étendre chacun à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 10 %, voire inférieure à 5 % de la longueur de la surface optique.

Dans l’exemple illustré, les transducteurs s’étendent sur la face 90 directement à partir du bord 105.

Le dispositif de la figure 2 diffère de celui illustré sur la figure 1 en ce que les transducteurs 70 sont disposés sur la face à nettoyer 45 de la surface optique 10 qui est opposée à la face 90 en regard du capteur 25.

Les transducteurs sont de préférence configurés pour générer une onde de surface ultrasonore Ws se propageant le long de la face à nettoyer 45 afin de déplacer un corps en contact avec ladite face.

Comme cela est illustré, de manière optionnelle, le boitier 50 présente un épaulement 115 qui forme un cache et recouvre les transducteurs 70, de façon à les protéger des intempéries. La figure 3 illustre une partie d’un dispositif 5 selon l’invention selon une vue perpendiculaire à une des faces 45, 90 de la surface optique.

Deux transducteurs sont disposés au contact de l’une des faces de la surface optique. Ils comportent chacun une couche piézoélectrique 80 qui est au contact de la surface optique et qui s’étend en bande B entre deux bords opposés 120 et parallèlement à un troisième bord 125 qui relie ces deux bords opposés. Des électrodes 85 de polarité opposée et comportant des peignes interdigitées sont disposées sur la couche piézoélectrique, et sont agencées de telle sorte à générer une onde ultrasonore de Lamb WL OU de surface Ws qui se propage dans la région d’intérêt optique, afin de nettoyer les corps 40 déposés sur celles-ci.

La portion du dispositif représenté sur la figure 4 diffère de celui illustré sur la figure 3 en ce que les transducteurs 70 partagent une même couche piézoélectrique 80 qui délimite un cadre 130 entourant la région d’intérêt optique 100. Le cadre est par exemple rectangulaire. Il présente un contour extérieur 135 qui est confondu avec le contour de la face de la surface optique sur laquelle la couche piézoélectrique est déposée. En outre, le dispositif peut comporter un nombre plus élevé de transducteurs, disposés par exemple de manière régulière autour du cadre. Pour faciliter la fabrication d’un tel dispositif, les électrodes 85 peuvent être imprimées sur la couche piézoélectrique. Un agencement des transducteurs tel que décrit sur les figures 3 et 4 peut bien évidemment être mis en œuvre dans les exemples illustrés sur les figures 1, 2 et 7.

La figure 5 illustre une vue en coupe d’une partie du dispositif de la figure 3. La surface optique 10 comporte une portion acoustiquement conductrice 150, par exemple faite de verre, et un revêtement 155 recouvrant intégralement une face 160 de la portion acoustiquement conductrice, et constitué par l’empilement d’une couche antireflet 165 et d’une couche hydrophobe 170, afin par exemple d’empêcher des gouttes de pluie de s’étaler sur la surface optique et pour faciliter leur évacuation. Le transducteur 70 est disposé au contact du revêtement à l’opposé de la portion acoustiquement conductrice. Le revêtement présente de préférence une épaisseur suffisamment faible au regard de la longueur d’onde de l’onde de surface générée par le transducteur. Ainsi, la portion acoustiquement conductrice et le transducteur sont couplés acoustiquement.

Le dispositif illustré sur la figure 6 diffère de celui illustré sur la figure 5 en ce que le transducteur 70 est pris en sandwich entre la couche hydrophobe 170 et la portion acoustiquement conductrice 150. Ainsi la couche hydrophobe protège le transducteur. Enfin, la figure 7 illustre encore un exemple de réalisation d’un dispositif 5 selon l’invention. Il diffère de l’exemple de la figure 2 en ce que la surface optique est une lentille 178 comportant une portion acoustiquement conductrice 150 et une portion acoustiquement isolante 180 empilées l’une sur l’autre.

Outre son aptitude à modifier le trajet d’un rayonnement la traversant, la lentille 178 protège en outre le capteur 25.

Par ailleurs, la portion acoustiquement isolante est par exemple plus épaisse que la portion acoustiquement isolante et peut supporter mécaniquement la portion acoustiquement conductrice. Le transducteur est couplé acoustiquement à la portion acoustiquement conductrice.

La portion acoustiquement conductrice peut être montée de manière amovible, par exemple au moyen d’une couche d’adhésif réversible disposée entre les faces en regard de la portion acoustiquement isolante et de la portion acoustiquement conductrice. Ainsi, la portion acoustiquement isolante peut aisément être remplacée.

La portion acoustiquement conductrice 150 est disposée à l’opposé du capteur 25 par rapport à la portion acoustiquement isolante 180. Ainsi, l’unité de nettoyage peut nettoyer la face 45 de la portion acoustiquement conductrice sur laquelle des corps 40, par exemple des gouttes de pluie peuvent s’accumuler.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation de l’invention présentés à titre illustratif et non limitatifs.