FR3166332A3 - Vitrage de véhicule et dispositif optique pour LIDAR - Google Patents

Vitrage de véhicule et dispositif optique pour LIDAR

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FR3166332A3 FR2409873A FR2409873A FR3166332A3 FR 3166332 A3 FR3166332 A3 FR 3166332A3 FR 2409873 A FR2409873 A FR 2409873A FR 2409873 A FR2409873 A FR 2409873A FR 3166332 A3 FR3166332 A3 FR 3166332A3
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Jean - Baptiste LAUDEREAU
Tatiana SEVERIN - FABIANI
Yvan SORTAIS
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Saint Gobain Glass France SAS
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Abstract

La présente invention concerne un système de vitrage comprenant un vitrage (100) de véhicule, le vitrage présentant une fenêtre (111) de transmission dans un domaine proche infrarouge et un dispositif optique. Selon l’invention, le dispositif optique comporte une lentille divergente (20) présentant une première surface (21) et une deuxième surface (22), la lentille divergente (20) présentant un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 dans un plan caractéristique et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 dans un plan perpendiculaire au plan caractéristique, le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Vitrage de véhicule et dispositif optique pour LIDAR
La présente invention concerne de manière générale des vitrages de véhicules associés à un lidar placé dans l’habitacle.
La télédétection par laser (LIDAR ou lidar), acronyme de l'expression en langue anglaise « light detection and ranging » ou « laser detection and ranging » (soit en français « détection et estimation de la distance par la lumière » ou « par laser ») est envisagée pour les véhicules routiers notamment autonomes pour améliorer la sécurité.
Récemment, il a été proposé de placer un lidar derrière le pare-brise d’un véhicule routier, afin de protéger le lidar des conditions extérieures. Toutefois, cette disposition du lidar derrière un pare-brise, notamment un pare-brise incliné pose plusieurs difficultés. Le lidar est généralement installé dans la partie supérieure de l’habitacle (zone haute du parebrise) pour que les faisceaux émis et reçus par le lidar traversent le vitrage dans une zone proche du bord longitudinal supérieur du vitrage. D’une part, le lidar présente un encombrement important et doit être placé de façon à ne pas gêner à la vision du conducteur. D’autre part, le lidar génère un faisceau d’émission proche infrarouge dans un champ de vue ayant une ouverture angulaire verticale et horizontale. La projection du faisceau d’émission sur le vitrage requiert de réserver une zone du vitrage pour la transmission de ce faisceau d’émission proche infrarouge (dite fenêtre de transmission proche infrarouge).
En pratique, le constructeur du LIDAR prévoit que le faisceau émis par le lidar présente un champ de vue vertical donné autour d’une direction médiane de pointé.
On connaît du document WO2023/274854 un vitrage comprenant un lidar orienté vers la face intérieure du vitrage incliné d’un véhicule routier et un prisme placé sur la face interne du vitrage, pour augmenter l’ouverture verticale du champ de vue du lidar à l’extérieur du véhicule. Toutefois, ce prisme permet certes ajuster l’ouverture angulaire en sortie du vitrage que dans la direction verticale mais altère la section du champ de vue en sortie du vitrage.
Il est souhaitable de proposer un vitrage alternatif sans l’inconvénient précité et même en réduisant encore l’étendue spatiale (l’empreinte) du faisceau de référence du lidar sur le vitrage.
La présente invention propose un système de vitrage comprenant un vitrage de véhicule, notamment routier, le vitrage, en particulier pare-brise, notamment bombé, le vitrage comprenant : une première feuille de verre (notamment claire) destinée à former le vitrage extérieur avec une première face principale externe et une deuxième face principale orientée vers l’habitacle, et, lorsque le vitrage est feuilleté, comprenant une deuxième feuille de verre destinée à former le vitrage intérieur avec une troisième face principale orientée vers la deuxième face principale et une quatrième face principale orientée vers l’habitacle, et un intercalaire de feuilletage en matière polymère (notamment polyvinylbutyral PVB ou copolymère éthylène/acétate de vinyle EVA ou polyuréthane thermoplastique TPU) disposé entre la deuxième face principale interne et la troisième face principale, notamment le vitrage étant destiné à former un angle d’inclinaison (β) inférieur à 90 degrés et même d’au plus 60 ou 50 degrés, avec un axe horizontal (Z) (dans un plan caractéristique du vitrage) dans le véhicule, notamment le vitrage présentant un bord longitudinal supérieur et un bord longitudinal inférieur.
Le système de vitrage présente une fenêtre de transmission proche infrarouge à une longueur d’onde de travail LB1 dans un domaine proche infrarouge notamment domaine allant de 800nm à 1800nm, en particulier de 850nm à 1600nm, notamment 905±30nm, 940±30nm,1310±30nm, 1550±30nm, (la fenêtre de transmission proche infrarouge étant apte à recevoir un faisceau d’émission à ladite longueur d’onde de travail issu d’un lidar destiné à être disposé dans l’habitacle du véhicule).
En particulier, le faisceau d’émission a, en sortie du lidar, une direction médiane de pointé et s’étend sur un champ de vue source d’ouverture angulaire verticale VFOV1 déterminée dans un plan caractéristique du vitrage, le plan caractéristique comprenant une normale au vitrage et un axe vertical (Y) dans le véhicule et d’ouverture angulaire horizontale HFOV1 déterminée dans un plan perpendiculaire au plan caractéristique, le plan perpendiculaire comprenant la direction médiane de pointé et un axe horizontal (X) transverse à la direction médiane de pointé.
Le système de vitrage comporte aussi un dispositif optique transparent à la longueur d’onde de travail LB1 destiné à fournir un champ de vue externe (notamment après la fenêtre de transmission proche infrarouge).
Le dispositif optique comporte une lentille divergente, la lentille divergente présentant une première surface, dite surface arrière (face A), et une deuxième surface, dite surface avant (face B) orientée vers l’extérieur, opposée à la première surface, au moins une desdites première surface et deuxième surface étant concave et de préférence non réglée, la lentille divergente présentant un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un premier plan de référence traversant la lentille divergente (notamment colinéaire à la direction médiane de pointé) et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un deuxième plan de référence traversant la lentille divergente et perpendiculaire au premier plan de référence (et notamment colinéaire à la direction médiane de pointé), le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire et de préférence le deuxième grandissement angulaire étant supérieur au premier grandissement angulaire.
En sortie de la lentille divergente, le faisceau d’émission lidar a un champ de vue externe d’ouverture angulaire verticale VFOV2 et d’ouverture angulaire horizontale VFOV2.
Avantageusement, la lentille divergente est disposée et configurée pour que le faisceau d’émission en sortie du système ait un champ de vue externe d’ouverture angulaire verticale VFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire verticale VFOV1 du champ de vue source et pour que le faisceau d’émission en sortie du système ait un champ de vue externe d’ouverture angulaire horizontale HFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 du champ de vue source.
La lentille divergente est (fonctionne) de préférence en espace libre (à l’air).
La lentille est notamment disposée tout ou partie à l’extérieur de l’habitacle.
Dans une réalisation, la surface avant est disposée affleurante ou en saillie de la première face principale, et en particulier la lentille divergente est tout ou partie extérieure au vitrage extérieur avec une éventuelle lame transparente espacée de la surface avant (formant une protection).
La lentille divergente est de préférence monobloc. La lentille divergente est par exemple formée dans l’un des matériaux suivants : PMMA (polyméthacrylate de méthyle), verre de préférence extraclair, PC (polycarbonate), PU (polyuréthane), ou tout autre matériau minéral ou organique connu de l'homme du métier pour son utilisation dans les lentilles optiques. La lentille divergente a par exemple une épaisseur au centre comprise entre 1 cm et 4 cm.
Dans tous les cas, la première surface de la lentille divergente est disposée de façon à recevoir le faisceau d’émission sur tout le champ de vue source, c’est-à-dire sur l’ouverture angulaire verticale VFOV1 et sur l’ouverture angulaire horizontale interne HFOV1. A cet effet, la première surface (un vertex) est située à une distance, notée d1, de la source de lumière (réelle ou virtuelle). La distance d1 est en général comprise entre 50 mm et 300 mm, par exemple de 210 mm. Et la deuxième surface (un vertex), ou surface avant, est située à une distance, notée d2, de la première face principale du vitrage, en saillie de la première face principale du vitrage. La distance d2 est en général comprise entre 0 mm et 200 mm, par exemple de 110 mm.
Le lidar est disposé de préférence entièrement dans l’habitacle (côté intérieur du vitrage). Eventuellement, le lidar est disposé partiellement dans un trou partiel du vitrage (de la deuxième feuille) ou dans un trou traversant du vitrage notamment feuilleté.
A l’inverse du prisme qui procure un grandissement unique, la lentille divergente permet d’augmenter indépendamment l’ouverture angulaire verticale et l’ouverture angulaire horizontale du faisceau lidar en sortie du vitrage tout en conservant sensiblement la forme de la section (notamment inscrite dans un rectangle) du champ de vue en sortie du vitrage. Un tel système de vitrage permet d’augmenter l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 du champ de vue externe du faisceau d’émission par rapport à l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 du champ de vue source. Et un tel système de vitrage permet aussi d’augmenter l’ouverture angulaire verticale VFOV2 du champ de vue externe du faisceau d’émission par rapport à l’ouverture angulaire verticale VFOV1 du champ de vue source. L’étendue spatiale (l’empreinte) du faisceau de référence du lidar sur le vitrage (et donc la taille de l’épargne nécessaire sur une couche de masquage périphérique) peut ainsi être limitée tant en largeur (horizontalement) qu’en hauteur (verticalement).
En particulier, le système de vitrage avec lentille divergente permet d’obtenir un faisceau d’émission ayant une répartition d’intensité uniforme sur un champ de vue de forme à peu près rectangulaire en sortie du système de vitrage.
De façon avantageuse, un tel système de vitrage permet aussi de modifier la direction médiane de pointé en sortie du vitrage par rapport à la direction médiane de pointé en entrée du dispositif optique.
Le système de vitrage permet notamment d’augmenter l’ouverture angulaire verticale du champ de vue source sans augmenter ou même en réduisant l’empreinte de faisceau du lidar sur le vitrage. De cette manière, il est possible d’utiliser un lidar ayant une ouverture de champ source relativement étroite tout en ayant une ouverture angulaire en sortie du système de vitrage suffisamment élevée. De plus, le système de vitrage avec la lentille divergente permet de modifier l’inclinaison du faisceau lidar incident sur la face interne du vitrage et ainsi de réduire l’encombrement du lidar à l’intérieur de l’habitacle du véhicule.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système de vitrage conforme à l’invention (et plus largement des caractéristiques de la lentille divergente selon l’invention pour le système du vitrage et/ou du lidar), prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes.
La lentille divergente de préférence opère en espace libre dans l’air et même la lentille divergente étant mécaniquement lié au vitrage, (la lentille divergente comportant un éventuel revêtement fonctionnel conforme notamment protecteur ou antireflet). En particulier, la lentille divergente est par exemple mécaniquement liée au vitrage (y compris à un platine dans un trou du vitrage) en périphérie des surfaces avant et arrière (faces libres) de la lentille par exemple au moins par une face latérale : face supérieure et/ou inférieure etc.
La lentille divergente peut présenter des faces latérales préférentiellement planes : une face supérieure, une face inférieure et deux faces perpendiculaires à la face supérieure à la face inférieure. L’une au mois des faces latérales permet par exemple de placer la lentille divergente dans une monture opto-mécanique et de l’aligner par rapport au plan de référence du lidar et/ou au plan caractéristique du vitrage. Par exemple la face supérieure et/ou la face inférieure et/ou deux autres faces latérales sont planes.
La lentille divergente peut présenter des faces latérales notamment planes comportant une face supérieure, une face inférieure. En particulier le premier plan de référence passe par la face supérieure et la face inférieure (notamment est un plan vertical et/ou est un plan de symétrie de la lentille) et même les faces inférieure et supérieure sont horizontales.
En particulier la lentille divergente est en vis à vis d’une partie haute et même centrale du vitrage, notamment pare-brise.
Pour un meilleur fonctionnement optique, la lentille divergente présente des surfaces avant et arrière qui ont des faces libres donc à l’air, espacées du vitrage plutôt que liées (collées) au vitrage.
La surface avant de la lentille divergente peut être nue (donc former directement la face libre) ou présente une couche fonctionnelle (mono ou multicouches) comme un revêtement (dépôt conforme de préférence) ou un film (adhésivé etc) dont la surface externe forme la face libre. La surface arrière de la lentille divergente peut être nue (donc former directement la face libre) ou présente une couche fonctionnelle (mono ou multicouches) comme un revêtement fonctionnel (dépôt conforme de préférence) ou un film (adhésivé etc) dont la surface externe forme la face libre.
