Brevet FR3051896A1 (20171201)
REVENDICATIONS1. Dispositif de détection capacitif comprenant : - au moins une électrode de mesure capacitive (11) ; - un détecteur de courant (16) électriquement référencé à une masse générale (12) et sensible à un courant électrique circulant sur une entrée de mesure ; - au moins une source de tension alternative d'excitation (15) électriquement reliée ou couplée à l'entrée de mesure du détecteur de courant 10 (16) et à l'au moins une électrode de mesure capacitive (11) ; - des éléments de garde (14) électriquement reliés ou couplés à l'entrée de mesure du détecteur de courant (16) ; Caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de génération d'alimentation électrique aptes à générer au moins une source d'alimentation 15 électrique secondaire (Vf) référencée au potentiel électrique des éléments de garde (13), lesquels moyens de génération d'alimentation électrique étant en outre agencés de sorte à présenter dans une bande de fréquences s'étendant depuis le continu une impédance entre la masse générale (12) et les éléments de garde (14) avec une composante réactive de nature capacitive ou 20 essentiellement capacitive, ou assimilable à un circuit ouvert.\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 1, qui comprend des moyens de génération d'alimentation avec des moyens de commutation électriques (18). 25\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend des moyens de génération d'alimentation avec : - une première capacité de stockage (Ct) ; - une seconde capacité de stockage (Cf) reliée selon une borne aux éléments de garde (14) ; et 30 - au moins deux commutateurs d'alimentation (18) agencés de sorte à relier respectivement les bornes de la première capacité de stockage (Ct), soit à une source d'alimentation électrique primaire (Vg) référencée au potentiel de masse général (12), soit aux bornes de la seconde capacité de stockage (Cf). 3051896 -29-\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend un détecteur de courant (16) avec un amplificateur de charge. 5\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend une source de tension alternative d'excitation (15) avec au moins l'un des éléments suivants : - des moyens électroniques analogiques et/ou numériques d'excitation référencés au potentiel des éléments de garde (13); - un oscillateur ; - un convertisseur numérique-analogique ; - un générateur de signaux de type à modulation de largeur d'impulsions ; - un générateur de signaux de type par sous-échantillonnage d'un 15 signal maître ; - un FPGA ; - un amplificateur ou un suiveur d'excitation (90) référencé au potentiel des éléments de garde (13), et agencé pour recevoir en entrée un signal d'excitation maître référencé au potentiel de masse générale (12) ; 20 - un commutateur d'excitation (20) agencé de sorte à relier électriquement une électrode de mesure capacitive (11), soit à une source d'alimentation électrique secondaire (Vf), soit aux éléments de garde (14) ou à l'entrée de mesure du détecteur de courant (16). 25\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend une pluralité d'électrodes de mesure capacitives (11) et des commutateurs (20,\n<CLM>\1\tpermettant de relier séquentiellement lesdites électrodes de mesures capacitives (11) à l'entrée de mesure du détecteur de courant (16), lesquels commutateurs (20,\n<CLM>\1\tétant agencés selon l'une des configurations 30 suivantes : - les commutateurs (30) sont placés entre les électrodes de mesure et une source de tension alternative d'excitation (15) reliée à l'entrée de mesure du détecteur de courant (16) ; 3051896 -30- - les commutateurs sont placés entre des sources de tension alternative d'excitation (15) reliées respectivement à une électrode de mesure (11) et l'entrée du détecteur de courant (16); - les commutateurs (20) sont placés dans des sources de tension 5 alternative d'excitation (15) reliées respectivement à une électrode de mesure (11) ou font partie desdites sources (15).\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend une pluralité d'électrodes de mesure capacitives (11) et une pluralité de 10 sources de tension alternatives d'excitation (15) respectivement reliées aux électrodes de mesure capacitives (11) et à l'entrée de mesure du détecteur de courant (16).