FR2896595A1 - Object or person`s proximity capacitive measurement system for e.g. radiological machine, has control unit controlling interrupter, and sensor connected to card via cable, where sensor forms large unique electrode with maximal range - Google Patents

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FR2896595A1 FR0600543A FR0600543A FR2896595A1 FR 2896595 A1 FR2896595 A1 FR 2896595A1 FR 0600543 A FR0600543 A FR 0600543A FR 0600543 A FR0600543 A FR 0600543A FR 2896595 A1 FR2896595 A1 FR 2896595A1
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B6/10Application or adaptation of safety means
    • A61B6/102Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01B7/14Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic means for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

Abstract

The system has a capacitive sensor e.g. floating bridge capacitive sensor, movable with respect to a patient (2) lying on an examining table (3). The sensor has segmented electrodes (5-8) that are arranged on an external surface of the sensor that faces the patient. The sensor is connected to an electronic card via a flexible connecting cable, where the sensor forms a large unique electrode presenting a maximal range. A control unit controls an electronic interrupter to modify the spatial resolution of the sensor by selecting a single electrode or a group of electrodes. An independent claim is also included for a capacitive measurement method permitting to detect the proximity of an object.

Description

" Système et procédé de mesure capacitive à résolution spatiale variable." "System and capacitive measuring method variable spatial resolution."

