Brevet FR2531794A1 — publié le 19840217

La présente invention concerne un détecteur de coordonnées ou détecteur matriciel transparent, du type appelé également tablette graphique, qui est perfectionne dans le sens de la Invention de son fonctionnement défectueux. Un détecteur matriciel transparent de type conventionnel, servant à détecter des coordonnees dans un plan donne comporte deux ou davantage de couches électriquement conductrices de structure plantaire, qui sont assemblees de telle manière qu'elles sont normalement isolees electriquement l'une de l'autre mais sont amenées en contact lune avec l'autre lorsqu'une pression est exerce sur la couche de dessus, le contact s'établissant au au point où s'exerce la pression.En raison de sa transparence, un tel détecteur ptiut etre disposé sur l'écran d'un tube cathodique, ou dXun visuel à plasma par exemples sans perturber l'image sur l'écran. lorsqu'on appuie avec un doigt, un instrument à écrire ou un stylo spécial sur un certain point d'un écran recouvert d'un tel détecteur, les couches conductrices du détecteur sont amenées en contact l'une avec l'autre à cet endroit, ce qui fait circuler un courant électrique et permet de tirer des signaux, qui correspondent aux coordonnées du point pressée de deux électrodes du détecteur. Un tel détecteur permet d'introduire les coordonnées dans un ordinateur en appuyant simplement sur l'informa tion nécessaire sur le visuel.En raison de la simplicité avec laquelle des données très diverses peuvent ainsi être åntroduites, le dispositif étant utilisable également à la façon d'un clavier par exemple, ses possibilités d'application en divers domaines sont très vastes. Les couches conductrices de structure planaire, qui sont les parties essentielles du détecteur, sont constituées d'un film de plastique transparent, de polyéthylènç-téréphtalate par exemple, qui est recouvert d'un mince film de matière conductrice électrique par dépôt sous vide, pulvérisation cathodique ou placage ionique. Le film conducteur est fait d'un métal tel que l'or, d'un oxyde métallique tel que l'oxyde d'étain ou l'oxyde d'indium-étain, ou de toute autre substance conductrice, d'iodure de cuivre par exemple. Si chacune des deux couches de structure planaire du detecteur forme une feuille conductrice electriquement d'un seul tenant, la détection ou détermination des coordonnées des points d'appui peut s'effectuer de façon analogique.Si elle est divisée par contre en segments ou aires et si des électrodes sont attachées à chaque segment, la détection peut s'effectuer sous forme numérique. La précision et les performances du dispositif dépendent du degré de division ou de l'absence de division de la couche conductrice et de l'emplacement des électrodes (voir par exemple les demandes de brevet japonais n 64238/82, 103489/82, 110329/82 et 1102S7/82 au nom de la demanderesse). Lsinvention vise à perfectionner le type de détecteur décrit dans ce qui précède. En raison de sa transparence, ce détecteur est norme lement utilisé en étant placet contre la face avant du tube cathodiques du visuel à plasma, à cristaux liquides à diodes électroluminescentes ou de tout autre visuel-. Le détecteur et le visuel doivent entre placés aussi proches l'un de l'autre que possible afin de réduire l'erreur de lecture parallactique qui se produirait sinon entre les coordonnées sur le visuel et celles sur le détecteur. I1 s'est révélé toutefois que le détecteur transparent de ce type n'est pas 100% sur en ce sens qu'il détecte parfois les coordonnées de points non pressés ou des coordonnées fausses. Ces défauts de fonctionnement sont particulièrement fréquents avec les dispositifs à détection analogique. Comme résultat de différentes études et expérimenta- tions pour résoudre ces problèmes, la demanderesse a trouve qu'ils peuvent entre éliminés complètement en assemblant le détecteur avec une ou plusieurs couches transparentes et électriquement conductrices qui sont isolés du détecteur proprement dit et sont