\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 7, qui comprend une pluralité de 15 sources de tension alternative d'excitation (15) agencées de sorte à générer des signaux d'excitation (E, El, E2) à des fréquences différentes, et/ou orthogonaux entre eux.\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend 20 en outre des moyens de démodulation (17) avec au moins l'un des éléments suivants : - un démodulateur synchrone agencé pour démoduler avec un signal de porteuse (D, D1, D2) un signal de mesure modulé issu du détecteur de courant; 25 - un détecteur d'amplitude ; - un démodulateur numérique.\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 9, qui comprend une pluralité de sources de tension alternative d'excitation (15) reliées à l'entrée de mesure 30 du détecteur de courant (16) et aptes à générer une pluralité de signaux d'excitation (E, El, E2), et une pluralité de démodulateurs synchrones (17) agencés pour démoduler un signal de mesure modulé issu du détecteur de courant (16) avec des signaux de porteuse (D, D1, D2) distincts, lesquels signaux de porteuse (D, D1, D2) et lesquelles tensions alternatives 3051896 -31- d'excitation (E, El, E2) étant appariés de sorte qu'un signal de porteuse (D, D1, D2) permette de démoduler sélectivement un signal de mesure généré par une seule source de tension alternative d'excitation. 5\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications 9 ou 10, qui met en oeuvre une pluralité de signaux de porteuse (D, D1, D2) avec des fréquences différentes, et/ou orthogonaux entre eux.\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 10 ou 11, qui comprend au moins 10 une source de tension alternative d'excitation (15) agencée de sorte à générer un signal d'excitation (E, El, E2) de l'une des formes suivantes : sinusoïdale, carré, et au moins un démodulateur synchrone (17) avec un signal de porteuse (D, D1, D2) de l'une des formes suivantes : sinusoïdales, carrée.\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend des moyens de transfert de signaux (60, 70, 80, 81, 90,\n<CLM>\1\taptes à générer un signal référencé au potentiel de masse générale (12) à partir d'un signal référencé au potentiel électrique des éléments de garde (13) ou inversement, lesquels moyens de transfert de signaux comprenant au moins l'un des éléments suivants : - un amplificateur suiveur (60, 70,\n<CLM>\1\tréalisé sous la forme d'un amplificateur de charge inverseur ; - un montage électronique (80, 81,\n<CLM>\1\tapte à générer un courant de compensation entre le potentiel de masse générale (12) et le potentiel 25 électrique des éléments de garde (13) de valeur sensiblement identique et de polarité opposée à un courant de fuite.\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend un circuit intégré (100) intégrant au moins l'au moins une source de tension 30 alternative d'excitation (15), et au moins une partie des éléments de garde (14).\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 14, qui comprend un circuit intégré (100) avec des éléments de garde (14) réalisés sous la forme d'un caisson de 3051896 -32- garde (143) électriquement isolé du substrat (101) dudit circuit intégré (100), lequel caisson de garde (143) comprenant l'au moins une source de tension alternative d'excitation (15). 5\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 15, qui comprend un circuit intégré (100) avec un substrat (101) référencé à la masse générale (12), et un détecteur de courant (16) réalisé sur ledit substrat (101).\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications 15 ou 16, qui comprend un 10 circuit intégré (100) avec un caisson de garde (143) électriquement isolé du substrat (101) par l'un des moyens suivants : - une succession de couches de matériau semi-conducteur (102) avec des dopages de type P et N ; - au moins une couche de matériaux isolant. 15\n<CLM>\1\tAppareil comprenant un dispositif de détection capacitif selon l'une des revendications précédentes.\n<CLM>\1\tL'appareil de la revendication 18, qui comprend une pluralité 20 d'électrodes capacitives (11) disposées selon une surface dudit appareil.\n<CLM>\1\tL'appareil de l'une des revendications 18 ou 19, qui comprend une pluralité d'électrodes capacitives (11) superposées ou intégrées à un écran d'affichage.25