LU85842A1 - Commutateurs capacitifs - Google Patents

Description

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1 COMMUTATEURS CAPACITIFS

La présente invention concerne des commutateurs capacitifs.

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Conformément à un aspect de la présente invention, un ' commutateur capacitif comprend une première électrode , disposée sur ou proche d'une surface d'une couche de matériau diélectrique, une seconde électrode et une pla-10 que conductrice disposées toutes deux sur la face opposée de la couche de matériau diélectrique par rapport . à la première électrode et avec superposition par rap port a la première électrode, lesdites première et seconde électrodes et la plaque conductrice étant dispo-15 sées de manière à ce que le commutateur puisse être commuté entre une première et une seconde position, le facteur de transfert de signal entre la première et la seconde électrode étant significativement différent dans dans l'une de ces positions par rapport au facteur de 20 transfert de signal dans l'autre des deux positions.

La plaque conductrice et la seconde électrode peuvent être disposées côte à côte avec un faible intervalle entre celles-ci, ou bien elles peuvent être superpo -25 sées l'une à l'autre avec une autre couche de matériau diélectrique entre elles. Le compromis convenable de couplage capacitif entre la première et la seconde é-» lectrode par le trajet direct et par la plaque conduc- ? trice peut être réalisé par un réglage approprié des * ‘ 30 zones (A) de recouvrement entre les différentes élec trodes de l'intervalle (d) entre les différentes électrodes et/ou des constantes diélectriques (k) des couches diélectriques entre les différentes électrodes.

/3 De préférence, le rapport : ' 2 1 Ak/d pour -la plaque conductrice vers la première électrode Ak/d pour la première électrode vers la seconde électrode doit être égal à 8:1 ou, ce qui est bien préférable, doit être de l'ordre de 40:1. Le rapport souhaité peut 5 être réalisé d'une manière appropriée en donnant à la plaque* conductrice et a la première électrode des dimensions sensiblement égales mais en réduisant la largeur de la seconde électrode dans un rapport de 8:1 ou davantage.

10 ; Le couplage capacitif direct entre la plaque conductri ce et la première électrode est, de préférence, du même ordre de grandeur qu'entre la plaque conductrice et la seconde électrode, et le rapport de couplage capacitif 15 doit être compris, de préférence encore, entre 1:2 et 2:1 .

La plaque conductrice peut être disposée d'une manière fixe par rapport à la première et à la seconde électro-20 de. Avec cette disposition, la première électrode est couplée capacitivement à la seconde électrode par la plaque conductrice, si bien que, lorsqu'une charge é-lectrique est appliquée à la plaque conductrice en mettant, par exemple, cette plaque en contact ou à la ter-25 re, soit directement ou par l'intermédiaire d'une capacité, le couplage par la plaque conductrice est effica-* cernent interrompu. Ceci donne lieu à une diminution si gnificative du couplage capacitif entre la première et la seconde électrode. Si un signal de lecture est appli-" 30 gué à l'une des dites électrodes, cette modification de ; capacitance donnera lieu à une modification de l'ampli- % tude du signal de sortie de l'autre électrode. Cette modification d'amplitude peut être détectée et utilisée l à des fins de commutation.

I J 35 ! f 1 . 3 1 Dans une réalisation en variante, la plaque conductrice est isolée de la personne actionnant le commutateur et la terre, mais est montée d'une manière élastique, de façon à pouvoir être déplacée vers la première élec-5 trode, afin d'actionner le commutateur. Avec cette dis-, position, le couplage de la première électrode à la seconde électrode par la plaque conductrice augmentera lorsque la plaque conductrice se déplacera vers la première électrode. Il en résultera une augmentation signi-10 ficative de la capacitance réelle du commutateur quand celui-ci sera manoeuvré, avec une modification correspondante du signal de sortie, qui peut être détecté à son tour et utilisé à des fins de commutation.

15 De préférence, le facteur de tranfert de signal du commutateur doit varier suivant un facteur d'au moins 2 entre l'état actionné et non actionné du commutateur.

Les commutateurs capacitifs du type décrit ci-dessus 20 conviennent particulièrement bien pour réaliser des groupes de commutateurs.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, un groupe de commutateurs capacitifs comprend plusieurs 25 commutateurs tels que décrits ci-dessus, la couche diélectrique de chaque commutateur étant constituée par un panneau diélectrique commun, les commutateurs étant disposés avec un espacement par rapport au panneau.

