Brevet FR2596542A1 — publié le 19871002

La presente invention concerne un dispositif de touche sensitive et un clavier mettant en oeuvre un tel dispositif. Le dispositif de touche et le clavier selon l'invention sont du type entièrement électronique et ne comportent aucune pièce mécanique, mis à part bien entendu le support des composants électroniques et le boîtier enfermant ceux-ci. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un dispositif de touche sensitive destiné à être alimenté par un générateur à haute fréquence et comportant un circuit électronique pourvu de moyens de redressement montés en dérivation sur une touche sensitive, une référence continue, et des moyens de comparaison entre ladite référence continue et la tension à la sortie desdits moyens de redressement. Ainsi, lesdits moyens de comparaison comparent en permanence la tension à la sortie desdits moyens de redressement et la référence continue. Lorsqu'une personne contacte ladite touche, elle fait office d'antenne pour l'énergie à haute fréquence émise par ledit générateur, de sorte que la tension redressée à la sortie desdits moyens de redressement diminue par rapport à ce qu'elle est lorsque personne ne contacte ladite touche. Les moyens de comparaison détectent cette baisse de la tension redressée et délivrent un signal caractéristique. On voit que la sortie desdits moyens de comparaison présente deux états, respectivement caractéristiques de l'activation et de la non activation de ladite touche. Dans un dispositif de touche connu de ce type, ladite touche de contact est reliée à l'entrée dudit circuit électronique par un premier condensateur. La tension de claquage du composant discret formant ce condensateur est limitée à quelques dizaines de volts, comme cela est courant pour ce type de composant. Aussi, le dispositif selon l'invention peut être détérioré lorsqu'il est utilisé dans des locaux où peuvent être engendrées des tensions de pointe importantes, comme cela est le cas pour des lieux dont le sol et/ou les parois sont recouverts de moquette synthétique : en effet, lorsqu'une personne contacte ladite touche, ledit condensateur est soumis à une tension supérieure à sa tension de claquage et il est détruit, entraînant la détérioration éventuelle d'autres composants. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. A cette fin, selon l'invention, le dispositif de touche sensitive destiné à être alimenté par un générateur à haute fréquence et comportant une touche sensitive reliée par un premier condensateur à l'entrée d'un circuit électronique comprenant des moyens de redressement montés en dérivation sur ladite touche sensitive, ainsi qu'une référence continue et des moyens de comparaison entre ladite référence continue et la tension à la sortie desdits moyens de redressement, le dispositif étant réalisé sousla forme d'un circuit imprimé comprenant une plaquette de support sur laquelle sont montés au moins certains des composants dudit dispositif, est remarquable en ce que le diélectrique dudit premier condensateur est formé par au moins une partie de ladite plaquette de circuit imprime. Ainsi, puisque la matière constitutive de ladite plaquette de circuit imprimé (par exemple du type verre-époxy) est pratiquement isolante, elle est capable de résister à des pointes de tension de plusieurs dizaines de milliers de volts et il en est donc de même dudit premier condensateur. On remarquera qwe ce premier condensateur peut alors être simplement constitué par une première et une seconde plages métalliques, respectivement portées par les faces opposées de ladite plaquette de circuit imprimé et que la première de ces plages peut former ladite touche sensitive. Lorsque, de façon usuelle, un second condensateur est interposé entre ledit générateur à haute fréquence et l'entrée dudit circuit électonique, il est avantageux que le diélectrique de ce second condensateur soit également formé par au moins une partie de ladite plaquette de circuit imprimé. Ainsi, on réalise la protection amont dudit générateur. On remarquera qu'alors lesdits premier et second condensateurs se trouvent en série entre ledit générateur à haute fréquence et l'entrée dudit circuit électronique, alors que ladite touche sensitive' se trouve en dérivation entre lesdits condensateurs. Le second condensateur est alors avantageusement formé par ladite première plage métallique