La présente invention se rapporte à un système et un procédé de mesure capacitive permettant de détecter la proximité d'un objet. The present invention relates to a system and a capacitive measurement method for detecting the proximity of an object. La présente invention trouve une application particulièrement intéressante dans des domaines où un équipement est en mouvement à proximité d'un objet ou d'une personne. The invention finds a particularly interesting application in areas where equipment is moving close to an object or a person. Elle permet alors de détecter la io présence ou de mesurer la distance de l'objet ou de la personne. She can detect the presence or io measure the distance of the object or person. Dans de nombreuses applications médicales, qu'il s'agisse d'applications de radiologies ou d'imagerie ou d'applications de traitement médical ou chirurgical, il est essentiel de pouvoir fournir à l'opérateur d'un équipement ou de systèmes de contrôle automatisés, des informations de 15 positionnement aussi précises que possible. In many medical applications, whether applications radiology or imaging or medical or surgical treatment applications, it is essential to provide the operator of equipment or control systems automated, information 15 positioning as accurate as possible. A titre d'exemple, pour des applications de radiologie par rayons X, une connaissance fine de la position en temps réel d'un équipement de radiologie par rapport à un patient et à son environnement matériel immédiat permettrait d'accroître la vitesse de la machine, d'améliorer la sécurité, et de 20 minimiser le temps d'exposition aux rayons X. On souhaite actuellement augmenter la vitesse des mouvements des positionneurs vasculaires. For example, for X-ray radiology applications, detailed knowledge of the real-time position of a radiology equipment compared with a patient and his immediate physical environment would increase the speed of the machine , improve security, and 20 minimize the ray exposure time X. currently is desired to increase the speed of the positioners vascular movements. Aujourd'hui les vitesses angulaires sont faibles et les mouvements sont arrêtés quand le détecteur ou le tube arrive au contact du patient ou d'une autre partie de l'équipement. Today the angular velocities are low and the movement stopped when the detector or the tube comes into contact with the patient or another piece of equipment. L'augmentation de la 25 vitesse n'est possible que si le détecteur ralentit avant d'arriver au contact, grâce à un capteur anti-collision sans contact. Increasing the speed 25 is only possible if the sensor slows down before reaching the contact, due to an anti-collision sensor without contact. On connaît le document WO 2004/023067, dans lequel est décrit un détecteur de proximité par capteurs capacitifs. Are known WO 2004/023067, which describes a proximity sensor with capacitive sensors. Ce système comprend une antenne composée de plusieurs électrodes. The system includes an antenna composed of a plurality of electrodes. La proximité d'un objet ou d'une 30 personne agit sur la capacité relative entre chaque électrode et l'objet ou la personne. The proximity of an object or a person 30 acts on the relative capacity between each electrode and the object or person. Les électrodes sont scrutées de manière séquentielle de façon à mesurer la capacité vue par chaque électrode. The electrodes are scanned sequentially so as to measure the capacitance seen by each electrode. On connaît le document US 5,651,044 (Klotz et al. / General Electric), qui divulgue un détecteur capacitif de proximité prévu pour commander la - 2 position d'un imageur à rayonnement. Is known the document US 5,651,044 (Klotz et al / General Electric.), Which discloses a capacitive proximity sensor arranged to control the - 2 position of a imaging radiation. Ce détecteur comporte plusieurs électrodes qui sont commandées sélectivement afin d'apprécier la distance entre le détecteur et l'imageur. This detector comprises a plurality of electrodes which are selectively controlled in order to assess the distance between the detector and the imager. Toutefois, ce détecteur ne permet pas de réaliser des mesures de précision, notamment de l'ordre du 0,1 à 1 % de l'étendue de mesure. However, the sensor does not achieve precision measurements, especially of the order of 0.1 to 1% of the measuring range. La présente invention a pour but un nouveau système de mesure capacitive dans lequel l'antenne est optimisée en fonction de la distance de l'objet. The present invention is to provide a new capacitive measuring system wherein the antenna is optimized depending on the distance of the object. Un autre but de l'invention est la conception d'un capteur capacitif Io adaptatif. Another object of the invention is the design of an adaptive Io capacitive sensor. L'invention a encore pour but un système de mesure rapide et de grande précision. The invention also aims a fast encoder and high accuracy. On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un système de mesure capacitive comprenant un capteur capacitif composé d'une pluralité d'électrodes segmentées, caractérisé en ce qu'il comprend : 15 -au moins une garde pour rendre négligeable l'ensemble des capacités parasites (capacités de fuite); Is reached at least one of the aforementioned objectives with a capacitive measurement system comprising a capacitive sensor consisting of a plurality of segment electrodes, characterized in that it comprises: -at least one guard 15 to make negligible the entire parasitic capacitances (stray capacitances); des moyens de sélection desdites électrodes; selection means of said electrodes; et - une unité de commande pour commander les moyens de sélection de façon à modifier la résolution spatiale du capteur capacitif en 20 sélectionnant chaque électrode de façon individuelle ou par groupes d'électrodes. and - a control unit for controlling the selection means so as to change the spatial resolution of the capacitive sensor 20 by selecting each electrode individually or by groups of electrodes. Avec le système selon l'invention, on adapte la résolution spatiale, c'est-à-dire la surface de mesure, et la portée du capteur capacitif en fonction de la distance de l'objet. With the system according to the invention, the spatial resolution is adapted, that is to say the measurement surface, and the scope of the capacitive sensor according to the object distance. Les moyens de sélection peuvent être des 25 interrupteurs électroniques qui sont reliés aux électrodes. The selection means 25 may be electronic switches that are connected to the electrodes. Ces interrupteurs sont pilotés par l'unité de commande de façon à sélectionner chacune des électrodes de manière séquentielle ou par groupe. These switches are controlled by the control unit so as to select each of the electrodes sequentially or group. Le système selon la présente invention permet la mesure de déplacement, de distance et de la métrologie dimensionnelle, et plus 30 généralement des équipements d'instrumentation mettant en oeuvre des mesures capacitives. The system according to the present invention allows the measurement of displacement, distance and dimensional metrology, and more usually 30 instrumentation equipment implementing capacitive measurements. En métrologie capacitive notamment, les capacités à mesurer sont en général de très faible valeur et pour obtenir des mesures précises, il est nécessaire de minimiser les capacités parasites liées à la liaison entre le - 3 capteur et l'électronique et à l'étage d'entrée de cette électronique. Metrology capacitive particular, capacity to be measured are generally very low value and for specific measures, it is necessary to minimize the parasitic capacitances associated with the connection between the - 3 sensor and electronics and upstairs of entry of this electronic. Avec le système selon l'invention, la mesure est de grande précision puisqu'on utilise une garde qui rend négligeable, c'est à dire réduit au niveau du bruit, les capacités parasites. With the system according to the invention, the measurement is of high precision used since a guard making negligible, ie reduces the noise level, the parasitic capacitances. Pour ce faire, on peut utiliser une électronique alimentée par une source de tension continue flottante à haut isolement électrique résistif et capacitif par rapport à la terre, l'ensemble étant inclus dans une garde portée au potentiel de la garde des électrodes. To do this, one can use an electronics powered by a floating DC voltage source to high-resistive and capacitive electrical insulation relative to the earth, the assembly being included in a guard at the potential of the guard electrodes. Cette électronique utilise un amplificateur de charge comme étage d'entrée, une excitation sinusoïdale ou carrée, un démodulateur synchrone et un modulateur afin d'effectuer une mesure de capacité ou une mesure de l'inverse de capacité, conformément au document FR2756048. This circuit uses a charge amplifier as input stage, a sinusoidal or square excitation, a synchronous demodulator and a modulator to perform a capacitance measurement or a measure of the reverse capacity in accordance with document FR2756048. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la segmentation du capteur capacitif en plusieurs groupes d'électrodes est réalisée de façon automatique en fonction de la distance de l'objet. According to an advantageous characteristic of the invention, the segmentation of the capacitive sensor in several groups of electrodes is automatically carried out depending on the distance of the object.