30 ' De préférence, les commutateurs capacitifs sont disposés en "m" rangées de "n" commutateurs. Les secondes électrodes de tous les commutateurs dans chaque rangée peuvent être constituées par une bande conductrice com-mune et les premières' électrodes d'un commutateur de ;35 chaque rangée sont constituées par une bande conductri- • . 4 i 1 ce commune. De cette manière, les secondes électrodes . de tout l'ensemble de commutateurs peuvent être réali sées au moyen de "m" bandes conductrices et les premières électrodes au moyen de "n" bandes conductrices, 5 ces bandes conductrices étant disposées de manière à ce - que* chaque commutateur corresponde à une combinaison unique d'une première et d'une seconde électrodes.

Par exemple, les bandes conductrices constituant les 10 secondes électrodes peuvent être alignées l'une sur 1' autre et disposées à angle droit des bandes conductrices constituant les premières électrodes.

’ L'ensemble de commutateurs décrit ci-dessus peut être ! 15 multiplexé de la manière décrite dans le brevet britan- ί nique 2059657B.

k i i Si les plaques conductrices, les première et seconde , électrodes, les couches de matériaux diélectriques des S 20 commutateurs ou des ensembles de commutateurs décrits r '· ci-dessus sont réalisés en matériaux transparents, les j, commutateurs peuvent être combinés avec un dispositif de visualisation, tel que décrit au brevet britannique 2002522B.

25 De préférence, le dispositif de visualisation utilisé comprendra un support de visualisation, qui est dispo- i sê entre une paire d'électrodes ou de jeux d'électrodes, le dispositif de visualisation réagissant à un diamp j · électrique créé entre les électrodes afin d'obtenir f 30 une image. Les dispositifs de visualisation de ce gen- , re comprennent des dispositifs de visualisation électro- • luminescents à courant continu,des dispositifs de visua- | lisation électroluminescents â courant alternatif, des ! a dispositifs de visualisation à cristaux liquides, des I Pt J/ 35 dispositifs de visualisation à plasma,des dispositifs .. 5 1 de visualisation électrochromigues et des dispositifs de visualisation électrophorétiques. Ces dispositifs de visualisation peuvent être disposés de manière à fournir une image fixe, qui est enclenchée ou déclen-5 chée ou, en variante, une image variable qui peut ê-tre modifiée en manoeuvrant le commutateur ou d'au-très commutateurs faisant partie, par exemple, d'un ensemble de commutateurs. Avec des dispositifs de visualisation de ce genre, les électrodes transparentes 10 a l'avant de l'écran de visualisation peuvent servir de premières électrodes pour les commutateurs capacitifs. Chaque première électrode peut être constituée de plusieurs électrodes de visualisation, à condition que toutes les électrodes de visualisation puissent 15 être adressées ensemble pour permettre une action sur le commutateur. Quand les électrodes de visualisation sont utilisées comme premières électrodes, il est a-vantageux d'utiliser ces électrodes comme électrodes de lecture, de manière à ce que le circuit de comman-20 de de la visualisation puisse être adapté de manière à appliquer un signal de lecture aux électrodes.

Conformément à une autre réalisation encore de la présente invention, un ensemble,constitué d'un commuta-25 teur capacitif et d'un dispositif de visualisation , comprend un commutateur capacitif ou un ensemble de commutateurs capacitifs tel que décrit ci-dessus, les constituants du dit ou des dits commutateurs capacitifs étant réalisés en matériau transparent, un dispo-30 sitif de visualisation disposé sur la surface arrière de la première électrode ou de chacune des premières électrodes et une électrode de visualisation étant disposée sur la surface arrière du dispositif de visualisation, avec superposition par rapport au commu-Â35 tateur capacitif ou à chacun des commutateurs capacitifs.

i 6 1 Normalement, le mode de visualisation décrit ci-dessus pourrait être assuré par un couvercle transparent, par exemple une plaque de verre disposée à l'avant du dispositif de visualisation. Les ensembles de visualisa-5 tion avec commutate'urs capacitifs, conformes à la présente invention,peuvent être réalisés ,par conséquent , en appliquant un revêtement transparent sur un élément de visualisation préformé. Ce revêtement comprendra une ou plusieurs plaques conductrices et une seconde élec-1 0 trode correspondant à la plaque ou à chacune des plaques conductrices montées sur une couche isolante ou diélectrique transparente.

En variante, la plaque conductrice et la seconde élec-15 trode peuvent être réalisées directement sur le couvercle avant d'un élément de visualisation déjà existant.