En particulier, la lentille divergente comporte sur la surface avant (présentant une face libre) et/ou sur la surface arrière (présentant une face libre) un traitement de surface ou une couche fonctionnelle formant élément antireflet ou étant une couche hydrophobe, par exemple à base de composé fluoré, ou antisalissures ou formant une couche dure (« hardcoat » en anglais), par exemple couche DLC, à base de carbone amorphe, (ou « diamond like carbon » en anglais) -présentant une dureté élevée- notamment d’épaisseur d’au moins 10 nm ou 20 nm et de préférence de 50 nm à 300 nm et même d’au-plus 100 nm.
De préférence, la lentille divergente comporte un traitement antireflet ou une couche antireflet (mono ou multicouche) sur la première surface (face A) et/ou sur la deuxième surface (face B).
Le traitement antireflet (de type revêtement voire structuration) peut être apporté par différentes technologies telles que : dépôt par voie liquide, en particulier sous forme sol-gel, couche macroporeuse notamment de silice poreuse ; dépôt par voie PVD (pour « Physical Vapor Deposition » en anglais ou dépôt physique en phase vapeur), par exemple couche, notamment de silice, déposée par magnétron ; revêtement par plasma ;microstructuration, etc. Dans le cas d’une (première ou deuxième) surface courbe, on privilégie un revêtement par plasma car cette technique permet un dépôt sur 3D, de qualité optique, sur un élément de petite taille.
Dans le cas d’une couche macroporeuse de silicium ou couche de silice poreuse on préfère un indice optique de réfaction n = 1.3 et une épaisseur d’environ 170 nm pour une longueur d’onde de travail LB1 de 905 nm et une épaisseur d’environ 270 nm pour une longueur d’onde de travail LB1 de 1550 nm.
Dans le cas d’une surface courbe, on privilégie un revêtement par plasma car : dépôt sur 3D, de qualité optique, sur élément de petite taille.
De préférence, la lentille divergente comporte une couche dure (hardcoat en anglais) sur la surface avant en particulier lorsqu’elle est exposée à l’extérieur.
La lentille divergente a par exemple une transmission à la longueur d’onde LB1 d’au moins 75%, 80% ou 85%.
La lentille divergente présente de préférence dans le premier plan de référence, une hauteur centimétrique, et dans le plan perpendiculaire au premier plan de référence une dimension centimétrique, et même une épaisseur centimétrique.
En particulier, le premier grandissement angulaire en valeur absolue est inférieur au deuxième grandissement angulaire et de préférence le deuxième grandissement angulaire est supérieur strictement à 2 et même à 5 ou 10.
De préférence, la surface arrière (première surface) est concave et de classe C2, la surface arrière étant deux fois dérivable et de dérivées continues et éventuellement la surface avant (deuxième surface) est concave et de classe C2, la surface avant étant deux fois dérivables et de dérivées continues.
Avantageusement, le deuxième grandissement angulaire est supérieur à 2.0 et même à 5 ou 10 en valeur absolue et même le premier grandissement angulaire est supérieur à 2.0 en valeur absolue.
De préférence, la lentille divergente présente un axe optique, un premier plan de symétrie de la lentille divergente passant par l’axe optique (qui est de préférence le premier plan de référence) et un deuxième plan de symétrie de la lentille divergente passant par l’axe optique et étant perpendiculaire au premier plan de symétrie qui est de préférence le deuxième plan de référence). En particulier, le premier plan de symétrie de la lentille divergente est disposé dans le plan caractéristique du vitrage. Par exemple
En particulier, au moins une surface parmi la première surface (surface arrière) et la deuxième surface (surface avant) de la lentille divergente est concave.
Dans un mode de réalisation particulier, la première surface (surface arrière) est concave et la deuxième surface (surface avant) est plane.
En particulier, au moins une desdites première surface et deuxième surface est une surface définie par une équation polynômiale de degré N supérieur ou égal à trois, où N est un nombre entier, l’équation polynômiale décrivant la première surface ou la deuxième surface s’écrivant selon la formule mathématique suivante :
où x, y et z représentent des coordonnées cartésiennes exprimées en mm dans un repère orthonormé (OiX, OiY, OiZ), l’axe OiZ étant parallèle à l’axe optique de la lentille divergente, le point Oide coordonnées (0, 0, 0) étant situé à l’intersection de la surface i considérée et de l’axe optique de la lentille divergente, p et q étant des variables entières allant de 0 à N, et apqétant le coefficient d’ordre p en x et d’ordre q en y, chaque coefficient apqétant exprimé en mm, et oùsont sans unité, avec R0 valant 30 mm et R étant compris entre 10 mm et 60 mm.
En particulier, au moins une desdites première surface et deuxième surface est une surface définie par une équation polynômiale de degré supérieur ou égal à quatre dans laquelle les coefficients d’ordre impair sont tous nuls. Le fait que les coefficients d’ordre impairs sont tous nuls confère une symétrie de ladite surface. En particulier, la lentille divergente présente un axe optique, le premier plan de référence est un premier plan de symétrie de la lentille passant par l’axe optique et la lentille divergente présente un deuxième plan de symétrie passant par l’axe optique et perpendiculaire au premier plan de symétrie.
Dans un exemple particulier de réalisation, la première surface (face A, surface arrière) est une surface définie par l’équation polynômiale de degré huit suivante : z(x,y) = -25.502 x2-5.4996 x4- 17.460 x6- 0.89593 x8- 7.6410 y2- 12.530 x²*y² + 1.4422 x4*y² + 13.012 x6*y² + 0.34126 y4– 34.060 x²*y4+ 36.118 x4*y4+ 25.538 x2*y6et la deuxième surface (face B) est plane, où x et y représentent des coordonnées cartésiennes dans un repère orthonormé (X, Y, Z), l’axe Z étant parallèle à l’axe optique de la lentille divergente. Tous les coefficients d’ordre impair sont nuls.
En variante, la lentille divergente est disposée et configurée pour modifier une direction médiane de pointé d’un faisceau de référence du lidar en sortie du vitrage. En particulier au moins une desdites première surface et deuxième surface est une surface définie par une équation polynômiale de degré supérieur ou égal à trois dans laquelle au moins un coefficient d’ordre impair est non nul. Dans ce cas, ladite surface ne présente pas de symétrie par rapport au plan horizontal et par rapport au plan vertical.
Selon un aspect particulier, la lentille divergente est configurée pour transmettre un faisceau avec une direction médiane de pointé sensiblement horizontale (incliné de moins de 5°, 2° par rapport à un plan horizontal) et même pour recevoir la direction médiane de pointé du faisceau de référence d’un lidar sensiblement horizontal (incliné de moins de 5°, 2° par rapport à un plan horizontal).
De préférence, le lidar est disposé à une distance de la face principale interne du vitrage et la lentille divergente est notamment disposée à une autre distance de la face principale externe du vitrage, les distances étant adaptées pour réduire la taille L de la fenêtre verticale de projection du faisceau d’émission du lidar dans la fenêtre de transmission du vitrage et/ou la largeur W de la fenêtre horizontale de projection du faisceau d’émission du lidar dans la fenêtre de transmission du vitrage.
Selon un autre aspect particulier, un faisceau de référence ayant, en sortie du lidar une direction médiane de pointé et s’étendant sur un champ de vue initiale d’ouverture angulaire verticale initiale déterminée dans un plan caractéristique comprenant une normale au vitrage et un axe vertical dans le véhicule et d’ouverture angulaire horizontale initiale déterminée dans un plan perpendiculaire au plan caractéristique comprenant la direction médiane de pointé et un axe horizontal transverse à la direction médiane de pointé, dans la fenêtre de transmission proche infrarouge, le faisceau de référence en sortie de la surface avant a un champ de vue externe d’ouverture angulaire verticale dans le plan caractéristique et d’ouverture angulaire horizontale dans le plan perpendiculaire, la lentille divergente est disposée et configurée pour que l’ouverture angulaire verticale externe soit supérieure à l’ouverture angulaire verticale initiale et pour que l’ouverture angulaire horizontale externe soit supérieure à l’ouverture angulaire horizontale initiale et de préférence l’ouverture angulaire horizontale initiale est d’au plus 20°.
En particulier, le faisceau de référence ayant, en sortie du lidar une direction médiane de pointé inclinée par rapport à un axe horizontal, le système comporte en outre un déflecteur disposé en amont de la première surface (surface arrière) de la lentille divergente (notammet dans l’habitacle), le déflecteur étant arrangé pour dévier le faisceau de référence vers la première surface de la lentille divergente.
De préférence, la lentille divergente comporte une couche fonctionnelle ou un traitement de surface de préférence antireflet à la longueur de travail, et/ou hydrophobe ou antisalissures sur la première surface et/ou sur la deuxième surface et/ou une couche dure (hardcoat) sur la deuxième surface.
En particulier, la lentille divergente est espacée du vitrage (à l’extérieur du vitrage), notamment en vis à vis de la face principale externe du vitrage (F1) ou d’un trou dans le vitrage (logeant une platine), notamment espacé d’au plus 8 cm ou 5 cm ou 3 cm ou 1 cm.
Notamment, la lentille divergente comporte une extension périphérique liée à la première face principale (par fixation, vissage etc).
La lentille divergente peut être fixée à un support notamment via une ou des faces latérales support notamment fixé au vitrage (directement ou fixé à une platine dans un trou du vitrage).
Selon un aspect particulier, la lentille divergente est disposée au moins partiellement dans un trou partiel (trou de la première feuille de verre) ou trou traversant du vitrage, notamment feuilleté, la lentille divergente étant liée en périphérie à la première face principale ou à un support notamment multifonctions.
Dans ce cas, de préférence, le point situé à l’intersection de la première surface et de l’axe optique de la lentille divergente est situé en saillie de la face principale interne du vitrage.
Dans un mode de réalisation particulier, la lentille divergente est fixée au vitrage et/ou à un support notamment multifonctions ou à un boitier ou cache (individuel ou commun à d’autres capteurs, à une ou d’autres caméras par exemple). Notamment, la lentille divergente est disposée dans un trou partiel ou traversant (complet) du vitrage, notamment feuilleté, ou la lentille divergente étant alors notamment liée à la première face principale ou à un support notamment multifonctions.
En particulier, le système de vitrage comporte une platine comportant une plaque (individuelle ou multi-capteurs) dans un trou débouchant du vitrage et transparente à la longueur d’onde de travail, la lentille divergente faisant face à ladite plaque, la deuxième surface étant en saillie de ladite plaque.
Dans le présent texte concernant un indice de réfraction on utilise indifféremment un indice chiffré ou un chiffre normal (n1ou n1 etc), pour les degrés on utilise indifféremment deg. ou le symbole °, on utilise indifféremment le terme film ou feuille qui désigne un élément autoportant (une feuille d’intercalaire devient après feuilletage une couche adhésive). Le terme couche inclut une feuille ou un revêtement.
Le vitrage peut être monolithique et comporte une feuille de verre ou polymère (PMMA (polyméthacrylate de méthyle, ou encore polycarbonate (PC) ou minéral. Le vitrage est de préférence feuilleté.
L’invention concerne aussi une lentille pour système de vitrage comportant un vitrage de véhicule et un lidar, la lentille étant une lentille divergente, la lentille divergente présentant une première surface, dite surface arrière, et une deuxième surface, dite surface avant, opposée à la première surface, la surface avant étant destinée à être orientée (et même placée) à l’extérieur du vitrage, au moins une desdites première surface et deuxième surface étant non réglée et concave, la lentille divergente présentant un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un premier plan de référence traversant la lentille divergente et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un deuxième plan de référence traversant la lentille divergente perpendiculaire au premier plan de référence, le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire et même supérieur.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur les dessins. Par conséquent, il faut comprendre que, lorsque les caractéristiques mentionnées dans les revendications sont suivies de signes de référence, ces signes sont inclus uniquement dans le but d'améliorer l'intelligibilité des revendications et ne limitent aucunement la portée des revendications.