formant la touche sensitive et une troisième plage métallique portée par la face de ladite plaquette opposée à ladite premièe plage. De préférence, un amplificateur est prévu entre ledit générateur à haute fréquence et l'entrée dudit circuit électronique. De plus, un transformateur élévateur peut être prévu entre ledit générateur à haute fréquence et ladite entrée dudit circuit électronique. Ainsi, on peut admettre une capacité relativement faible pour lesdits premier et second condensateurs. Afin d'obtenir un clavier conforme à l'invention comportant une pluralité de touches sensitives, on peut prévoir un unique générateur à haute fréquence alimentant lesdites touches en parallèle, par l'intermédiaire d'un amplificateur et d'un transformateur élévateur uniques. De préférence, lesdits moyens de comparaison sont formés par un déclencheur de Schmidt. On évite ainsi la formation de rebonds dans le signal de comparaison et on obtient une mise en forme avantageuse de ce dernier signal. Bien entendu, la sortie desdits moyens de comparaison alimente une sortie d'utilisation, sur laquelle apparait un signal de commande. De plus, la ou les sorties desdits moyens de comparaison peuvent être reliées à un voyant lumineux et/ou à un dispositif sonore pour avertir l'opérateur du bon fonctionnement de la ou des touches utilisées. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma synoptique d'un clavier électronique, pourvu d'une pluralité de touches sensitives et conforme à la présente invention. La figure 2 illustre, en coupe schématique, la réalisation de deux condensateurs associés à chacune desdites touches sensitives. Le clavier électronique, conforme à l'invention et montré par la figure 1, comporte une pluralité de n dispositifs D1,D2,..,Di..Dn montés en parallèle les uns sur les autres. Chaque dispositif Di comporte une touche sensitive 1 reliée d'une part à un condensateur de liaison extérieure 2 et d'autre part, par un autre condensateur 3, à une diode 4 de fixation de potentiel. Le point 5 commun au condensateur 3 et à la diode 4 est relié à l'une des entrées d'un trigger de Schmidt 6 par l'intermédiaire d'une diode 7 et d'un filtre intégrateur 8. L'autre entrée du trigger de Schmidt 6 reçoit une tension continue de référence. La sortie du trigger de Schmidt 6 est reliée d'une part, à une borne d'utilisation 9, et, d'autre part, par une diode 10, à un point extérieur 11, commun à tous les dispositifs Di. Une diode électro-luminescente 12 et un bruiteur 13 sont reliés audit point 11 extérieur aux dispositifs Di et sont communs à ceux-ci. Le bruiteur 13 est par exemple constitué par un oscillateur à basse fréquence (buzzer). Par ailleurs, le clavier électronique comporte un oscillateur à haute fréquence 14, dont la sortie est reliée à un point 15, auquel sont reliés tous les condensateurs 2. La fréquence de sortie de l'oscillateur est de quelques MHz, par exemple 6 MHz. Entre la sortie dudit oscillateur 14 et ledit point 15 sont prévus un transistor amplificateur 16 et un transformateur élévateur 17. Ainsi, l'oscillateur 14 alimente chaque touche 1 en énergie à haute fréquence. Il en résulte, grâce au redressement et au filtrage obtenu par la diode 7 et le filtre 8, un niveau continu haut sur l'entrée correspondante du déclencheur de Schmidt 6. L'autre entrée de celui-ci étant également au niveau haut par l'application de la référence continue, il n'en résulte aucun signal sur la sortie 9, ni au point 11. En revanche, si une personne effleure une touche 1, elle constitue antenne pour l'énergie à haute fréquence et dissipe celle-ci. Par suite, la tension redressée et filtrée appliquée sur l'entrée correspondante du déclencheur 6 est au niveau bas et est comparée au niveau haut de la référence continue. Un signal d'utilisation apparaît sur la sortie 9 et au point 11. Par suite, la touche contactée entraîne l'émission d'un signal d'utilisation sur la sortie 9 correspondante, ainsi que l'illumination du voyant 12 (diode électro-luminescente) et l'activation du bruiteur 13. Comme on peut le remarquer, les condensateurs 2 et 3 sont montés en série entre le point 15 et l'entrée 5 du circuit électronique 6,7,8, chaque touche sensitive 1 correspondante étant disposée entre ces condensateurs, en dérivation. Il est alors possible de réaliser les deux condensateurs 2 et 3 de façon que leur diélectrique soit formé par la matière de la