Le couvercle avant et les électrodes avant du disposi-20 tif de visualisation constitueront alors les éléments restants du commutateur ou des commutateurs. Lorsque les ensembles formés d’un commutateur capacitif et d' un élément de visualisation sont disposés en groupe, les dispositifs de visualisation peuvent être multi-25 plexès d'une manière semblable aux commutateurs capacitifs.

Différentes réalisations de la présente invention seront décrites maintenant à titre d’exemple uniquement, 30 en se référant aux figures ci-jointes, qui représentent respectivement :

La figure 1, un commutateur à touches réalisé conformément à la présente Invention.

» 7 1 La figure 2, le circuit électrique correspondant au commutateur représenté à la figure 1.

Les figures 3 et 4, des constructions en variante,re-5 présentées en coupe',d'un commutateur à touches réali-, sé conformément à la présente invention, et

La figure 5, une représentation schématique, en coupe partielle, d’un commutateur à touches et d’un ensem-10 ble de visualisation, conformes à la présente invention.

A la figure 1, une plaque de contact 10 en matériau conducteur est appliquée sur la face antérieure d'une 15 couche 11 de matériau diélectrique, tel que verre ou plastique. Une électrode de détection 12, constituée par une bande conductrice étroite et ayant une surface sensiblement inférieure à celle de la plaque de contact 10, est déposée sur la surface arrière de la 20 couche diélectrique 11 ou sur la surface avant d'une couche épaisse 13 de matériau diélectrique. Une électrode de lecture conductrice 14, de surface semblable à celle de la plaque de contact 10, est constituée sur la surface arrière de la couche diélectrique 13, les 25 électrodes 10, 12 et 14 étant superposées les unes aux autres. Il est prévu une connexion 15 à l'électrode de lecture 14 (figure 2), pour permettre le raccordement au circuit électrique, permettant de fournir des impulsions de lecture électriques.

30

Quand aucune charge électrique n'est appliquée à la plaque de contact 10, l'électrode de détection 12 est couplée capacitivement à l'électrode de lecture 14 â la fois directement et par l'intermédiaire de la pla-(35 que de contact 10, comme le montre la figure 2. La f ' - 8 J1 1 surface de l'électrode de détection 12 par rapport à | la plaque de contact 10 et à l'electrode de lecture 14 $ et l'épaisseur et les constantes diélectriques des couches diélectriques 11 et 13, sont choisies de maniè-f 5 re à ce que la capacitance entre l'électrode de lectu- «i* Λ- - re-1 4 et l'électrode de détection 12 par la plaque de J contact 10, c'est-à-dire 1 in c2+ c3 \1 10 I; est au moins de l’ordre de grandeur de la capacitance ! * '1 CL existant directement entre les électrodes de lectu- f 1 ÿ re 14 et les électrodes de détection 12. Dans ces con- *4 i ditions, la capacitance réelle du commutateur est i15 CE = C1 + C2C3 C2+C3

Si une personne touche la plaque 10, la charge êlectri-I que de celle-ci interrompt efficacement le couplage de | 20 l'électrode 14 à l'électrode de détection 12,par la | plaque de contact 10. La capacitance réelle du commu tateur devient alors «' c = c i -El

En général, la plaque de contact 10 et l'électrode de 25 lecture 14 ont pour dimensions 12,7 mm x 9,525 mm, tandis que l'électrode de détection 12 a pour dimensions 1,0 mm x 12,7 mm. Les couches diélectriques 11 et 13 I; sont réalisées en plaques de verre ayant une constante '1 » diélectrique égale à 7,5 et des épaisseurs de 0,5 mm ï 30 et 3 mm respectivement. Avec une disposition de ce gen re, la capacitance réelle du commutateur C sans char- } ge appliquée s'est avérée être égale à 1,6 pF, cette % ί capacitance diminuant jusqu'à 0,8 pF quand une charge

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j? était appliquée à la plaque de contact 10.

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! Jj 35 La modification de capacitance provoquée par l'applica- ! £- / 9 1 tion d'une charge à la plaque de contact 10 donne lieu à une modification correspondante du signal de sortie sur l'électrode de détection 12. Un connecteur 16 raccorde l'électrode 12 au circuit permettant de détecter 5 la modification du signal de sortie et de provoquer u-ne action de commutation en réponse à cette modifica-- tion.