Sur les dessins annexés :
FIG. 1représente schématiquement, en vue de coupe latérale suivant un plan caractéristique, un vitrage de véhicule selon un premier mode de réalisation, avec un système de vision infrarouge de type lidar et une lentille divergente ;
FIG. 2représente schématiquement, en vue de coupe longitudinale suivant un plan perpendiculaire au plan caractéristique, le vitrage de véhicule du premier mode,
FIG. 3montre en vue de face un exemple de pare-brise intégrant une lentille divergente selon un mode de réalisation, le vitrage feuilleté comportant éventuellement un support multifonctions intégré sur un bord du vitrage ;
FIG. 4représente schématiquement en perspective un exemple d’une lentille divergente ayant une première surface concave ;
FIG. 5représente schématiquement, en vue de coupe latérale suivant un deuxième plan de référence (à gauche) de la lentille et en vue de coupe longitudinale suivant un plan perpendiculaire au deuxième plan de référence (à droite), la lentille divergente de laFIG. 4;
FIG. 6représente schématiquement, en vue de coupe latérale suivant un premier plan de référence, le faisceau d’émission depuis la source d’émission du lidar à travers la fenêtre d’émission du vitrage et à travers une lentille divergente ;
FIG. 7représente schématiquement, en vue de coupe longitudinale suivant un deuxième plan de référence, le faisceau d’émission sortant de la fenêtre d’émission du vitrage et traversant la lentille divergente de la figure précédente;
FIG. 8montre des graphiques illustrant l’ouverture angulaire horizontale (HFOV1) et l’ouverture angulaire verticale (VFOV1) du faisceau d’émission de la source de lumière du lidar en amont de la lentille divergente (graphique de gauche) et l’ouverture angulaire horizontale (HFOV2) et l’ouverture angulaire verticale (VFOV2) du faisceau d’émission en sortie de la lentille divergente (graphique de droite) ;
FIG. 9montre des graphiques illustrant une carte d’irradiance à 500mm du faisceau d’émission de la source du lidar en projection en 2D (graphique du haut) et respectivement une carte d’irradiance du faisceau d’émission après agrandissement du champ de vue vertical et horizontal en projection en 2D en sortie du système de vitrage avec lentille divergente (graphique du bas) ;
FIG. 10représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un exemple d’un premier mode de réalisation, sans trou, avec une lentille divergente liée à la face principale externe du vitrage par un ou plusieurs support(s) ;
FIG. 11représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage feuilleté de véhicule selon un deuxième mode de réalisation dans lequel la lentille divergente est disposée partiellement dans un trou traversant dans la première feuille de verre du vitrage feuilleté et liée à la deuxième feuille de verre face du vitrage feuilleté par un ou plusieurs support(s) ;
FIG. 12représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un troisième mode de réalisation dans lequel la lentille divergente est disposée en partie dans un trou traversant du vitrage;
FIG. 13représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon une variante du premier mode de réalisation dans lequel le vitrage est feuilleté, sans trou, la lentille divergente étant disposée à l’extérieur du véhicule ;
FIG. 14représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon une variante du premier mode de réalisation dans lequel le vitrage est feuilleté, sans trou, et la lentille divergente est disposée à l’extérieur du véhicule ;
FIG. 15représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon une autre variante du premier mode de réalisation avec un vitrage feuilleté, sans trou, et une lentille divergente à l’extérieur du véhicule, dans lequel un déflecteur optique est disposé dans l’habitacle en aval du lidar;
FIG. 16représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un autre exemple du deuxième mode de réalisation avec un vitrage feuilleté et une lentille divergente à l’extérieur du véhicule, dans lequel le lidar est en vis-à-vis d’un trou traversant dans la deuxième feuille de verre du vitrage feuilleté ;
FIG. 17représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un autre exemple du deuxième mode de réalisation avec un vitrage feuilleté et une lentille divergente à l’extérieur du véhicule, dans lequel le lidar est en vis-à-vis d’une encoche partielle du vitrage, à savoir formant un trou dans la deuxième feuille de verre et dans la feuille intercalaire de feuilletage;
FIG. 18représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un autre exemple du troisième mode de réalisation dans lequel le vitrage présente un trou traversant formant encoche et le lidar comme la lentille divergente sont en vis à vis de l’encoche logeant une platine ;
FIG. 19montre en vue de face un exemple de pare-brise intégrant une lentille divergente de laFIG. 18;
FIG. 20représente schématiquement en perspective un système de vitrage comprenant un lidar et les faisceaux d’émission et de réception passant à travers la lentille divergente.
FIG. 21représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un autre exemple de réalisation avec un vitrage feuilleté et une lentille divergente au sein du vitrage dans un trou traversant;
FIG. 22représente schématiquement en vue de coupe latérale un vitrage de véhicule selon un autre exemple de réalisation avec un vitrage feuilleté et une lentille divergente dans un trou traversant du vitrage et en particulier dans un orifice traversant d’une platine logeant dans le trou.
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Les figures ne sont pas à l’échelle.
Sur laFIG. 1ou laFIG. 13, on a représenté schématiquement un vitrage de véhicule (de préférence un pare-brise de véhicule routier) dans un plan caractéristique, par exemple un vitrage feuilleté avec une première face principale 11 (dite F1) la plus extérieure et une face principale intérieure 14 (dite F4), ou respectivement 12 (dite F2) si vitrage simple. Pour la clarté de l’exposé, on suppose que le véhicule est sur un sol horizontal. Le plan caractéristique est le plan de coupe latérale (autrement dit transversale), ainsi pris perpendiculairement à l’axe longitudinal (au bord longitudinal supérieur 10 et au bord longitudinal inférieur 18 du vitrage si droits). On a représenté un repère orthonormé XYZ, dans lequel l’axe Y est vertical, les axes X et Z étant horizontaux, et l’axe Z étant dans le plan caractéristique. Le plan caractéristique comprend une normale 50 au vitrage et un axe vertical Y dans le véhicule. On a aussi représenté le sens positif des angles utilisés dans la présente divulgation. Avantageusement, le plan caractéristique passe par le milieu du bord longitudinal supérieur 10 du vitrage et est un plan de symétrie du vitrage.
Le véhicule sur lequel est installé ou auquel est destiné le vitrage est par exemple un véhicule routier (voiture, camion, transport en commun: bus, car) ou ferroviaire (en particulier à vitesse maximale d’au plus 90km/h ou d’au plus 70km/h, en particulier les métros, tramway). Le vitrage trouve des applications en particulier à un pare-brise, ou encore une lunette arrière, voire un vitrage latéral (custode comprise). Pour la clarté de l’exposé, on a représenté sur les figures un vitrage plat. Toutefois, le vitrage peut présenter au moins un rayon de courbure de façon à être bombé. On note E l’épaisseur du vitrage 100. L’épaisseur E est en général inférieure ou égale à 1cm, par exemple de 9mm, 8mm, 7mm, 6mm, de préférence d’au plus 5 mm (bornes incluses).
Le vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310, 400, 500 est installé ou destiné à être installé sur un véhicule en formant un angle d’inclinaison, noté β, avec un axe horizontal dans le plan caractéristique considéré. Pour la clarté de l’exposé, on suppose que le véhicule est sur un sol horizontal. L’angle d’inclinaison β est supérieur à 0 degré et inférieur à 90 degrés et même d’au plus 60 degrés en général compris entre 15 à 20 et 60 degrés de préférence allant de 20 à 50 degrés, par exemple de 23 deg. ou de 30 deg. pour un pare-brise de véhicule automobile. Comme indiqué plus haut, l’angle d’inclinaison β a un signe qui est ici positif.
Le vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310, 400, 500 présente un bord longitudinal supérieur 10 et un bord longitudinal inférieur 18. Le plan caractéristique du vitrage est ici le plan de coupe latérale du vitrage comprenant une normale 50 au vitrage et un axe vertical Y dans le véhicule. Le plan caractéristique du vitrage passe de préférence par le milieu du bord longitudinal supérieur 10 et le milieu du bord longitudinal inférieur 18.
On place un système de vision infrarouge 7 ici un lidar à l’intérieur de l’habitacle du véhicule, espacé et derrière le vitrage feuilleté ou non.
De façon connue, le système de vision infrarouge 7 comprend une source de lumière 71 et un dispositif de détection 72. La source de lumière 71 est disposée et configurée pour générer un faisceau d’émission 70 proche infrarouge. Le faisceau d’émission 70 est émis à une longueur d’onde de travail, LB1, comprise dans une gamme spectrale allant de 800nm à 1800nm, en particulier de 850nm à 1600nm, notamment 905±30nm et/ou 1550±30nm. Le dispositif de détection 72 est disposé à côté de la source de lumière 71 et configuré pour détecter un rayonnement réfléchi dans au moins une partie du champ de vue du lidar à l’extérieur du véhicule. Le dispositif de détection 72 est en général orienté parallèlement à la source de lumière 71. Selon le type de lidar utilisé, le faisceau d’émission 70 est émis suivant une direction qui est balayée en deux dimensions transverses ou le faisceau d’émission 70 s’étend suivant une nappe qui est balayée dans une seule direction transverse à la nappe ou encore le faisceau d’émission 70 est de type flash et n’utilise pas de balayage. Avec ou sans balayage, le faisceau d’émission 70 issu de la de la source de lumière 71 s’étend sur un champ de vue source ayant une ouverture angulaire verticale, notée VFOV1, et une ouverture angulaire horizontale interne, notée HFOV1, données. L’ouverture angulaire verticale VFOV1 va de 2 à 15 degrés, de préférence inférieure à 10 degrés, par exemple de 7 degrés. L’ouverture angulaire horizontale interne HFOV1 va de 10 à 25 degrés, de préférence inférieure à 20 degrés, par exemple de 17 degrés. Dans le présent document, on entend par faisceau de référence du lidar un faisceau qui correspond à l’intersection du faisceau émetteur 70 et du faisceau réfléchi 170. Le plan de référence du lidar quant à lui comprend la direction médiane de pointé 40 et un axe vertical (Y). De préférence, le plan de référence du lidar est confondu avec le plan caractéristique du vitrage.
Ici donc on a défini la section du faisceau en fonction de la distribution spatiale du profil transversal en intensité ou en irradiance du faisceau d’émission dans un plan perpendiculaire à la direction médiane de pointé 40, l’intensité ou irradiance étant mesurée en W/m², la section étant mesurée à 1/e² du maximum d’intensité à la longueur d’onde LB1. On entend par section rectangulaire ou quasi rectangulaire un faisceau ayant une distribution un profil transversal en intensité de forme rectangulaire, comme illustré par des tirets blancs exemple sur laFIG. 9.
LaFIG. 3illustre un exemple d’application dans lequel le système de vision infrarouge 7 est placé derrière le vitrage formant le pare-brise d’un véhicule automobile, face à une zone, ici appelée fenêtre 111 de transmission proche infrarouge, qui se situe de préférence dans la partie centrale et supérieure du pare-brise. La fenêtre 111 de transmission est transparente au faisceau d’émission du système de vision infrarouge 7. Dans cette fenêtre 111, le système de vision infrarouge est orienté avec un certain angle d’incidence vis-à-vis de la surface du vitrage, par exemple du pare-brise, notamment de la face principale interne 14 du vitrage 100. Dans cet exemple, la fenêtre 111 de transmission est séparée du bord supérieur 10 du vitrage par la couche de masquage 5.
Le vitrage peut être un vitrage comportant une seule feuille de verre (voirFIG. 1). Dans ce cas, le vitrage 100 a une face principale externe 11 dite F1 orientée vers l’extérieur du véhicule et une face principale interne 12 dite F2 orientée vers l’habitacle du véhicule.
Dans d’autres modes de réalisation particuliers, le vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310, 400, 500 est un vitrage feuilleté comportant (voir figures 11 et 13 à 18) :
- une première feuille de verre 1 destinée à former le vitrage extérieur avec une première face principale externe 11 dite F1 orientée vers l’extérieur et une deuxième face principale interne 12 dite F2 orientée vers l’habitacle ; pour un véhicule automobile, la première feuille de verre 1 a une épaisseur de préférence d’au plus 4mm, et même d’au plus 3mm ou 2,5mm, - notamment 2,1mm, 1,9mm, 1,8mm, 1,6mm et 1,4mm- et de préférence d’au moins 0,7mm ou 1mm (bornes incluses) ;
- un intercalaire de feuilletage 3 en matière polymère ayant une face principale 38 orienté vers la deuxième face principale interne 12 et une face principale 39 opposée à la face principale 38 ; l’intercalaire de feuilletage 3 est mono- ou multi-feuillet, éventuellement neutre, clair, extraclair ou teinté notamment gris ou vert, en matière polymère de préférence thermoplastique et mieux encore en polyvinylbutyral (PVB), de préférence pour un véhicule routier d’épaisseur d’au plus 1,8mm, mieux d’au plus 1,2mm et même d’au plus 0,9mm (et mieux d’au moins 0,3mm et même d’au moins 0,6mm), l’intercalaire de feuilletage 3 est éventuellement acoustique et/ou a éventuellement une section transversale diminuant en forme en coin du haut vers le bas du vitrage (en particulier un parebrise) pour un affichage tête haute (HUD pour Head Up Display en anglais) ; et
- une deuxième feuille de verre 2 destinée à former le vitrage intérieur avec une troisième face principale 13 dite F3 orientée vers la deuxième face principale interne 12 de la première feuille de verre 1 et une quatrième face principale 14 orientée vers l’habitacle dite F4.