plaquette 18 de circuit imprimé sur laquelle sont montés les composants 4,6,7,8,9 et 10. Comme le montre la figure 2, les électrodes d'un condensateur 3 sont formées par des plages métalliques 19 et 20 respectivement portées par les faces opposées de cette plaquette 18. De même, les électrodes d'un condensateur 2 sont formées par la plage métallique 19 et une plage métallique 21, également respectivement portées par lesdites faces opposées de la plaquette 18. La plage 19, commune à deux condensateurs 2 et 3 associés, forme de plus la touche sensitive 1. On voit ainsi que, grâce à l'invention, on obtient un clavier entièrement électronique, sans parties mécaniques mobiles, dans lequel les condensateurs 2 et 3 présentent des tensions de claquage élevées. On remarquera que le dispositif et/ou le clavier selon l'invention peuvent aussi bien être alimentés par le secteur que par batteries, de sorte qu'ils peuvent être utilisés meme dans des emplacements non alimentés par le secteur. On remarquera de plus que l'on peut adapter la tension de claquage des condensateurs 2 et 3 à toute valeur désirée, en choisissant de façon adéquate la matière et/ou l'épaisseur de la plaquette dudit circuit imprimé. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de touche sensitive destiné à être alimenté par un générateur à haute fréquence (iL') et comportant une touche sensitive (1) reliée par un premier condensateur (3) à l'entrée (5) d'un circuit électronique comprenant des moyens de redressement (7,8) montés en dérivation sur ladite touche sensitive (1), ainsi qu'une référence continue et des moyens de comparaison (6) entre ladite référence continue et la tension à la sortie desdits moyens de redressement (7,8), ledit dispositif étant réalisé sous la forme d'un circuit imprimé comprenant une plaquette de support (18) sur laquelle sont montés au moins certains des composants dudit dispositif (6,7,8), caractérisé en ce que le diélectrique dudit premier condensateur (3) est formé par au moins une partie de ladite plaquette (18) de circuit imprimé. 2 - Dispositif de touche sensitive selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier condensateur (3) est constitué par une première et une seconde plages métalliques (19 et 20), respectivement portées par les faces opposées de ladite plaquette (18) de circuit imprimé et en ce que ladite première plage métallique (19) forme ladite touche sensitive (1). 3 - Dispositif de touche sensitive selon lune des revendications 1 ou 2, dans lequel un second condensateur (2) est interposé entre ledit générateur à haute fréquence (14) et l'entrée (5) dudit circuit électronique (6,7,8), caractérisé en ce que le diélectrique dudit second condensateur (2) est formé par au moins une partie de ladite plaquette (18) de circuit imprimé. 4 - Dispositif de touche sensitive selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premier et second condensateurs se trouvent en série entre ledit générateur à haute fréquence (14) et l'entrée (5) dudit circuit électronique (6,7,8), alors que ladite touche sensitive (1) se trouve en dérivation entre lesdits condensateurs. 5 - Dispositif de touche sensitive selon les revendica-- tions 2 et 3, caractérisé en ce que ledit second condensateur (2) est formé par ladite première plage métallique (19) formant la touche sensitive et une troisième plage métallique (21) portée par la face de ladite plaquette (18) opposée à ladite première plage (19). 6 - Dispositif de touche sensitive selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un amplificateur (16) est prévu entre ledit générateur à haute fréquence (14) et l'entrée (5) dudit circuit électronique (6,7,8). 7 - Dispositif de touche sensitive selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un transformateur (17) est prévu e -e ledit générateur à haute fréquence (14) et l'entrée (,' audit circuit électronique (6,7,8). 4' - Dispositif de touche sensitive selon l'une quelconque revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de comparaison sont formés par un déclencheur de Schmidt (6). 9 - Clavier comportant une pluralité de dispositifs de touches sensitives tels que spécifiés sous l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un unique générateur à haute fréquence (14) alimentant lesdites touches (1) en parallèle, par l'intermédiaire d'un amplificateur (16) et d'un transformateur élévateur (17) uniques.