Plutôt que de réaliser le commutateur au moyen de cou-10 ches discontinues 11 et 13 de matériau diélectrique, comme décrit ci-dessus, les électrodes de détection et de lecture 12 et 14 peuvent être déposées sur les surfaces antérieures et postérieures de la couche diélectrique 13, par exemple par déposition en phase vapeur. 15 Un film de verre ou de plastique d'environ 0,125 mm d' épaisseur peut être déposé ensuite au-dessus de l'électrode de détection 12, de manière à constituer la couche diélectrique 11, par exemple par trempage ou pulvérisation. La plaque de contact 10 peut alors être 20 déposée au-dessus du film de verre ou de plastique, de manière à obtenir un commutateur de construction compacte.

A la figure 3, la plaque de contact 10 et l’électrode 25 de détection 12 sont réalisées côte à côte sur la surface antérieure de la couche diélectrique 13. L'électrode de lecture 14 est constituée sur la surface postérieure de la couche dielectrigue 13,telle que décrite ci-dessus, mais présente une surface agrandie, de ma-30 nière à recouvrir à la fois la plaque de contact 10 et l'électrode de détection 12. La plaque 10 et l'électrode 1 2 peuvent être protégées par une mince couche de matériau isolant 23, par exemple en verre ou en plastique, réalisée de la manière décrite ci-dessus.

35i J La plaque de contact 10 a habituellement pour dimensions

A

s/ '. 10 1 12,7 mm x 9,5 mm et l'électrode de détection 12 mesure 0,125 mm x 12,7 mm, avec un intervalle entre elles de 0,05 mm. Avec un verre de 3 mm d'épaisseur et une constante diélectrique égale à 7,5, la capacitance réelle 5 du commutateur varie de 1,6 pF sans contact jusqu'à 0,8 pF avec contact.

La figure 4 est identique à la figure 1, sauf que les positions des électrodes 10 et 12 sont inversées.

10

Compte tenu des dimensions relatives de l'électrode de détection 12 et de la plaque de contact 10, et quoique l'électrode de détection 12 soit la plus élevée, tout contact avec la surface supérieure du commutateur ap-1 5 pliquera une charge électrique à la plaque de contact 10, qui interrompra le couplage capacitif entre l'électrode de lecture 14 et l'électrode de détection 12,par la plaque de contact 10,comme déjà décrit en se référant aux figures 1 et 2. D'autre part, cette disposi-20 tion permet à la plaque de contact 10 de protéger l'électrode de détection 12 de tout couplage capacitif direct avec l'électrode de lecture 14 et, par conséquent, en cas de contact, la capacitance réelle du commutateur doit être proche de zéro.

25

Le dispositif avec élément de visualisation et commutateur de contact représenté à la figure 5 fait appel à un écran de visualisation électroluminescent, avec matrice de points à courant continu, la disposition étant 30 celle de la figure 1. Ce dispositif de visualisation comprend le panneau de verre 13,à l'arrière duquel se trouve un jeu d'électrodes allongées parallèles 21.

Une couche de phosphore 20 est appliquée à l'arrière (des électrodes 21 et Un second jeu d'électrodes allongées 22 est appliqué sur la surface postérieure de la Λ *. 11 1 couche de phosphore 20 et à angle droit par rapport aux électrodes 21. Chaque électrode de chaque jeu recouvre donc toutes les électrodes de l'autre jeu, de manière ä constituer une matrice de points.Normalement, les 5 jeux d’électrodes 21 et 22 peuvent contenir de 20 à 40 électrodes par centimètre. Les électrodes 10, 19 et 21 sont transparentes, et réalisées,par exemple,en oxyde d'étain, tandis que le matériau diélectrique 13 et 22 est transparent.

10

Les électrodes 21 et 22 sont pourvues de raccords d'entrée pour appliquer individuellement à chaque électrode des impulsions de tension. Normalement, la couche de phosphore 20 aura un seuil de luminescence de 80 à î 15 120 volts et les impulsions de tension appliquées aux électrodes 21 peuvent varier de 40 à 60 volts, tandis : que les impulsions appliquées aux électrodes 22 peu- 5 vent varier de -40 à -60 volts.