Dans le cas d’un vitrage feuilleté, la première face principale externe de la première feuille de verre 1 forme la face principale externe 11 du vitrage et la quatrième face principale de la deuxième feuille de verre 2 forme la face principale interne 14 du vitrage.
La première feuille de verre 1, notamment à base de silice, sodocalcique, silicosodocalcique, ou aluminosilicate, ou borosilicate, présente une teneur pondérale en oxyde de fer total (exprimé sous la forme Fe2O3) d’au plus 0,05% (500ppm), de préférence d’au plus 0,03% (300ppm) et d’au plus 0,015% (150ppm) et notamment supérieure ou égale à 0,005%. Le rédox de la première feuille de verre est de préférence supérieur ou égal à 0,15 et notamment compris entre 0,2 et 0,30, notamment entre 0,25 et 0,30. On choisit notamment un verre OPTWHITE de 1,95 mm d’épaisseur.
La deuxième feuille de verre 2, notamment à base de silice, sodocalcique, de préférence silicosodocalcique, voire aluminosilicate, ou borosilicate, présente de préférence une teneur pondérale en oxyde de fer total (exprimé sous la forme Fe2O3) d’au moins 0,4% et de préférence d’au plus 1,5%. La deuxième feuille de verre 2 est éventuellement teintée. La deuxième feuille de verre 2 est par exemple basée sur un verre fabriqué par de la Demanderesse dénommé TSAnx (0,5 à 0,6% de fer) TSA2+, TSA3+(0,8 à 0,9% de fer), TSA4+(1% de fer), TSA5+, par exemple verts. On choisit par exemple un verre TSA3+ de 1,6mm d’épaisseur.
Pour un véhicule routier, la deuxième feuille de verre 2 est d’épaisseur de préférence inférieure à celle de la première feuille de verre 1, même d’au plus 3mm ou 2mm - notamment 1,9mm, 1,8mm, 1,6mm et 1,4mm- ou même d’au plus 1,3mm, et de préférence d‘au moins 0,7mm, la somme des épaisseurs de la première feuille de verre et de la deuxième feuille de verre étant de préférence strictement inférieure à 5mm ou 4mm, même à 3,7mm (bornes incluses).
De façon avantageuse, au moins dans la fenêtre 111 de transmission proche infrarouge, la ou les feuilles de verre sont en verre transparent dans le proche infrarouge, comme par exemple décrits dans les documents de brevet WO2018015312 et/ou WO2018178278.
Notamment, dans le(s) mode(s) de réalisation sans trou dans la première ni la deuxième feuille de verre (figures 1-2, 6, 10, 13, 14, 15) la première feuille de verre 1 est en verre clair ou extraclair et la deuxième feuille est aussi en verre clair ou extraclair.
Le pare-brise de véhicule routier en particulier est bombé. De façon classique et bien connue, le pare-brise est obtenu par feuilletage à chaud des première, deuxième feuilles de verre 1, 2 et de l’intercalaire de feuilletage 3. On choisit par exemple un intercalaire de feuilletage 3 en PVB clair (ou teinté) de 0,38mm ou 0,76mm d’épaisseur.
Le système de vitrage comporte un dispositif optique arrangé sur un trajet optique du faisceau d’émission 70 émis par le lidar. Selon la présente divulgation, le dispositif optique comporte une lentille divergente 20. La lentille divergente 20 a une première surface 21, dite surface arrière ou face A et une deuxième surface 22, opposée à la première surface 21, la deuxième surface 22, dite surface avant ou face B orienté vers l’extérieur, notamment étant disposée à distance de la première face principale 11 du vitrage, en saillie de la première face principale du vitrage. La lentille divergente 20 fonctionne de préférence en espace libre, dans l’air. La lentille divergente 20 est de préférence monobloc. La lentille divergente 20 est par exemple formée dans l’un des matériaux suivants : PMMA (polyméthacrylate de méthyle), verre extraclair, PC (polycarbonate), PU (polyuréthane). La lentille divergente 20 a par exemple une épaisseur au centre comprise entre 1 cm et 4 cm (bornes incluses).
Selon la présente divulgation, au moins une surface parmi la première surface 21 et la deuxième surface est une surface concave sans symétrie de révolution autour d’un axe optique et non réglée, c’est-à-dire une surface qui n’est pas générée par le déplacement d'une droite dont les extrémités parcourent deux courbes ou une courbe et un point. Autrement dit, au moins une des deux surfaces 21, 22 (de préférence la surface avant au moins) n’est pas une surface plane, ni une surface cylindrique, ni une surface conique, ni une surface hyperboloïde. Par exemple, au moins une des deux surfaces 21, 22 est définie par une équation polynômiale de degré supérieur ou égal à trois. En particulier, au moins une des deux surfaces 21, 22 est définie par une équation polynômiale de degré quatre. Nous détaillons plus loin un exemple d’une lentille divergente 20, dans lequel une des deux surfaces est définie par une équation polynômiale de degré huit.
La lentille divergente 20 est disposée dans le plan de référence du lidar pour recevoir le recevoir le faisceau d’émission 70 émis par le lidar 7. Par exemple, la lentille divergente 20 est disposée sur la direction médiane de pointé 40 de la source de lumière 71. En variante, un ou plusieurs composants optiques sont disposés entre la source de lumière 71 et la lentille divergente 20 de façon à rediriger le faisceau d’émission vers la lentille divergente 20.
Dans une application, la lentille divergente 20 permet en outre de modifier la direction médiane de pointé 45 du faisceau d’émission. Par exemple, l’une ou les deux surfaces 21, 22 de la lentille divergente est une surface polynômiale de degré supérieur ou égal à trois avec des ordres impairs non nuls. Par exemple, les deux surfaces 21, 22 de la lentille divergente 20 sont d’ordre supérieur ou égal à 4 avec des ordres impairs nuls et la lentille divergente 20 est couplée à un moyen de redirection comme un miroir 75 ou un prisme. Le moyen de redirection est préférentiellement positionné entre le lidar 7 et la face principale interne 12, 14 du vitrage, comme illustré enFIG. 15. Dans ce cas, le LIDAR peut par exemple avantageusement pointer vers le (sol) bas pour réduire l’encombrement à l’intérieur du véhicule.
Sur laFIG. 15, on a représenté un dispositif optique comprenant un déflecteur optique 75, par exemple un miroir plan réflecteur à la longueur d’onde de travail, disposé entre la source de lumière 71 et la face principale interne 12, 14 du vitrage 140. Le déflecteur optique 75 permet de placer le lidar au plus près du vitrage et/ou d’ajuster l’orientation de la direction médiane de pointé 40.
Dans tous les cas, la première surface 21 de la lentille divergente 20 est disposée de façon à recevoir le faisceau d’émission 70 sur tout le champ de vue source, c’est-à-dire sur l’ouverture angulaire verticale VFOV1 et sur l’ouverture angulaire horizontale interne HFOV1. A cet effet, le vertex de la première surface 21 est situé à une distance, notée d1, de la source de lumière 71 (réelle ou virtuelle). La distance d1 est de préférence comprise entre 50 mm et 300 mm (bornes incluses), par exemple de 210 mm. Comme indiqué ci-dessus, le vertex de la deuxième surface 22, ou surface avant, est situé à une distance, notée d2, de la première face principale 11 du vitrage, en saillie de la première face principale du vitrage. La distance d2 est de préférence d’au plus 200 mm, de préférence supérieure à 0,1 mm (bornes incluses), par exemple de 110 mm.
De plus, la lentille divergente 20 est conçue pour présenter un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un premier plan de référence de la lentille, noté ici plan YZ ou PREF1(voir figures 1 et 4), et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un plan perpendiculaire au premier plan de référence, le plan perpendiculaire étant ici noté plan XZ ou PREF2(voir figures 2 et 4). Le premier plan de référence PREF1de la lentille divergente 20 est transverse à la première surface 21 et à la deuxième surface 22. Avantageusement, le premier plan de référence PREF1et le plan perpendiculaire PREF2de la lentille divergente 20 comportent chacun une normale à la première surface 21 et une normale à la deuxième surface 22. De préférence, la lentille divergente 20 est disposée de façon à ce que le premier plan de référence de la lentille soit confondu avec le plan de référence du lidar.
De plus, la lentille divergente 20 est conçue pour présenter un grandissement optique angulaire asymétrique, le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire et mieux supérieur. Autrement dit, la lentille divergente 20 ne présente pas de symétrie de révolution autour de son axe optique 25 contrairement à une lentille sphérique ou asphérique de révolution. Pour une lentille divergente, le grandissement angulaire est positif. Néanmoins, on considère ici le grandissement angulaire en valeur absolue. Notamment, le deuxième grandissement angulaire est supérieur au premier grandissement angulaire. De cette manière, le faisceau d’émission 70 émergeant de la deuxième surface 22 de la lentille divergente 20 présente une ouverture angulaire verticale VFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire verticale VFOV1 du champ de vue côté source et une ouverture angulaire horizontale HFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 du champ de vue côté source.
Le premier grandissement angulaire est le rapport entre l’ouverture angulaire verticale VFOV2 du faisceau d’émission 70 émergeant de la deuxième surface de la lentille divergente 20 et l’ouverture angulaire verticale VFOV1 du faisceau d’émission 70 du lidar incident sur la première surface 21 de la lentille divergente 20 disposé dans le plan caractéristique du vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310. Le premier grandissement angulaire est le grandissement angulaire de la lentille divergente 20 dans le plan caractéristique YZ du système de vitrage. Le plan YZ est par exemple un plan vertical.
Le deuxième grandissement angulaire comme étant le rapport entre l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 du faisceau d’émission 70 émergeant de la deuxième surface de la lentille divergente 20 et l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 du faisceau d’émission 70 du lidar incident sur la première surface 21 de la lentille divergente 20 disposé dans le plan caractéristique du vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310. Autrement dit, le deuxième grandissement angulaire est le grandissement angulaire de la lentille divergente 20 dans le plan XZ orthogonal au plan caractéristique du système de vitrage et comprenant la direction médiane de pointé 40 du faisceau d’émission 70. Le plan XZ est par exemple un plan horizontal.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, le faisceau d’émission 70 est transmis à travers le vitrage 100, ici assimilé à une lame à faces planes et parallèles qui ne modifie pas l’ouverture angulaire verticale VFOV1 ni l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 en sortie du vitrage 100. Le faisceau d’émission sortant de la fenêtre 111 de transmission est réfracté à travers la première surface 21 puis la deuxième surface 22 de la lentille divergente 20 puis se propage en espace libre. On obtient ainsi en sortie de la lentille divergente 20 un faisceau d’émission ayant une ouverture angulaire verticale VFOV2 et une ouverture angulaire horizontale HFOV2 plus étendues respectivement que celles de la source de lumière 71. De plus, grâce à la lentille divergente 20, le grandissement angulaire du champ de vue est plus élevé dans le plan horizontal que dans le plan vertical.
Dans certains modes de réalisation, la lentille divergente 20 est entièrement disposée du côté extérieur du vitrage (voir figures 1-2, 6-7, 10, 13-16). Dans d’autres modes de réalisation, la lentille divergente 20 est disposée dans un trou partiel du vitrage côté extérieur (figures 11) ou dans un trou traversant (figures 12, 21, 22) du vitrage.
Le lidar 7 est disposé dans l’habitacle. Il est en particulier en vis-à-vis de la face interne du vitrage (figures 1, 2, 13, 14, 15). Dans d’autres modes de réalisation, le lidar 7 est disposé en vis à vis d’un trou partiel du vitrage côté intérieur (voir figures 16, 17), ou un trou traversant (FIG. 18) du vitrage, lidar 7 à distance ou partiellement dans ledit trou.