reliées à la masse (terre). La demanderesse est incapable d'indiquer la raison exacte de ce résultat imprévu. L'invention apporte donc un détecteur matriciel transparent, comprenant deux ou davantage de couches électriquement conductrices de structure planaire, qui sont assemblées de telle manière qu'elles sont normalement isoles électriquement l'une de l'autre et qu'elles sont amenées seulement en contact liune avec l'autre lorsqu'une pression est exercée sur la surface de la couche de dessus, ce détecteur étant caractérise en ce qu'au moins une couche transparente et électriquement conductrice de mise à la masse est assemblée avec lesdites couches de structure planaire de manière qu'elle reste toujours isolée de celles-ci. Les couches transparentes et conductrices du dispositif de l'invention possèdent une résistivité superficielle, exprimée par le quotient de la résistivité P par l'épaisseur de couche e, qui ne dépassera généralement pas 1M(1M/O) s 3 et, de préférence, ne dépasse pas 10 k SE(lO kfl/ a ), et une transmission de la lumière d'au moins 40% et, de préférence, d'au moins 70%. Ces couches sont produites par formation d'une couche de matière conductrice sur un film plastique, un film à orientation biaxiale de polyéthylènetéréphtalate par exemple, par dépôt sous vide, pulvérisation cathodique ou placage ionique.La matière conductrice peut être un métal, tel qu'aluminium, zinc, fer, nickel, tantale, cuivre, or, argent et cobalt, un oxyde métallique tel que l'oxyde d'étain ou d'indium-étain, ou une autre substance conductrice, telle que iodure de cuivre, nitrure de titane et nitrure de carbone. Les couches conductrices de structure planaire du détecteur et la couche conductrice de mise à la masse assemblée avec ces couches peuvent être faites des mêmes matériaux ou de matériaux différents; generalement, il y a lieu de veiller en premier lieu à ce que la couche de mise à la masse n'affecte pas-de manière excessive la transparence du détecteur. On peut améliorer la transparence non seulement en choisissant des matériaux convenables mais aussi en réalisant une gravure partielle de la couche conductrice, de manière à former un réseau ou un motif en treillis sur sa surface. On peut réaliser une version simplifiée du dispositif selon l'invention au moyen d'un film plastique portant un mince film conducteur sur les deux faces, dont l'un forme un film conducteur intérieur qui est utilisé pour la détection et dont l'autre est utilisé comme couche conductrice de mise a la massue. La couche transparente de mise à la masse peut être reliée à la masse par un ou plusieurs fils traversant des oeillets et venant d'une électrode faite d'une résine conductrice (de pâte d'argent par exemple) qui suit tout ou partie du pourtour sur l'un des côtés de la couche. La couche conductrice de mise à la masse peut être disposée en sandwich entre le visuel, un tube cathodique par exemple, et le détecteur transparent, mais il est possible aussi de la disposer par-dessus la surface du détecteur. S'il faut choisir entre ces deux possibilités, c'est la première qui est préférée. I1 est cependant mieux encore de combiner les deux possibilités et de disposer le détecteur en sandwich entre deux couches transparentes et conductrices de mise à la masse. Dans tous les cas, la transparence de la couche ou de chaque couche de mise à la masse doit être telle qu'elle ne nuise pas a la transparence ni aux autres propriétés du détecteur placé comme dispositif d'entrée sur la face frontale du visuel.Que la couche de mise à la masse soit disposée en sandwich entre le visuel et le détecteur ou qu'elle soit placée par-dessus le detecteur, il est essentiel de la connecter à la masse pour empêcher des erreurs dans le fonctionnement du détecteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de l'inventions ainsi que du dessin annexé, sur lequel - la figure l est une coupe transversale schématique d'un détecteur utilisé dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention; et - la figure 2 est une coupe transversale schématique montrant la disposition en sandwich du détecteur de figure 1 entre deux couches transparentes de mise à la masse, dans un exemple d'application à un tube cathodique. Le détecteur matriciel transparent représenté schématiquement sur la figure 1 a été fabriqué comme décrit ci-après. Sur un substrat 1 de polyméthacrylate de méthyle (d'une épaisseur de 0,5 mm), on a formé un film transparent électriquement conducteur constitué d'un film 2 depolyéthylène-téréphtalate à orientation biaxiale (d'une épaisseur de 1251ut) sur lequel a été déposée par métallisation une couche 3 d'oxyde d'indium-étain. Des électrodes parallèles 4, 41 de pâte d'argent ont été formées sur deux bords opposés de la couche transparente et conductrice 3 et des fils 5, 5' ont été attachés à ces électrodes. Un deuxième film transpatent et conducteur a été formé de façon analogue d'un film 7 de polyéthylène-téréphtalate à orien tation biaxiale (d'une épaisseur de 125 m) et d'une couche 8 déposée par métallisation d'oxyde d'indium-étain sur ce film.Des électrodes 9, 9' (l'électrode 9' n'est pas représentée) de pâte d'argent ont été formées sur deux bords opposés de la couche conductrice transparente 8 et des fils 10, 10' (le fil 10' n'est pas représenté) ont été attachés à ces électrodes Comme représenté sur la figure 1, le second film conducteur transparent 7 a été disposé avec sa face conductrice vers le bas sur le premier film conducteur transparent, de manière que les électrodes 9, 91 forment un angle droit avec les électrodes 4 4' et en plaçant une feuille de polycarbonate (épaisseur 0,5 ma) comme intercalaire 6 entre eux. les deux films conducteurs transparents étaient en Cellec R-ECg qui est un film conducteur transparent fabriqué par Daicel Chemical Industries, Ltd., p d'une résistivité superficielle t d'environ 3O0rN00 # / Q ) et une transmission de la lumière visible d'environ 80%. Le détecteur matriciel transparent ainsi obtenu et représenté sur la figure 1 possédait une transmission de la lumière d'environ 60%. Ce detecteur a été placé dans une disposition selon l'invention sur la face frontale d'un tube cathodique 11 en combinaison avec des couches de mise à la masse. Cette disposition est représentée schématiquement sur la figure 2, laquelle n'est pas à l'échelle et sur laquelle le détecteur de figure 1 est désigné dans son ensemble par 16.Une première couche de mise à la masse a été formée d'un file conducteur transparent sous forme d'un film plastique 12 à orientation biaxiale (d'une épaisseur de 125 m) portant un film 13 d'oxyde d'indium-étain déposé par métallisation. Le matériau transparent et conducteur constitué du film 12 et du film 13 était du Cellec R-S fabriqué par Daicel Che # mical Industries, Ltd., d'une résistivité superficielle e de 10 k SO; (10 k #/#), et une transmission de la lumière visible d'environ 90%. Une électrode 14 de patte d'argent a été formée sur la couche conductrice transparente 13 et un fil de connexion 15 de cette électrode a été relie à la masse. Une deuxième couche de mise a la masse a été formée de la même manière du méne matériau. Son film plastique est désigné par 17, sa couche conductrice par 18, son électrode par 19 et son fil de connexion relié a la masse par 20. Conne on peut le voir sur la figure 2, la première couche de mise h la masse 12, 13, 14 a été placée entre le tube cathodique Il et le détecteur 16, tandis que la deuxième couche de mise S la masse 17, 18, 19 a été placée sur la coté avant du détecteur 16. La disposition ainsi obtenue, avec le détecteur 16 en sandwich entre deux films conducteurs transparents, avait une transmission effective de la lumière d'environ 50% et était suffisamment transparente pour pouvoir entre utilisée comme un détecteur matriciel sur la face frontale d'un visuel formé par un tube cathodique par exemple. Pour vérifier la sûreté du détecteur matriciel trains parent selon l'invention, il a été utilisé an combinaison avec un PC-6000, qui est