• 20 Par conséquent, chaque fois qu’une électrode 21 soumi- \ se à impulsion croise une électrode 22 soumise à im- | pulsion, la partie de la couche de phosphore 20 com- ; prise entre celles-ci sera excitée et créera un point lumineux. Si l'on applique simultanément des impul-25 sions à des paires appropriées d'électrodes 21 et 22, plusieurs points lumineux apparaîtront en même temps, \ de manière à former une légende ou un symbole, gui $ peut être modifié en appliquant des impulsions à dif- Îférentes paires d'électrodes 21 et 22. Normalement,ces 30 impulsions d’illumination ont une durée de 10 à 100 • microsecondes et sont appliquées aux électrodes 21 et à ^ : 22 avec une fréquence de 0,05 à 2 kHz pendant la perio- i de d'éclairement du dispositif de visualisation.

35 I Les électrodes de détection 19 présentent la forme de : Γ ' . 1 2 1 bandes parallèles à angle droit,par rapport aux électrodes 21. La fine feuille 11 de matériau diélectrique est disposée sur les bandes conductrices 19 et plusieurs plaques de contact 10 sont prévues sur la surface 5 antérieure de la feuille 11. Les plaques de contact 10 - sont.disposées en rangées, chaque rangée recouvrant u- ne bande conductrice 19 différente et en colonnes,chaque colonne recouvrant un groupe différent d'électrodes 21 .

10

Les bandes conductrices 19 sont pourvues de connecteurs sur un bord du dispositif de visualisation avec commutateurs, de manière à permettre leur raccordement à des circuits de détection appropriés.

1 5

Par conséquent, si l’on applique une impulsion électrique de lecture successivement à chaque groupe d’électrodes 21, tandis que toutes les électrodes 21 sont au potentiel zéro et si l'on contrôle la sortie de chaque 20 bande conductrice 19, chaque commutateur de l'ensemble peut être interrogé individuellement.

Afin de pouvoir distinguer le commutateur,quand il est actionné ,de tous les autres commutateurs dans une ran-25 gée desservie par une bande d'électrodes 19, au sens habituel du terme, le couplage capacitif entre chaque plaque de contact 10 et bande 19 doit être sensiblement inférieur à la capacitance du corps de la personne touchant le commutateur (qui est d'environ 80 pF au mini-30 mum pour un adulte). De préférence, la capacitance entre chaque plaque de contact 10 et la bande d’électrodes de détection 19 sera inférieure à 10 pF. Afin d’éviter une atténuation excessive du signal de sortie, par suite de l'augmentation de résistance de la bande 35^1 d'électrodes de détection 19 le long de la rangée de Λ v 1 3 1 commutateurs, ce qui pourrait provoquer des signaux de commutation erronés, la résistance globale de chacune des bandes d’électrodes de détection 19 ne doit pas dépasser 100 k ohms. · 5

Les circuits utilisés pour appliquer les impulsions d’ illumination aux électrodes 21 peuvent également être utilisés avantageusement pour appliquer des impulsions de lecture mais, au lieu d'appliquer les impulsions à 10 des électrodes individuelles, comme cela est nécessaire pour permettre l'éclairement, les circuits seront disposés de manière à envoyer une impulsions simultanément à toutes les électrodes 21 du même groupe.Ces impulsions de lecture s'appliqueront entre les impul-15 sions d'illumination et auront normalement une durée de 10 microsecondes, avec une fréquence de 50 Hz. Vu qu'aucune impulsion ne sera appliquée aux électrodes 22 lorsque les impulsions de lecture sont appliquées aux électrodes 21 , le potentiel à travers la couche 20 de phosphore n'atteindra pas le seuil requis pour 1' illumination et, par conséquent, ceci sera sans effet sur la visualisation.

Le dispositif de visualisation avec commutateur décrit 25 ci-dessus peut être conçu de manière à ce que des zo-- nés de visualisation séparées soient associées aux commutateurs situés au-dessus de celle-ci.' Ces zones de visualisation peuvent être modifiées suivant les besoins, en réponse à la manoeuvre du commutateur ou 30 des autres commutateurs de l'ensemble, ce qui permet donc d'obtenir un système de commutateurs programmables multifonctionnels. Grâce à ce mode de fonctionnement, seules les électrodes 21 et 22 en-dessous des plaques de contact 1X) serviront aux fins d'illumina-35 Λ tion. En variante, le panneau tout entier peut servir λ * 14 1 à* obtenir une seule visualisation, la manoeuvre des commutateurs produisant les effets correspondants â la région sous-jacente du dispositif de visualisation.

5 Les plaques de contact 10 et les bandes conductrices - 19 décrites ci-dessus, peuvent être déposées sur la feuille de verre ou de plastique 11, de manière â obtenir un recouvrement gui peut être appliqué sur 1' écran de couverture en verre d'un ensemble existant, 10 de manière à réaliser un système de visualisation avec commutateur du type décrit ci-dessus.