Dans un premier mode de réalisation, le vitrage 100, 110, 120, 130, 140 ne comporte pas de trou ni d’encoche pour laisser passer le faisceau d’émission du lidar, ni pour loger au moins partiellement la lentille divergente 20 voir le lidar 7. La lentille divergente 20 est disposée à l’extérieur de l’habitacle et le lidar 7 est disposé à l’intérieur de l’habitacle. Dans ce cas, le faisceau d’émission se propage en espace libre (dans l’air) entre la face principale externe 11 du vitrage 10 et la première surface 21 de la lentille divergente 20. La première surface 21 de la lentille divergente 20 est située en vis-à-vis de la fenêtre de transmission proche infrarouge 111, la première surface 21 étant espacée de la face principale externe 11 ou F1 du vitrage 100, 110, 120, 130, 140. Le vertex ou point 221 de la deuxième surface 22 de la lentille divergente 20 sur la direction médiane de pointé 45 en sortie du vitrage est placé à une distance d2de la face principale externe 11 du vitrage 10 (voir figures 1 et 2).
Sur les figures 4-5, on a représenté une lentille divergente 20 selon un exemple de réalisation, selon différentes vues. La lentille divergente 20 a une première surface 21 concave et une deuxième surface 22 plane. La première surface 21 et la deuxième surface 22 ont des formes non sphériques et sans symétrie de révolution autour de l’axe optique 25 de la lentille 20. La forme de la première surface 21 et la forme de la deuxième surface 22 sont conçues et optimisées pour que le faisceau d’émission 70 du lidar incident sur la première surface ayant une ouverture angulaire horizontale HFOV1, respectivement verticale VFOV1, le faisceau d’émission réfracté à travers la lentille divergente 20 présente en sortie de la deuxième surface 22 une ouverture angulaire horizontale HFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire horizontale HFOV1, et respectivement une ouverture angulaire verticale VFOV2 supérieure à l’ouverture angulaire verticale VFOV1. De préférence, la lentille divergente 20 est conçue pour présenter un grandissement angulaire horizontal supérieur à son grandissement angulaire vertical.
Dans un exemple de réalisation, la lentille divergente 20 est optimisée en utilisant un logiciel de simulation d’intensité lumineuse en sortie du système de vitrage. La forme de la première surface 21 et/ou de la deuxième surface 22 sont optimisées en fonction de paramètres de façon à définir une figure de mérite définissant une homogénéité de l’irradiance ou de l’intensité sur le champ de vue du lidar en sortie du système de vitrage.
De façon particulièrement avantageuse, la lentille divergente 20 comporte un traitement antireflet 27 sur la première surface 21 et/ou un traitement antireflet 28 sur la deuxième surface 22. Le traitement antireflet 27, 28 comprend par exemple une couche à base de silice poreuse ayant une épaisseur adaptée en fonction de la longueur d’onde LB1 du lidar.
Le traitement antireflet (de type revêtement ou structuration) peut être apporté par différentes technologies telles que : dépôt par voie liquide, en particulier sous forme sol-gel, couche macroporeuse notamment de silice poreuse ; dépôt par voie PVD (pour « Physical Vapor Deposition » en anglais ou dépôt physique en phase vapeur), par exemple couche, notamment de silice, déposée par magnétron ; revêtement par plasma ;microstructuration, etc. Dans le cas d’un traitement sur une surface concave, on privilégie un revêtement par plasma car cette technique permet un dépôt sur 3D, de qualité optique, sur un élément de petite taille.
On préfère une couche macroporeuse de silicium ou couche de silice poreuse, d’indice optique de réfaction n = 1.3 et avec une épaisseur d’environ 170 nm pour une longueur d’onde de travail LB1 de 905 nm ou avec une épaisseur d’environ 270 nm pour une longueur d’onde de travail LB1 de 1550 nm.
La lentille divergente 20 étant située tout ou partie à l’extérieur de l’habitacle, ses surfaces (au moins la surface avant) sont généralement exposées aux éléments extérieurs et aux poussières. De façon alternative ou complémentaire, la lentille divergente 20 comporte un revêtement externe hydrophobe ou auto-nettoyant et/ou antisalissures et/ou une couche dure (hardcoat) sur la première surface 21 et/ou sur la deuxième surface 22. Un exemple de couche dure (hardcoat en anglais) est par exemple une couche de carbone sous forme de diamant amorphe (diamond like carbon, en anglais).
La lentille divergente 20 est sans symétrie de révolution de façon à présenter un grandissement angulaire différent dans le premier plan de référence et dans le deuxième plan de référence perpendiculaire au premier plan de référence en particulier supérieur dans le deuxième plan de référence. Cette configuration de la lentille divergente 20 permet d’obtenir des valeurs différentes pour l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 et l’ouverture angulaire verticale VFOV2 en sortie de la lentille divergente 20. Une seule lentille divergente 20 permet ainsi d’ajuster indépendamment l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 et l’ouverture angulaire verticale VFOV2 du faisceau d’émission en sortie du système de vitrage.
Les figures 4 et 5 montrent un exemple de lentille divergente 20 qui est ici une lentille divergente asymétrique. La lentille divergente 20 a une première surface 21 concave, une deuxième surface 22 plane. La lentille divergente 20 a aussi un axe optique 25 longitudinal transverse à la première surface 21 et à la deuxième surface 22. La lentille divergente 20 présente ici en outre des faces latérales planes : une face supérieure 23, une face inférieure 24 et deux faces 26 perpendiculaires à la face supérieure 23 et/ou à la face inférieure 24. Sur les côtés de la première surface 21, la lentille divergente 20 comporte aussi des facettes planes 29 parallèles à la deuxième surface 22. Les faces latérales 23, 24, 26 et/ou facettes 29 permettent de placer la lentille divergente 20 dans une monture opto-mécanique et de l’aligner par rapport au plan caractéristique YZ. De préférence, l’axe optique 25 de la lentille divergente 20 est aligné sur la direction médiane de pointé 40 du faisceau d’émission 70 du lidar. De préférence, la face supérieure 23, la face inférieure 24 et/ou les deux faces 26 est (sont) plane(s).
Les dimensions externes de la lentille divergente 20 sont d’environ 37 mm (entre les facettes 29 et la face 22), d’environ 85 mm (entre les faces latérales 26) et d’environ 39 mm (entre les faces latérales 23 et 24). L’ouverture de la première surface 21 entre les facettes 29 dans le plan passant par l’axe X et l’axe optique 25 est d’environ 35 mm le long de l’axe X.
La lentille divergente 20 permet d’augmenter de façon asymétrique l’ouverture angulaire verticale et l’ouverture angulaire horizontale du faisceau d’émission 70 du lidar. Par exemple l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 et l’ouverture angulaire verticale VFOV1 sont inférieures à 20 degrés. Et la lentille divergente permet d’obtenir un faisceau d’émission ayant une ouverture angulaire horizontale HFOV2 supérieure au double de l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 et, respectivement, une ouverture angulaire verticale VFOV2 supérieure au double de l’ouverture angulaire verticale VFOV1, l’ouverture angulaire verticale VFOV2 étant différente de l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 en sortie de la lentille divergente. Par exemple, la lentille des figures 4-5 permet de transformer un faisceau d’émission ayant une ouverture angulaire verticale VFOV1 de 7 degrés et une ouverture angulaire horizontale HFOV1 de 9,6 degrés en un faisceau d’émission ayant une ouverture angulaire verticale VFOV2 de 26 degrés et une ouverture angulaire horizontale HFOV2 de 120 degrés. Dans cet exemple, le grandissement angulaire vertical (premier grandissement angulaire) est en valeur absolue égal à 3,7 et le grandissement angulaire horizontal (deuxième grandissement angulaire) est en valeur absolue égal à 12,5. L’utilisation de cette lentille divergente permet de réduire l’empreinte du faisceau sur le vitrage d’un facteur 5 verticalement et 38 horizontalement.
De préférence, la lentille divergente 20 fonctionne en espace libre, dans l’air.
Dans le premier mode de réalisation (illustré en figures 1-2, 6, 10, 13, 14, 15), la lentille divergente 20 de forme asymétrique est disposée entièrement à l’extérieur de l’habitacle, sur un trajet optique du faisceau lidar émergeant de la face principale externe du vitrage. La lentille divergente 20 est fixée, par exemple par collage, sur un support 80, 82, 83 ou une monture opto-mécanique, de préférence via les faces latérales 23, 24 et/ou 26 qui sont inopérantes pour la fonction optique de transfert de la lentille divergente asymétrique (voir par exempleFIG. 10). Le support 82 ou la monture est par exemple fixé au vitrage ou à l’habitacle. Dans l’exemple illustré sur laFIG. 10, la lentille divergente 20 est aussi fixée, via sa face inférieure 24, à un support 84 (de forme adaptée, en forme de prisme etc) qui est lui-même fixé, par exemple par une colle 85 sur la face principale externe 11 F1 du vitrage. De préférence, une lame transparente 32 est disposée en sortie de la lentille divergente 20 et du support 84 de façon à protéger les surfaces de ces éléments vis-à-vis des poussières extérieures. La lame transparente 32 est par exemple fixée au support 82.
Par exemple, le vertex 211 de la première surface 21 est placé à une distance optique d1de la source de lumière 71 du lidar (source réelle ou virtuelle, c’est-à-dire du point d’où semblent provenir les rayons émergeant du LIDAR) et le vertex 221 de la deuxième surface 22 est placé à une distance d2de la face principale externe 11 du vitrage. La lentille divergente asymétrique 20 forme, dans le plan YZ de référence, une image virtuelle 73 de la source de lumière 71 à une distance d3du point 211 de la première surface 21 suivant l’axe optique de la direction médiane de pointé (FIG. 1). De manière analogue, la lentille divergente asymétrique 20 forme, dans le plan XZ orthogonal au plan caractéristique, une image virtuelle 74 de la de la source de lumière 71 à une distance d4du point 211 de la première surface 21 suivant l’axe optique de la direction médiane de pointé (FIG. 2). La distance d3est différente de la distance d4du fait de la forme asymétrique de la lentille divergente 20.
La lentille divergente asymétrique 20 est de préférence configurée et disposée pour réduire l’empreinte ou l’encombrement du faisceau d’émission 70 du lidar sur la fenêtre 111 de transmission du système de vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310. A cet effet, la lentille divergente asymétrique 20 est de préférence disposée de façon à réduire notamment la distance d3et/ou la distance d4et/ou la distance d1entre la source de lumière 71 et la première surface 21 de la lentille divergente 20. Dans un exemple de réalisation, cette configuration de la lentille divergente 20 permet de réduire d’un facteur environ égal à trois la taille L de la fenêtre verticale de projection du faisceau d’émission du lidar dans la fenêtre 111 de transmission du vitrage et d’un facteur environ égal à neuf la largeur W de la fenêtre horizontale de projection du faisceau d’émission du lidar dans la fenêtre 111 de transmission du vitrage, tout en multipliant au moins par deux les ouvertures angulaires horizontale et verticale.
Dans le cas d’un vitrage feuilleté, le vitrage comporte avantageusement une couche de masquage 5 disposée entre la première feuille de verre 1 et l’intercalaire de feuilletage 3 (voir figures 2, 3, 13-19). La couche de masquage 5 est liée à la deuxième face principale interne 12 de la première feuille de verre 1. La couche de masquage 5 est aussi liée à la face principale 38 de l’intercalaire de feuilletage 3. La couche de masquage 5 est opaque aux rayonnements visible et proche infrarouge, par exemple noire, telle qu’une couche d’émail ou une laque. La couche de masquage 5 est apte à masquer le boîtier 8 du lidar. La couche de masquage 5 comporte une épargne de dimensions supérieures à la taille L et à la largeur W du faisceau d’émission incident sur la face principale interne du vitrage. L’épargne dans la couche de masquage 5 permet le passage du faisceau d’émission 70 du lidar et du faisceau réfléchi en direction du dispositif de détection 72. L’épargne de la couche de masquage a par exemple une forme rectangulaire ou trapézoïdale avec deux grands côtés 501, 502 horizontaux et deux petits côtés (voir figures de vues de face).
En particulier, au moins une desdites première surface 21 et deuxième surface 22 est une surface définie par une équation polynômiale de degré N supérieur ou égal à trois, où N est un nombre entier, l’équation polynômiale décrivant la première surface ou la deuxième surface s’écrivant selon la formule mathématique suivante :

où x, y et z représentent des coordonnées cartésiennes exprimées en mm dans un repère orthonormé (OiX, OiY, OiZ), l’axe OiZ étant parallèle à l’axe optique de la lentille divergente, le point Oide coordonnées (0, 0, 0) étant situé à l’intersection de la surface i considérée et de l’axe optique de la lentille divergente,petqétant des variables entières allant de 0 à N, et apqétant le coefficient d’ordrepen x et d’ordreqen y, chaque coefficient apqétant exprimé en mm, et où sont sans unité (notés aussi x, y),avec R0 valant 30 mm et R étant compris entre 10 mm et 60 mm.