un ordinateur personnel produit par Nippon Eleetric Co., Ltd., avec les quatre connexions 5, St, 10 et 102 du détecteur reliées à un PC-6051, qui est une interface graphique destinée S titre utilisée avec les ordinateurs de la série PC-6000. Lorsqu'on appuie avec un doigt sur un point quelconque de la surface du détecteur placé devant le tube cathodique, le point correspondant apparaissait sus l'écran du tube cathodique.Par contre, Si l'on détachait la connexion 15 de la masse, le PC-6000 ne fonctionnait plus normalement et il n'était plus possible de tracer une figure convenable sur le tube cathodique en appuyant avec le doigt sur la surface du détecteur. l'application d'une tension statique de 10 kV à la surface du détecteur, au moyen d'un générateur d'électricité statique type ESS-6258 fabriqué par Research Laboratories) Inc., ne provoquait aucune erreur dans le fonctionnement de l'ordinateur. Par contre, si la connexion 20 était détachée de la masse, l'application de la tension statique de 10 kV detraquait le fonctionnement du PC-6003 et l'introduction normale d'informations graphiques n'était plus possible. REVENDICATIONS 1. Procédé pour éviter des erreurs de fonctionnement d'un détecteur de coordonnées ou détecteur matriciel transparent (tablette graphique), comprenant deux ou davantage de couches électriquement conductrices de structure planaire, qui sont assemblées de telle manière quelles sont normalement isolées électriquement l'une de l'autre mais sont amenées en contact l'une avec l'autre lorsqu'une pression est exercée sur la couche de dessus, le contact s'étâbîis- sant au point où s'exerce la pression, caractérisé en ce que l'on assemble les couches conductrices de structure planaire (2, 3, 4 et 7, 8, 9) avec au moins une couche transparente et électriquement conductrice (12, 13, 14 et/ou 17, 18, 19) de mise à la masse, de manière qu'elle reste toujours isolée-desdites couches conductrices de structure planaire (2, 3, 4 et 7, 8, 9), et on relie cette couche à la masse (15 et/ou 20). 2. Détecteur matriciel transparent (tablette graphique) de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant deux ou davantage de couches électriquement conductrices de structure planaire, qui sont assembles de telle manière qu'elles sont normalement isolées électriquement l'une de lgautre mais sont amenées en contact l'une avec l'autre lorsqu'une pressiDn est exercée sur la couche du dessus, le contact s'établissant au point où s'exerce la pression, caractérisé en ce qu'il est combiné avec au moins une couche transparente et électriquement conductrice (12, 13, 14 et/ou 17, 18, 19) de mise à la masse, qui est disposée sur lesdites couches conductrices de structure planaire (2, 3, 4 ét 7, 8, 9) de manière qu'elle reste toujours isolée de celles-ci. 3. Detecteur selon la revendication 2, où la couche de mise à la masse est formée d'un film(12 ou 17) d'un matériau non conducteur, sur lequel a été déposé un film conducteur (13 ou 18). 4. Detecteur selon la revendication 2, possédant une première couche de mise à la masse (17, 18, 19) disposée pardessus lesdites couches de structure planaire (2, 3, 4 et 7, 8, 9) et une seconde couche de mise à la masse (12, 13, 14) disposée sur la face arrière de la superposition formée par lesdites couches de structure planaire, face arrière qui est dirigée vers un visuel (11) avec lequel le détecteur est combiné. 5. Détecteur selon la revendication 2 où le film conducteur (13 ou 18) de la couche de mise S la masse possede une résistivité superficielle,exprimée par le quotient de la résistivité { par l'épaisseur de film e, qui ne dépasse pas 1 M llL( 1M lN/) 6. Détecteur selon la revendication 2, où le film conducteur (13 ou 18) de la couche de mise a la masse possède une transmittance d'au moins 40% pour la lumière visible. 7. Détecteur selon la revendication 2, où la couche de mise à la masse est formée par une couche conductrice sur la face externe d'une desdites couches de structure planaire (2, 3, 4 et 7, 8, 9).