Bien que nous ayions décrit,en nous référant à la figure 5, un dispositif de visualisation combiné avec un 15 commutateur à contact, des éléments de visualisation avec commutateur individuel peuvent être réalisés de la même manière.

Différentes modifications peuvent être apportées à 20 cette réalisation, sans se départir du principe de 1' invention. Par exemple, dans les réalisations décrites ci-dessus, la commutation est réalisée en appliquant une charge électrique aux plaques de contact 10, et cela normalement par le contact d’une personne avec 25 la plaque de contact 10. Ceci présente l'inconvénient que la charge appliquée peut varier d'une personne à l'autre et que le circuit de détection doit être capable de fonctionner dans une gamme assez large. Une modification plus importante du signal peut être obtenue 30 en prévoyant des dispositifs pour raccorder directement a la terre la plaque 10.

Les commutateurs ou ensembles de commutateurs décrits ci-dessus peuvent être pourvus de membranes élastiques 35 qui sont écartées de la surface antérieure du commuta- A - » 15 1 teur et qui doivent être enfoncées pour manoeuvrer celui-ci. Ces membranes fourniront une réponse tactile et empêcheront également que des liquides conducteurs ne viennent au contact de la surface des commutateurs 5 et avec un ensemble de commutateurs, de manière à pon-- ter -les plaques de contact 10 de deux ou plusieurs com mutateurs. Quand le commutateur fonctionne comme commutateur de contact, la membrane peut être réalisée en matériau conducteur ou peut présenter un revêtement 10 conducteur sur sa surface intérieure, ce revêtement é-tant raccordé à la terre de manière à ce que, quand le commutateur est actionné, la plaque de contact 10 soit mise à la terre. Cette dernière disposition présente l'avantage que le commutateur peut être action-15 né en utilisant un stylet non-conducteur ou un doigt ganté. Quand le commutateur présente une plaque conductrice mobile, celle-ci peut être disposée sur la surface intérieure de la membrane. Les membranes du type décrit ci-dessus peuvent être 'réalisées en matériau 20 en feuilles plates élastiques, écartées de la face antérieure du commutateur par des entretoises. Toutefois, la membrane peut être réalisée avantageusement au départ d'une feuille présentant des dômes qui surmontent le commutateur. Avec des ensembles de commutateurs,une 25 simple feuille moulée, présentant plusieurs dômes, à raison d'un pour couvrir chaque commutateur, peut suffire pour recouvrir l'ensemble du dispositif. Les membranes de ce genre peuvent également être utilisées a-• vec des éléments de visualisation combinés avec com-30 mutateurs, à condition qu'ils soient construits en matériau transparent. Avec des éléments de visualisa-tin avec commutateur, les couches diélectriques transparentes 11 et 13 et/ou la membrane (s'il en existe une), peuvent être teintées afin d’améliorer ou de fai-35 ff re varier l'aspect naturel du dispositif de visualisation.

A

16 1 La disposition des plaques de contact 10 et des élec- * trodes de détection 12 représentées aux figures 3 et 4 peut être utilisée à la figure 5 à la place de la disposition représentée par cette figure.

5

Les figures en annexe sont des représentation unique-ment schématiques et ne sont pas conçues pour donner une indication des dimensions relatives, et plus particulièrement, des épaisseurs des constituants. Norma-10 lement, la première couche diélectrique 11 aura une é-paisseur de l'ordre de 1 mm, tandis que la seconde couche diélectrique 13 a une épaisseur de l'ordre de 3 mm; la couche de phosphore a une épaisseur de l'ordre de 40 microns, tandis que les plaques de contact 10 et les 15 différentes électrodes 12, 14, 19, 21 et 22 ont une é-paisseur de l'ordre de 0,05 microns.

A la figure 5, la couche de phosphore 20, combinée aux électrodes 21, 22 et au panneau de verre 13, peut cons-20 tituer un élément de visualisation déjà existant. Dans ce cas, la feuille diélectrique 11, les plaques de contact 10 et les électrodes de détection 19 peuvent constituer un recouvrement séparé de commutation capacitive, adapté de manière à s’ajuster sur l'élément de vi-25 sualisation, afin que les plaques de contact 10 et les électrodes 19 soient superposées aux premières électrodes 21 . Avec la disposition des plaques de contact 10 et des électrodes de détection 12 représentées à la ’ figure 3, celles-ci seront toutes du même côté de la 30 feuille diélectrique 11 du revêtement. L'expression "facteur de transfert de signal" utilisée ici signifie ; le rapport de la grandeur d'une impulsion apparaissant sur l'une des dites première et seconde électrodes en J réponse à une impulsion appliquée à l'autre électrode * 35 à la grandeur de l'impulsion appliquée à ladite autre

Ji électrode.