Nous allons maintenant décrire de façon détaillée un exemple de réalisation dans lequel la première surface 21 de la lentille divergente 20 est définie par une équation polynômiale de degré supérieur ou égal à trois, notamment de degré huit, et la deuxième surface 22 est plane. La source de lumière 71 est placée à une distance d1de 110 mm du point 211 sur l’axe optique 25 de la première surface 21 de la lentille divergente 20. La source de lumière 71 génère un faisceau d’émission ayant une ouverture angulaire verticale VFOV1 de 7,0 degrés et une ouverture angulaire horizontale HFOV de 9,4 degrés.
La première surface 21 est définie par un polynôme de degré huit dont les coefficients sont définis dans le tableau 1 suivant.
Dans le tableau 1, tous les coefficients en x d’ordre supérieur à huit sont nuls, tous les coefficients en y d’ordre supérieur à six sont nuls et tous les coefficients des ordres impairs sont également nuls. Autrement dit, la première surface 21 est définie par l’équation polynômiale de degré huit suivante : z(x, y) = -25.502 x2-5.4996 x4- 17.460 x6- 0.89593 x8- 7.6410 y2- 12.530 x²*y² + 1.4422 x4*y² + 13.012 x6*y² + 0.34126 y4– 34.060 x²*y4+ 36.118 x4*y4+ 25.538 x2*y6, où x et y représentent les coordonnées cartésiennes normalisées à R (c’est-à-dire sans dimension) dans un repère orthonormé O1X, O1Y, O1Z), l’axe O1Z étant parallèle à l’axe optique 25 de la lentille divergente 20 et le point O1de coordonnées (0, 0, 0) étant situé à l’intersection de la première surface 21 et de l’axe optique 25 de la lentille divergente. La première surface 21 présente une symétrie par rapport au plan XO1Z et une autre symétrie par rapport au plan YO1Z. Cependant, la première surface 21 ne présente pas de symétrie de révolution par rapport à l’axe Z, les coefficients respectifs en x², x4, x6, x8étant différents des coefficients respectifs en y², y4, y6, y8.
La deuxième surface 22 est ici plane. En variante, la deuxième surface 22 est définie par un autre polynôme de degré supérieur ou égale à trois, par exemple de degré quatre, six ou huit.
On fabrique par usinage 3D à commande numérique et/ou par moulage une lentille divergente 20 ayant sa première surface 21 définie par l’équation polynômiale de degré huit indiquée ci-dessus et sa deuxième surface 22 plane. La lentille divergente 20 est par exemple fabriqué à partir d’un bloc usinable de polyméthacrylate de méthyle (PMMA). On génère en sortie du système de vitrage équipé de cette lentille divergente 20 un faisceau d’émission 70 ayant une direction médiane de pointé 45 ici horizontale, une ouverture angulaire verticale VFOV2 d’environ 26 degrés et une ouverture angulaire horizontale HFOV2 d’environ 120 degrés. Dans cet exemple, le grandissement angulaire vertical est en valeur absolue égal à 3,7 et le grandissement angulaire horizontal est en valeur absolue égal à 12,5.
LaFIG. 8montre des graphiques illustrant le grandissement angulaire asymétrique de la lentille divergente ayant la première surface 21 définie par le polynôme de degré huit indiqué ci-dessus et la deuxième surface 22 plane. Les courbes de laFIG. 8sont obtenues par simulation numérique. En pratique, l’intensité peut être mesurée en fonction de l’angle d’ouverture en utilisant un système goniométrique en champ lointain.
Sur le graphique de gauche de laFIG. 8, on a représenté en trait tireté les tranches d’intensité du faisceau d’émission de la source de lumière 71 du lidar en amont de la lentille divergente 20 en fonction de l’angle par rapport à la direction médiane de pointé (correspondant à l’angle égal à 0 degré) dans le plan caractéristique (plan vertical YZ) et en trait plein les tranches d’intensité du faisceau d’émission du lidar en amont de la lentille divergente 20 en fonction de l’angle par rapport à la direction médiane de pointé dans le plan orthogonal (plan horizontal XZ) au plan caractéristique. Sur ce graphique, on évalue l’ouverture angulaire verticale VFOV1 à 5 degrés et l’ouverture angulaire horizontale HFOV1 à environ 8 degrés.
Sur le graphique de droite de laFIG. 8, on a représenté en trait tireté les tranches d’intensité du faisceau d’émission en sortie de la lentille divergente 20 en fonction de l’angle par rapport à la direction médiane de pointé (correspondant à l’angle égal à 0 degré) dans le plan caractéristique (plan vertical YZ) et en trait plein les tranches d’intensité du faisceau d’émission en sortie de la lentille divergente 20en fonction de l’angle par rapport à la direction médiane de pointé (correspondant à l’angle égal à 0 degré), dans le plan orthogonal (plan horizontal XZ) au plan caractéristique. Sur ce graphique, on évalue l’ouverture angulaire verticale VFOV2 à environ 26 degrés et l’ouverture angulaire horizontale HFOV2 à environ 115 degrés.
En comparant laFIG. 8de gauche et laFIG. 8de droite, on observe clairement l’augmentation d’environ un facteur quatorze de l’ouverture angulaire horizontale (HFOV2) du faisceau d’émission en sortie du vitrage comparée à l’ouverture angulaire horizontale (HFOV1) du faisceau d’émission de la source de lumière du lidar (graphique de droite). De plus, on observe que l’intensité par tranche d’angle reste quasiment constante après agrandissement du champ de vue sur pratiquement toute l’ouverture horizontale du champ de vue. On observe aussi clairement l’augmentation d’environ un facteur quatre de l’ouverture angulaire verticale (VFOV2) du faisceau d’émission en sortie de cette lentille divergente 20 comparée à l’ouverture angulaire verticale (VFOV1) du faisceau d’émission de la source de lumière du lidar. De plus, on observe que l’intensité par tranche d’angle reste quasiment constante après agrandissement du champ de vue sur pratiquement toute l’ouverture verticale du champ de vue.
De façon remarquable, on peut ainsi utiliser un lidar ayant un champ de vue interne d’ouverture angulaire verticale VFOV1 et horizontale HFOV1 très réduite, par exemple de 10 deg. ou même 8 deg. ou 7 deg. en vertical et de 20 degrés, ou même 15 degrés ou 9 degrés en horizontal tout en obtenant un champ de vue externe d’ouverture angulaire verticale VFOV2 et horizontale HFOV2 agrandies, par exemple ici de 26 deg. en vertical et de 115 degrés.
LaFIG. 9(graphique du haut) montre une carte d’irradiance (en W/mm²) du faisceau d’émission de la source du lidar mesurée en projection en 2D dans un plan perpendiculaire à la direction médiane de pointé du lidar à une distance de 680 mm de la source d’émission sans la lentille divergente 20. L’étendue du champ de vue est limitée à une zone à peu près elliptique dont le petit axe a une longueur d’environ 750 mm suivant l’axe vertical (Y) et dont le grand axe a une longueur d’environ 760 mm suivant l’axe horizontal (X).
LaFIG. 9(graphique du bas) montre une carte d’irradiance (en W/mm²) du faisceau d’émission de la même source de lumière combinée à une lentille divergente 20 ayant une première surface 21 définie par l’équation polynomiale indiquée ci-dessus et une deuxième surface 22 plane. La carte d’irradiance est ici mesurée en projection en 2D dans un plan perpendiculaire à la direction médiane de pointé du lidar à une distance de 680 mm de la source d’émission combinée avec la lentille divergente 20, et à 460 mm devant la lentille divergente 20. On mesure ainsi un agrandissement asymétrique du champ de vue vertical et horizontal en sortie du vitrage en projection en 2D (graphique de droite). Après agrandissement asymétrique, le champ de vue s’étend sur une zone à peu près rectangulaire dont la largeur est d’environ 1200 mm suivant l’axe vertical (Y) et dont la longueur est d’environ 1800 mm suivant l’axe horizontal (X). L’agrandissement du champ de vue du faisceau d’émission en sortie du vitrage avec la lentille divergente 20 permet de couvrir un plus grand champ de vue sans augmenter la taille L ni la largeur W de la fenêtre de projection du faisceau d’émission lidar 70 sur la face principale interne 12, 14 du vitrage. La taille L s’exprime en fonction de la distance d3selon la formule suivante : L=2*d3*tan(VFOV2/2) et la largeur W en fonction de la distance d4selon la formule suivante : W=2*d4*tan(HFOV2/2).
L’invention offre un avantage supplémentaire qui est de permettre d’obtenir une section du faisceau du lidar dans un plan perpendiculaire à l’axe de propagation du faisceau de forme à peu près rectangulaire, et non circulaire, elliptique ou déformée comme ce qui serait obtenu après une lentille sphérique, asphérique ou cylindrique. Une section du faisceau dans un plan perpendiculaire à l’axe de propagation du faisceau de forme à peu près rectangulaire est désirable pour permettre notamment de détecter des objets proches du véhicule en bordure de champ de vue, comme des piétons par exemple.
De façon remarquable, on peut ainsi utiliser un lidar ayant un champ de vue interne de section rectangulaire et d’ouverture angulaire verticale VFOV1 et d’ouverture angulaire horizontale HFOV1 très réduites, tout en obtenant un champ de vue externe de section rectangulaire ayant une ouverture angulaire verticale VFOV2 et une ouverture angulaire horizontale HFOV2 agrandies chacune d’un grandissement différent. Par exemple, le grandissement angulaire de l’ouverture angulaire verticale est en valeur absolue supérieur à 1.0, de préférence supérieur à 2.0 et le grandissement angulaire de l’ouverture angulaire verticale est en valeur absolue supérieur à 1.0, de préférence supérieur à 2.0, par exemple de l’ordre de 4.0. Par exemple, l’ouverture angulaire verticale interne VFOV1 va de 2 à 15 degrés, de préférence inférieure à 10 degrés, par exemple de 7 degrés et respectivement l’ouverture angulaire verticale externe VFOV2 va de 3 à 45 degrés, de préférence supérieure à 15 degrés, par exemple de 20 degrés. L’ouverture angulaire horizontale interne HFOV1 va de 10 à 25 degrés, de préférence inférieure à 20 degrés, par exemple de 17 degrés et respectivement l’ouverture angulaire horizontale externe HFOV2 va de 12 à 120 degrés, de préférence supérieure à 30 degrés, par exemple de 80 degrés.
Comme indiqué plus haut, dans le premier mode de réalisation, pour transmettre le faisceau LIDAR, le vitrage 100, 110, 120, 130, 140 comporte une fenêtre 111 de transmission dans une zone réservée du vitrage qui est dépourvue de trou ou d’encoche.
Dans les deuxième et respectivement troisième modes de réalisation, décrits ci-dessous en lien avec les figures 11-12, et 16-18, pour transmettre le faisceau LIDAR, le vitrage 200,300 est troué par un trou partiel 30, respectivement un trou traversant 31 (complet) du vitrage, en particulier formant encoche. Le trou partiel 30 ou le trou traversant 31, en particulier l’encoche, est dédié individuellement soit à la lentille divergente soit au LIDAR ou est un trou ou une encoche commune logeant un support notamment multifonctions (multi capteurs).
De préférence un support 80 telle qu’une platine (notamment multifonctions) est disposé au moins partiellement dans le trou partiel ou traversant et/ou en saillie de la première face principale ou de la quatrième face principale, le support 80 étant lié au vitrage ou au bord du trou partiel ou trou traversant. De préférence, la lentille divergente 20 est liée (par collage ou contact adhésif direct à ce support sur sa face inférieure, sa face supérieure ou une des faces latérales). Plus précisément, la deuxième surface 22 de la lentille divergente 20 est située en distance de la première face principale 11, en saillie de la première face principale 11 du vitrage 100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310.
Le trou partiel 30, ou respectivement le trou traversant 31, est par exemple de forme rectangulaire ou trapézoïdale et comporte un premier grand côté 301 ou bord longitudinal dit supérieur le plus proche de la tranche du bord longitudinal supérieur 10 du vitrage, de préférence parallèle à cette tranche 10, un deuxième grand côté 302 ou bord longitudinal dit inférieur (le plus éloigné de la tranche du bord longitudinal supérieur 10, proche de la zone centrale) parallèle au premier grand côté de longueur d’au plus 25cm ou 20cm et de préférence plus grande que celle du premier grand côté par exemple 14cm, deux petits côtés 303, 304 ou bords latéraux droits ou obliques (voirFIG. 19). Le trou partiel 30, ou respectivement le trou traversant 31, peut avoir des coins arrondis.
En variante, le trou partiel 30, ou respectivement le trou traversant 31, forme une encoche sur un bord, par exemple le bord supérieur 10, du vitrage (voir figures 17 et 18, 19). Sur les figures 17 et 18, 19, on observe les bords 301, 302, 303, 304 du trou partiel 30, ou respectivement du trou traversant 31.
Par ailleurs, sur les figures 13 à 22, on a représenté différents modes d’intégration de lentille divergente 20 et/ou du système lidar à un vitrage. Ces figures comportent les éléments communs suivants. Le vitrage feuilleté 120, 130, 140, 200, 210, 220, 310, 400, 500 comporte une première feuille de verre 1, un intercalaire de feuilletage 3 et une deuxième feuille de verre 2. Le système de vision infrarouge 7 est placé dans un boîtier 8, par exemple en plastique ou métal. Selon différents exemples de réalisation, la source de lumière 71 et le dispositif de détection 72 sont disposés côte à côte dans un plan vertical, dans un plan horizontal ou encore dans un plan incliné par rapport à un plan horizontal.
Le boitier 8 est fixé par un moyen de fixation de manière amovible par exemple par clipsage. Le boitier 8 est fixé par exemple (entièrement) à la quatrième face principale 14 de la deuxième feuille de verre 2 par le moyen de fixation de manière amovible par exemple par clipsage. En variante, le boitier 8 est fixé à un support 80 de préférence multifonctions (une platine multi capteurs, avec antenne etc) fixé (collé) à la quatrième face principale 14 de la deuxième feuille de verre 2. Selon une autre variante, le boitier 8 est fixé à la face F4 ou au support 80 et également à un élément du véhicule par exemple du toit du véhicule, notamment à la garniture intérieure de l’habitacle du véhicule et/ou à la carrosserie 160 laquelle est collée à la périphérie du vitrage (sur face 14 ou face 12 si trou partiel ou sur le support 80 si trou traversant du vitrage) via une colle 60 (voir figures 14 et 17). Un joint 161 (extrudat etc) avec de préférence une lèvre 162 est entre la carrosserie 160 et la tranche du vitrage (et même du support 80 le cas échéant cf. figures 14 et 17).
De façon particulièrement avantageuse, comme montré enFIG. 3le système de vitrage comporte un support ou platine 80 (sur la face F4) éventuellement trouée au droit de la fenêtre de transmission 111 éventuellement formant embase pour le système de vision infrarouge 7.
La platine 80 éventuellement comportent des zones pour un ou plusieurs autres capteurs 601, 602, 603, tel que capteur de pluie, caméra visible, caméra thermique et même forme embase pour ces capteurs. Si nécessaire la platine est trouée dans la transmission optique. La platine 80 est liée à la face principale arrière 14 du vitrage et/ou au boitier 8 et/ou à la garniture intérieure de l’habitacle du véhicule.
Selon un exemple de réalisation, la platine 80 est transparente à la longueur d’onde LB1 du rayonnement du lidar.
Selon d’autres exemples de réalisation, la platine 80 est opaque ou absorbante à la longueur d’onde LB1 du rayonnement du lidar, la platine 80 comportant un trou traversant ou une encoche dans lequel passe les faisceaux d’émission 70 et de réception 76 du système de vision infrarouge 7.
Dans un exemple illustré enFIG. 10, la lentille divergente 20 est ici fixée au moyen d’un ou deux autres supports 82, 84 à la face principale externe 11 du vitrage. Dans cet exemple, la face supérieure 23 de la lentille divergente 20 est fixée au support 82 et la face inférieure 24 de la lentille divergente 20 est fixée au support 84. Le support 82, 84 est fixé par exemple par collage à la face extérieure de la face principale externe 11. De préférence, le support 82 et/ou 84 comporte des moyens d’ajustement en position et/ou en orientation de la lentille divergente pour aligner l’axe optique 25 de cette lentille divergente par rapport à la direction médiane de pointé 40 de la source de lumière 71. De plus, le support 82 et/ou 84 comporte de préférence des moyens d’ajustement en position de la lentille divergente 20 de façon à ajuster la distance entre la première surface 21 de la lentille divergente 20 et la face principale externe 11 du vitrage.
Dans un exemple du deuxième mode de réalisation illustré enFIG. 11, le vitrage 200 le vitrage est un vitrage feuilleté comportant un trou partiel 30 du vitrage feuilleté pour former dans le plan caractéristique la fenêtre 111 de transmission proche infrarouge apte à laisser passer le faisceau d’émission du lidar. Le trou partiel 30 est formé du côté extérieur du vitrage, le trou partiel traversant la première feuille de verre et la feuille intercalaire 3. La deuxième feuille de verre 2 est ici intacte, c’est-à-dire sans trou ni encoche au droit du trou dans la première feuille de verre 1 et dans l’intercalaire 3. La lentille divergente 20 est disposée à l’extérieur de l’habitacle et en vis-à-vis du trou partiel, ici en partie dans le trou partiel 30. Sur l’axe optique 25, le point 221 de la deuxième surface 22 de la lentille divergente est placé à la distance d2 de la troisième face principale 13 de la deuxième feuille de verre 2 en regard du trou partiel du vitrage 200. Dans ce cas, le faisceau d’émission se propage en espace libre dans le trou partiel 30 entre la troisième face principale 13 de la deuxième feuille de verre 2 et la première surface 21 de la lentille divergente 20. Sur laFIG. 11, le trou partiel 30 est fermé, c’est-à-dire éloigné du bord longitudinal supérieur 10 du vitrage 200.
Dans un exemple du troisième mode de réalisation (voirFIG. 12), la lentille divergente 20 est fixée par sa face supérieure 23 ici plane au support 82 qui est inséré au moins en partie dans le trou traversant 31. La face inférieure 24 ici plane de la lentille divergente 20 est fixée, par exemple par collage, à un grand côté 302 du trou traversant 31. Le support 82 est fixé, par exemple par collage, à un autre grand côté du trou traversant 31. De cette façon, la lentille divergente 20 est liée au vitrage 300.
Dans un exemple du premier mode de réalisation illustré en lien avec laFIG. 14, le système de vitrage comporte un support ou platine 80 trouée au droit de la fenêtre de transmission 111 et éventuellement formant embase du lidar 7. La platine 80 éventuellement forme embase pour un ou plusieurs autres capteurs tel que capteur de pluie, caméra visible, etc. La platine 80 est liée à la face principale arrière 14 du vitrage et/ou au boitier 8 et/ou à la garniture intérieure de l’habitacle du véhicule.
Dans un autre exemple du deuxième mode de réalisation illustré enFIG. 17, la source de lumière 71 et le dispositif de détection 72 sont par exemple fixés à un support 81 qui est lui-même fixé au boitier 8 ou à la garniture intérieure de l’habitacle du véhicule. La lentille divergente 20 est ici disposée à l’extérieur du véhicule. De préférence, le support 81 comporte des moyens d’ajustement en position et/ou en orientation de la source de lumière 71 pour aligner la direction médiane de pointé 40 par rapport à l’axe optique 25 de cette lentille divergente 20. De plus, le support 81 comporte de préférence des moyens d’ajustement en position de l’ensemble formé par le système lidar (source 71 et détecteur 72) par rapport à la face principale interne 12, 14 du vitrage 220 de façon à ajuster la distance entre la face principale interne 12, 14 du vitrage et la source 71. Ces moyens d’ajustement permettent de réduire l’empreinte du faisceau d’émission incident sur la face principale interne du vitrage 220 tout en permettant d’augmenter l’ouverture angulaire horizontale et verticale du faisceau d’émission en sortie du vitrage via la lentille divergente 20. Pour un faisceau de section rectangulaire, l’empreinte du faisceau est en général définie par la projection de ce rectangle de longueur L et de largeur W sur le vitrage.
Selon un autre aspect, la lentille divergente 20 est fixée par exemple par collage de la face inférieure 24 à un support opto-mécanique 82 et/ou une pièce 83, 84 formant embase (voir description en lien avec les figures 10-12). L’embase 83, 84 permet de fixer la lentille divergente 20 à la face principale externe (FIG. 10), ou de loger la lentille divergente à la troisième face principale 13 de la deuxième feuille de verre 2 en regard d’un trou partiel ou d’une encoche dans la première feuille de verre 1 et l’intercalaire de feuilletage 3 (FIG. 11). Ce montage opto-mécanique permet de placer la lentille divergente 20 au plus près de la face principale externe 11 du vitrage, tout en autorisant une réduction de la distance d2.
Les différents systèmes de fixation 80, 82, 83, 84 de la lentille divergente s’appliquent également, selon le cas d’espèce, aux modes de réalisation en lien avec les figures 13 à 18.
Dans une autre variante du deuxième mode de réalisation (voir figures 16, 17), le vitrage est un vitrage feuilleté comportant un trou partiel 30 traversant la deuxième feuille 2 de verre et éventuellement la feuille intercalaire 3 du vitrage feuilleté pour former la fenêtre 111 de transmission. La lentille divergente 20 est ici placée à l’extérieur en vis-à-vis du trou partiel 30. Sur laFIG. 16, le trou partiel 30 est un trou fermé éloigné du bord longitudinal supérieur 10 du vitrage. Dans cet exemple, la première feuille de verre 1 et la feuille intercalaire 3 ne comportent pas de trou au droit du trou partiel 30 qui traverse la deuxième feuille de verre 2 et la feuille intercalaire 3. Sur laFIG. 17, le trou 30 forme une encoche sur le bord longitudinal supérieur 10 du vitrage.
Dans un troisième mode de réalisation (voir figures 18-19), le vitrage comporte un trou complet ou trou traversant 31 dans le plan caractéristique pour former une fenêtre 111 de transmission proche infrarouge apte à laisser passer le faisceau d’émission du lidar. Le trou traversant 31 forme une encoche ouverte par exemple sur le bord longitudinal supérieur 10 du vitrage et par exemple fermé sur trois autres côtés 302, 303, 304.
Dans l’exemple illustré en figures 18-19, le trou traversant 31 du vitrage est fermé par une platine 80, ici transparente à la longueur d’onde LB1, notamment à faces parallèles, d’épaisseur constante. La plaque 80 a une face principale interne et une face principale externe. De préférence, le trou traversant 31 est fermé sur son périmètre, par exemple par des côtés 301, 302, 303, 304. La plaque 32 est fixée par collage en périphérie du trou traversant 31 de façon fermer le trou traversant 31 du côté extérieur et à assurer l’étanchéité du vitrage 300.
Dans l’exemple illustré en figures 18-19, le système de vision infrarouge 7 est disposé à l’intérieur de l’habitacle, en vis-à-vis du trou traversant, de la platine 80, voire au moins partiellement à l’intérieur du trou traversant 31. Le faisceau d’émission 70 se propage en espace libre entre la source de lumière 71 et la face principale interne de la platine 80 dans le trou traversant. La première surface 21 de la lentille divergente est placée à distance de la face principale externe de la plaque 80. Autrement dit, le faisceau d’émission se propage en espace libre entre face principale externe de la plaque 80 et la première surface 21 de la lentille divergente.
La platine 80 est par exemple constitué d’une feuille transparente à la longueur d’onde LB1, par exemple verre extraclair, et par exemple de même épaisseur que la première feuille de verre 1. Selon un aspect particulier applicable à ce mode de réalisation, une couche de masquage 88 (revêtement) est disposée sur la platine 80 (éventuellement transparent), opaque dans le visible et dans le proche infra-rouge, par exemple de couleur noire, notamment à la longueur d’onde de travail. La couche de masquage 88 protège des UV notamment la colle 60 si nécessaire.
De façon optionnelle, le dispositif optique comporte en outre une lame 32 à faces planes et parallèles disposée en sortie de la lentille divergente 20. La lame 32 a une première face 321 disposée face à la deuxième surface 22 de la lentille divergente 20 et une seconde face 322 orientée vers l’extérieur. De préférence, la lame 32 est fixée de façon étanche à l’eau aux supports 82, 83, pour protéger la lentille divergente 20 de l’environnement extérieur.
Selon différents exemples de réalisation, la source de lumière 71 et le dispositif de détection 72 sont disposés côte à côte dans un plan vertical, dans un plan horizontal ou encore dans un plan incliné par rapport à un plan horizontal.
Le trou partiel 30, ou respectivement le trou traversant 31, est avantageusement dans une région centrale périphérique le long du bord longitudinal supérieur 10 du vitrage feuilleté formant pare-brise. Le trou partiel 30, ou respectivement le trou traversant 31, peut-être dans une autre région du pare-brise ou même dans un autre vitrage du véhicule en particulier la lunette arrière.