Claims (24)

1 Commutateur capacitif caractérisé en ce qu'une première électrode(14)est disposée sur ou à proximité d’une surface d’une couche de matériau diélec-5 trique (13), qu’une seconde électrode (12) et une plaque conductrice (10) sont disposées toutes deux sur la face de la couche de matériau diélectrique (13) opposée à la première électrode (14) et superposée à la première électrode (14), lesdites 10 première et seconde électrodes (14, 12) et la plaque conductrice (10) étant disposées de manière à ce que le commutateur puisse être commuté de-j puis une première et une seconde position, le fac teur de transfert de signal entre la première et la 15 seconde électrodes (14,12) étant significativement différent dans l'une de ces positions par rapport au facteur de transfert de signal dans l'autre des deux positions.

1 REVENDICATIONS

2. Commutateur capacitif, selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (12) sont superposées 1' une à l'autre, une couche supplémentaire de matériau diélectrique (11) étant interposée entre elles. 25

3. Commutateur capacitif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (12) sont disposées côte à côte, avec un faible intervalle entre elles. 30

4. Commutateur capacitif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rapport du quotient Ak/d entre .la plaque conductrice (10) et la première électrode (14) au 3bquotient Ak/d entre la première et la seconde é- ♦ * 18 «· 1 lectrode (14, 12) est égal à 8:1 ou davantage.

5. Commutateur capacitif, selon la revendication 4, caractérisé en'ce que le rapport du quotient Ak/d 5 entre la plaque conductrice (10) et la première „ τ électrode (14) au quotient Ak/d entre la première et la seconde électrode (14, 12) est de l'ordre de 40:1.

6. Commutateur capacitif, selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le rapport de la largeur de la plaque conductrice (10) et/ou de la première électrode (14) à la largeur de la seconde électrode (12) est égal à 8:1 ou davantage. 15

7. Commutateur capacitif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couplage capacitif direct entre la plaque conductrice (10) et la première électrode (14)est 20 du même ordre de grandeur que le couplage capaci tif direct entre la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (12).

8. Commutateur capacitif, selon la revendication 7, 25 caractérisé en ce que le rapport du couplage capa citif direct entre la plaque conductrice (10) et la première électrode (14) et entre la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (12) est compris entre 1:2 et 2:1. 30

9. Commutateur capacitif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque conductrice(10) est disposée d’une ma-nière fixe par rapport aux première et seconde é- 35 fi lectrode (14, 12). i - 19 *

10. Commutateur capacitif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plaque conductrice (10) est montée élastiquement, de façon à pouvoir se déplacer par rapport à la 5 première électrode (14). s *

11. Ensemble de commutateurs capacitifs comprenant plusieurs commutateurs , selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et caractérisé en ce 1 o que la couche diélectrique (13) de chaque commu tateur est constituée par un panneau diélectrique commun, les commutateurs étant disposés avec un espacement par rapport au panneau diélectrique.

12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que les secondes électrodes (12) d'un groupe de commutateurs sont réalisées sous forme d' une bande conductrice commune (19).

13. Ensemble, selon la revendication 11, caractérisé en ce que les premières électrodes (14) d'un groupe de commutateurs sont réalisées par une bande conductrice commune (21).

14. Ensemble, selon l'une quelconque des revendica tions 11, 12 ou 13, caractérisé en ce que les commutateurs sont disposés en plusieurs rangées (m), tous les commutateurs de chaque rangée ayant leurs secondes électrodes (12) constituées par une ban-30 de conductrice commune (19) et les premières élec trodes (14) d'un commutateur de chaque rangée (m) étant constituées par une bande conductrice (21).

15. Ensemble, selon la revendication 14, caractérisé 35 fj en ce que les bandes conductrices (19) constitu- l ψ . 20 * î ant les secondes électrodes (12) pour chaque ran gée (m) de commutateurs, sont disposées à angle droit par rapport aux bandes conductrices (21), constituant les premières électrodes (14). 5

16. Ensemble, selon l'une quelconque des revendica- ψ tions 12, 14 ou 15, caractérisé en ce que la capacitance entre chaque plaque conductrice (10) et la bande conductrice (19) constituant les secon-10 des électrodes (12) est inférieure à 10 pF.