L’épargne de la couche de masquage 5 est de dimensions supérieures ou égales à celles du trou traversant. De préférence, l’épargne de la couche de masquage 5 est disposée au droit du trou traversant. Les dimensions du trou traversant sont adaptées pour le passage du faisceau d’émission 70 du lidar sur le champ de vue horizontal et vertical du lidar 7. Le trou traversant permet aussi le passage du faisceau réfléchi en direction du dispositif de détection 72 sur tout le champ de vue du lidar.
Dans un autre mode de réalisation illustré enFIG. 21, le trou traversant 31 du vitrage 400 est fermé par la lentille divergente 20 d’axe optique incliné par rapport à l’horizontal. Le trou traversant 31 s’étend ici à travers la première feuille de verre 1, la feuille intercalaire 3 et la deuxième feuille 2 de verre. La lentille divergente 20 est ici fixée par exemple sur sa périphérie via ses faces latérales par tout moyen connu. Une platine 80 multi fonctions (sur la face F4) est trouée au droit du trou 31. Dans la première feuille de verre 1, le trou traversant 31 a si nécessaire une forme complémentaire de la lentille divergente 20. Dans cette configuration, la lentille est configurée pour modifier une direction médiane de pointé d’un faisceau de référence (du lidar) à la longueur d’onde de travail LB1 en sortie du vitrage. La première surface 21 est une surface concave définie par une équation polynômiale de degré N (entier) supérieur ou égal à trois dans laquelle au moins un coefficient d’ordre impair est non nul et la deuxième surface plane est affleurante à la face 11. Par exemple, la lentille divergente est espacée du lidar 7, le faisceau de référence est incliné par rapport à l’horizontal en sortie du lidar (et même en variante en sortie d’un déflecteur intercalé entre le lidar sensiblement parallèle au plan du vitrage ou avec un petit angle et la lentille divergente) et en sortie de la surface avant 22 sensiblement à l’horizontal.
Dans un mode de réalisation illustré enFIG. 22, le trou traversant 31 du vitrage 500 forme une encoche qui est fermée par la lentille divergente 20 d’axe optique incliné par rapport à l’horizontal, la platine 80 et de préférence un joint 61 continu entre le support et les bords du trou traversant 31. Le trou traversant 31 s’étend ici en vis-à-vis à travers la première feuille de verre 1, la feuille intercalaire 3 et la deuxième feuille 2 de verre. La lentille divergente 20 est ici fixée à un support 80 par exemple fixé à ses côtés 23, 24, 26. La lentille divergente 20 et le support 80 sont logés dans le trou traversant 31. La surface avant 22 de la lentille divergente est affleurante de la face principale externe 11 du vitrage 500. Dans cette configuration, la lentille divergente est configurée pour modifier une direction médiane de pointé d’un faisceau de référence (du lidar) à la longueur d’onde de travail LB1 en sortie du vitrage. La première surface ou surface arrière 21 est une surface concave définie par une équation polynômiale de degré N (entier) supérieur ou égal à trois dans laquelle au moins un coefficient d’ordre impair est non nul et la deuxième surface est plane notamment affleurante à la face 11. Par exemple, la lentille divergente est espacée au lidar, le faisceau de référence est incliné par rapport à l’horizontal en sortie du lidar (et même en variante en sortie d’un déflecteur intercalé entre le lidar sensiblement parallèle au plan du vitrage ou avec un petit angle et la lentille divergente) et en sortie de la surface avant 22 sensiblement à l’horizontal.
Dans ces deux derniers modes de réalisations on peut ajouter une lame de protection espacée de la surface avant 22 et fixée sur la face F1 11.
Dans tous les exemples, on peut ajouter un revêtement de protection (couche dure) sur la surface avant et/ou un élément antireflet sur la surface arrière.
La lentille peut comporter une extension latérale servant pour la fixer au système de vitrage.

Claims (18)

  1. Système de vitrage comprenant un vitrage (100, 110, 120, 130, 140, 200, 210, 220, 300, 310, 400, 500) de véhicule, le vitrage comprenant : une première feuille de verre (1) destinée à former le vitrage extérieur avec une première face principale (11) externe et une deuxième face principale (12) orientée vers l’habitacle, et, lorsque le vitrage est feuilleté, comprenant une deuxième feuille de verre (2) destinée à former le vitrage intérieur avec une troisième face principale (13) orientée vers la deuxième face principale (12) et une quatrième face principale (14) orientée vers l’habitacle, et un intercalaire de feuilletage (3) en matière polymère disposé entre la deuxième face principale (12) et la troisième face principale (13), notamment le vitrage étant destiné à former un angle d’inclinaison (β) inférieur à 90 degrés avec un axe horizontal dans le véhicule, le système de vitrage présentant une fenêtre (111) de transmission proche infrarouge à une longueur d’onde de travail LB1 dans un domaine proche infrarouge, et un dispositif optique destiné à fournir un champ de vue externe caractérisé en ce que :
    le dispositif optique comporte une lentille divergente (20), la lentille divergente (20) présentant une première surface (21), dite surface arrière, et une deuxième surface (22), dite surface avant, opposée à la première surface et orientée vers l’extérieur, au moins une desdites première surface et deuxième surface étant concave, la lentille divergente (20) présentant un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un premier plan de référence traversant la lentille divergente et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un deuxième plan de référence traversant la lentille divergente et perpendiculaire au premier plan de référence, le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire.
  2. Système selon la revendication 1 dans lequel le premier grandissement angulaire en valeur absolue est inférieur au deuxième grandissement angulaire et de préférence le deuxième grandissement angulaire est supérieur strictement à 2.
  3. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la surface arrière est concave et non réglée et de préférence la surface avant est concave et non réglée ou la surface avant est plane.
  4. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la surface arrière (21) est concave et de classe C2 et en ce qu’éventuellement la surface avant (22) est concave et de classe C2, la surface avant étant deux fois dérivables et de dérivées continues.
  5. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la lentille divergente est en espace libre.
  6. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la surface avant (22) est disposée affleurante ou en saillie de la première face principale (11), et en particulier la lentille divergente est tout ou partie extérieure au vitrage extérieur avec une éventuelle lame transparente (32) espacée de la surface avant.
  7. Système selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel au moins une desdites première surface (21) et deuxième surface (22) est une surface concave définie par une équation polynômiale de degré N supérieur ou égal à trois, où N est un nombre entier, en particulier l’équation polynômiale décrivant la première surface ou la deuxième surface s’écrivant selon la formule mathématique suivante :
    où x, y et z représentent des coordonnées cartésiennes exprimées en mm dans un repère orthonormé (OiX, OiY, OiZ), l’axe OiZ étant parallèle à l’axe optique de la lentille divergente, le point Oide coordonnées (0, 0, 0) étant situé à l’intersection de la surface i considérée et de l’axe optique de la lentille divergente, p et q étant des variables entières allant de 0 à N, et apqétant le coefficient d’ordre p en x et d’ordre q en y, chaque coefficient apqétant exprimé en mm, et oùsont sans unité, avec R0 valant 30 mm et R étant compris entre 10 mm et 60 mm.
  8. Système selon la revendication 7 dans lequel au moins une desdites première surface (21) et deuxième surface (22) étant une surface concave définie par ladite équation polynômiale de degré N supérieur ou égal à quatre dans laquelle les coefficients d’ordre impair sont tous nuls, en particulier la lentille divergente (20) présente un axe optique (25), le premier plan de référence est un premier plan de symétrie de la lentille passant par l’axe optique (25) et la lentille divergente (20) présente un deuxième plan de symétrie passant par l’axe optique (25) et perpendiculaire au premier plan de symétrie.
  9. Système selon l’une des revendications 7 ou 8 dans lequel la première surface (21) étant une surface concave définie par ladite équation polynômiale de degré N supérieur ou égal à quatre dans laquelle les coefficients d’ordre impair sont tous nuls, en particulier la lentille divergente (20) présente un axe optique (25), le premier plan de référence est un premier plan de symétrie de la lentille passant par l’axe optique (25) et la lentille divergente (20) présente un deuxième plan de symétrie passant par l’axe optique (25) et perpendiculaire au premier plan de symétrie et dans lequel la deuxième surface (22) est plane.
  10. Système selon la revendication 8 ou 9 dans lequel la première surface (21) est une surface définie par l’équation polynômiale de degré huit suivante : z(x,y) = -25.502 x2-5.4996 x4- 17.460 x6- 0.89593 x8- 7.6410 y2- 12.530 x²*y² + 1.4422 x4*y² + 13.012 x6*y² + 0.34126 y4– 34.060 x²*y4+ 36.118 x4*y4+ 25.538 x2*y6et dans lequel la deuxième surface (22) est plane.
  11. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la lentille divergente est configurée pour transmettre un faisceau de référence à la longueur d’onde de travail LB1 avec une direction médiane de pointé sensiblement horizontale et même pour recevoir la direction médiane de pointé dudit faisceau sensiblement horizontal.
  12. Système selon l’une des revendications 1 à 7 dans lequel la lentille divergente est disposée et configurée pour modifier une direction médiane de pointé d’un faisceau de référence à la longueur d’onde de travail LB1 en sortie du vitrage, en particulier au moins la première surface est une surface concave définie par une équation polynômiale de degré supérieur ou égal à trois dans laquelle au moins un coefficient d’ordre impair est non nul.
  13. Système selon l’une des revendications 1 à 11 dans lequel un faisceau de référence (70) à la longueur d’onde de travail LB1 ayant, en amont de la lentille divergente une direction médiane de pointé (40) inclinée par rapport à un axe horizontal, le système comporte en outre un déflecteur (75) disposé en amont de la première surface (21) de la lentille divergente (20), le déflecteur étant arrangé pour dévier le faisceau de référence vers la première surface de la lentille divergente (20).
  14. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel, un faisceau de référence (70) ayant une direction médiane de pointé (40) et s’étendant sur un champ de vue initiale d’ouverture angulaire verticale initiale (VFOV1) déterminée dans un plan caractéristique comprenant une normale au vitrage et un axe vertical (Y) dans le véhicule et d’ouverture angulaire horizontale initiale (HFOV1) déterminée dans un plan perpendiculaire au plan caractéristique comprenant la direction médiane de pointé et un axe horizontal (X) transverse à la direction médiane de pointé, dans la fenêtre de transmission proche infrarouge, le faisceau de référence (70) en sortie de la surface avant (22) ayant un champ de vue externe d’ouverture angulaire verticale (VFOV2) dans le plan caractéristique et d’ouverture angulaire horizontale (HFOV2) dans le plan perpendiculaire, la lentille divergente (20) étant disposée et configurée pour que l’ouverture angulaire verticale externe (VFOV2) soit supérieure à l’ouverture angulaire verticale initiale (VFOV1) et pour que l’ouverture angulaire horizontale externe (HFOV2) soit supérieure à l’ouverture angulaire horizontale initiale (HFOV1) et de préférence l’ouverture angulaire horizontale initiale (HFOV1) est d’au plus 20°.
  15. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la lentille divergente (20) comporte, sur la première surface (21) et/ou sur la deuxième surface (22), une couche fonctionnelle ou un traitement de surface de préférence formant élément antireflet à la longueur de travail, ou formant couche hydrophobe ou antisalissures, ou formant une couche dure.
  16. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel la lentille divergente est fixée à un support (80, 82, 83) notamment via une ou des faces latérales (23, 24, 26) support notamment fixé au vitrage et/ou dans lequel la lentille divergente (20) est disposée au moins partiellement dans un trou partiel (30) ou trou traversant (31) du vitrage, notamment feuilleté.
  17. Système selon l’une des revendications précédentes dans lequel le système de vitrage comporte une platine (80) comportant une plaque dans un trou débouchant du vitrage et transparente à la longueur d’onde de travail, la lentille divergente faisant face à ladite plaque côté extérieur ou la lentille divergente étant partiellement dans un trou de ladite plaque.
  18. Lentille pour système de vitrage comportant un vitrage de véhicule et un lidar, la lentille étant une lentille divergente (20), la lentille divergente (20) présentant une première surface (21), dite surface arrière et une deuxième surface (22), dite surface avant, opposée à la première surface, la surface avant (22) étant destinée à être orientée vers l’extérieur du vitrage, au moins une desdites première surface et deuxième surface étant concave et de préférence non réglée, la lentille divergente (20) présentant un premier grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un premier plan de référence traversant la lentille divergente et un deuxième grandissement angulaire supérieur à 1.0 en valeur absolue dans un deuxième plan de référence traversant la lentille divergente perpendiculaire au premier plan de référence, le deuxième grandissement angulaire étant différent du premier grandissement angulaire.
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