17. Ensemble, selon l'une quelconque des revendications 12, 14, 15 ou 16, caractérisé en ce que la résistance de la bande conductrice (19) constitu- 15 ant les secondes électrodes (12) ne dépasse pas 100. ohms.

18. Elément de visualisation avec commutateur capacitif, caractérisé par un commutateur capacitif ou 20 un ensemble de commutateurs capacitifs, selon 1' une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les constituants(10, 11, 12, 13, 14, 19, 21) du commutateur ou de l'ensemble des commutateurs sont réalisés en matériaux transpa-25 rents, qu'un support de visualisation(20) est dis posé sur la surface postérieure de la première é-lectrode ou de chacune des premières électrodes (21) et qu’une électrode de visualisation(22) est disposée sur la surface postérieure du support de 30 visualisation (20) avec superposition au ou à cha cun des commutateurs capacitifs.

19. Elément de visualisation avec commutateur capacitif, selon la revendication 18, caractérisé en ce 35^^^^^ que le support de visualisation(20) assure la vi- . 21 « 1 sualisation en réponse à un champ électrique qui est créé entre la première électrode (21) et l'électrode de visualisation (22).

20. Elément de vi'sualisation avec commutateur capaci tif, selon la revendication 19, caractérisé en ce + r que le support de visualisation (20) est choisi dans le groupe comprenant un matériau luminescent, un cristal liquide, un gaz ionisable, un matériau 10 électrochromique ou un matériau électrophorétique.

21. Elément de visualisation avec commutateur capacitif, selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispo- 15 sitif pour appliquer des signaux de commande de I visualisation entre les premières électrodes et \ - les électrodes de visualisation(21 , 22), des moy ens pour appliquer des impulsions de lecture aux v premières électrodes (21) et des moyens pour dê- 20 tecter les impulsions transmises de manière capa citive aux secondes électrodes (19).

22. Elément de visualisation avec commutateur capacitif , selon la revendication 21, caractérisé en 2. ce gue Ie moyen utilisé pour appliquer les si- • gnaux de commande de visualisation sert également j à appliquer des impulsions de lecture aux premiè- * res électrodes (21). f 30

23. Elément de visualisation avec commutateur capaci- | tif, selon l'une quelconque des revendications 18 ; à 22, caractérisé par un element de visualisation pourvu d'un support de visualisation (20),disposé { entre la première électrode transparente (21) et ^ 35 / l'électrode de visualisation ( 22 ), superposées 1'· ! i . U' * 22 s* fl 1 une à l’autre, et un couvercle (13) en matériau diélectrique transparent, disposé devant la première électrode (21) et comprenant un revêtement de commutateur' capacitif comportant une feuille 5 transparente de matériau diélectrique (11) avec la plaque conductrice (10) et une seconde électrode (19), constituée sur celle-ci au moyen d' un matériau conducteur transparent, ledit revêtement de commutateur étant appliqué à la surface 10 antérieure du couvercle de visualisation (13),de manière à ce que la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (19) se superposent à la première électrode (21).

24. Revêtement de commutateur capacitif à utiliser avec un dispositif de visualisation, comprenant un support de visualisation disposé entre une première électrode transparente et une électrode de visualisation , superposées l'une à l'autre, et 20 un couvercle de matériau diélectrique transparent disposé devant la première électrode, caractérisé en ce que ledit revêtement de commutateur comprend une feuille transparente de matériau diélectrique (11), sur laquelle sont disposées la plaque con-25 ductrice transparente (10) et la seconde électro de transparente (19), ladite plaque conductrice (10) et la seconde électrode (19) étant positionnées de manière à ce que, lorsque le revêtement est appliqué à la surface antérieure du couvercle 30 (13) du dispositif de visualisation, la plaque conductrice (10) et la seconde électrode (19) se superposent à la première électrode (21), lesdi-tes première et seconde électrodes (19, 21) et la plaque conductrice (10) étant disposées de maniè-35 j re à ce que le commutateur puisse être commuté en- A *« 23 a» Λ ^ 1 tre une première et une seconde position, le fac teur de transfert de signal entre les premières et secondes électrodes (19,21) dans l'une de ces positions étant significativement différent du facteur 5 de transfert de signal dans l'autre des deux positions. * / i ii % i ! < h i i a i- ? « i * i t V 11 F - s IJ