Le système selon l'invention est une sorte de caméra 3D de faible portée, quelques mm à 1 m, avec les avantages de la technologie capacitive, c'est à dire différentes formes, une mesure possible à travers différents matériaux diélectriques comme le bois, le plastique,... Pour une bonne résolution spatiale, le capteur capacitif selon l'invention peut comprendre un grand nombre d'électrodes, typiquement quelque dizaines à quelques milliers, chaque électrode constituant un point élémentaire de type pixel. The system according to the invention is a kind of short-range 3D camera, a few mm to 1 m, with the advantages of capacitive technology, ie different forms, a measure as possible through various dielectric materials such as wood, plastic, ... for a good spatial resolution, the capacitive sensor according to the invention may comprise a large number of electrodes, typically some tens to a few thousands, each electrode constituting an elementary point master pixel pattern. Dans ces conditions, la caméra 3D possède des pixels à géométrie variable afin d'optimiser la portée en distance et la résolution spatiale c'est-à-dire le nombre de pixels sur une surface donnée. In those circumstances, the 3D camera pixels has variable geometry in order to optimize the distance range and spatial resolution that is to say the number of pixels over a given area.

Les signaux provenant de chaque électrode ou groupe d'électrodes sont traités par l'unité de commande de façon à élaborer des images. The signals from each electrode or electrode group are processed by the control unit so as to develop images. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur capacitif est de type à pont flottant ou à excitation flottante. According to one embodiment of the invention, the capacitive sensor is of type floating bridge or floating excitation. Plus précisément, chaque capteur capacitif peut être doté d'un pont capacitif flottant ou à excitation flottante coopérant avec des moyens de scrutation pour mesurer les capacitances respectives entre les électrodes et l'objet. More specifically, each capacitive sensor may be provided with a floating bridge or floating capacitive excitation cooperating with scanning means for measuring the respective capacitances between the electrodes and the object. Le pont capacitif flottant peut avantageusement être du type divulgué dans le document FR2756048 ou WO 2004/023067. The floating capacitive bridge can advantageously be of the type disclosed in document WO 2004/023067 or FR2756048. - 4- Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de mesure capacitive permettant de détecter la proximité d'un objet, ce procédé étant mis en oeuvre dans un système tel que décrit ci-dessus. - 4- According to another aspect of the invention, there is provided a capacitive measuring method for detecting the proximity of an object, this method being implemented in a system as described above. Selon l'invention, on commande le capteur capacitif composé d'une pluralité d'électrodes segmentées de telle sorte que : - lorsque ledit objet s'éloigne du capteur capacitif, on regroupe plusieurs électrodes entre elles de façon à constituer un capteur capacitif de grande portée, - lorsque ledit objet se rapproche du capteur capacitif, on io segmente les électrodes de façon à constituer un capteur capacitif de grande résolution spatiale. According to the invention, controls the capacitive sensor comprises a plurality of segmented electrodes such that: - when said object moves away from the capacitive sensor, it comprises several electrodes to each other so as to constitute a capacitive sensor Big type - when said object approaches the capacitive sensor, it is io segmented electrodes so as to constitute a capacitive sensor of high spatial resolution. Lorsque l'objet est distant, typiquement de l'ordre du mètre, on peut regrouper les électrodes de façon à constituer une électrode unique. When the object is remote, typically of the order of a meter, we can group the electrodes so as to form a single electrode. En d'autres termes notamment, lorsque l'on souhaite détecter la 15 présence ou mesurer la distance d'un objet se trouvant loin du capteur capacitif, des moyens électroniques peuvent relier entre elles toutes les électrodes afin de créer une grande électrode unique qui pourra avoir une portée maximale mais une résolution spatiale faible. In other words in particular, when it is desired to detect the presence or 15 measure the distance of an object located far from the capacitive sensor, electronic means may connect all the electrodes to create a single large electrode that can have a maximum range but low spatial resolution. Puis, lorsque l'objet cible se rapproche du capteur, les moyens électroniques segmentent l'électrode en 20 plusieurs électrodes plus petites, par exemple en quatre pour avoir une forme carrée. Then, when the target object approaches the sensor, the electronic means the segment electrode 20 a number of smaller electrodes, for example, four for a square shape. Cette segmentation peut être automatique ou manuelle, par mesure de la distance par exemple. This segmentation can be automatically or manually, by measuring the distance for example. Dans ces conditions, la résolution spatiale est améliorée mais la distance maximale est réduite. Under these conditions, the spatial resolution is improved but the maximum distance is reduced. La segmentation peut être réalisée une multitude de fois. Segmentation can be performed many times. 25 Plus précisément, l'étape de segmentation consiste à former plusieurs groupes d'électrodes liées; 25 More specifically, the segmentation step comprises forming a plurality of associated groups of electrodes; chaque groupe obtenu étant de taille inférieure ou égale à la taille du groupe d'origine. obtained each group being less than or equal to the size of the original group. Pour réaliser une mesure, on peut alors sélectionner les électrodes par groupe. To make a measurement, we can then select the electrodes per group. L'étape de segmentation peut aussi consister à séparer chaque 30 électrode. The segmenting step can also involve separate each electrode 30. Pour réaliser une mesure, on sélectionne alors les électrodes de manière séquentielle, individuellement. To perform a measurement, then selects the electrodes sequentially, individually. Selon l'invention, on regroupe des électrodes de façon à constituer une forme géométrique prédéterminée. According to the invention, comprised of electrodes so as to constitute a predetermined geometric shape. Le système peut être commandé de façon à ce qu'un ensemble d'électrodes soient reliées entre elles de façon à - 5 constituer la forme d'un objet donné. The system can be controlled so that a set of electrodes are interconnected so as to - 5 form the shape of a given object. Par exemple, lorsqu'on souhaite détecter, identifier ou imager une jambe, on peut commander le système de façon à constituer un "I" (ou un trait) en regroupant plusieurs électrodes. For example, when one wishes to detect, identify or imaging a leg, can control the system so as to constitute a "I" (or a line) in multi-electrodes. Le système n'est ainsi sensible qu'à un type de forme. The system is so sensitive that a type of form.

Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, lorsque l'objet est proche, on réalise une topographie de la surface de l'objet. According to an advantageous embodiment, when the object is close, you realize a surface topography of the object. Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé des applications telles que : application du système pour la réalisation d'imagerie 3D; According to yet another aspect of the invention, it is proposed applications such as: application of the system for achieving 3D imaging; to application du système pour la biométrie utilisée pour l'authentification ou l'identification de personnes; to application of the system for biometrics used for authentication or identification of people; û application du système pour une reconnaissance automatique de formes; û application of the system for automatic pattern recognition; - application du système pour un positionnement automatique d'un 15 robot médical par reconnaissance des parties du patient et positionnement de ces parties dans l'espace. - application of the system for automatic positioning of a medical robot 15 by recognition of the parts of the patient and positioning of these parts in space.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement 20 limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 est une vue synoptique schématique d'un capteur capacitif distant par rapport à un patient; Other advantages and features of the invention will appear on examining the detailed description of an embodiment 20 not limiting, and the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic block diagram of a remote capacitive sensor relative to a patient; - La figure 2 est une vue synoptique schématique du capteur capacitif de la figure 1 se rapprochant du patient; - Figure 2 is a schematic block diagram of the capacitive sensor of Figure 1 approaching the patient; 25 - La figure 3 est une vue synoptique schématique du capteur capacitif de la figure 1 disposé proche du patient; 25 - Figure 3 is a schematic block diagram of the capacitive sensor of Figure 1 disposed close to the patient; - La figure 4 illustre la structure d'un système de mesure comprenant un capteur capacitif selon l'invention; - Figure 4 illustrates a measuring system comprising a capacitive sensor structure according to the invention; et - La figure 5 illustre un exemple de réalisation d'un capteur capacitif 30 selon l'invention sous la forme d'un circuit souple. and - Figure 5 illustrates an embodiment of a capacitive sensor 30 according to the invention in the form of a flexible circuit. Sur la figure 1 est représenté un exemple de mise en oeuvre du système selon l'invention dans une machine de radiologie X (non représenté), pour un positionneur vasculaire. In Figure 1 is shown an exemplary implementation of the system according to the invention in an x-ray machine X (not shown), for vascular positioner. - 6 La machine de radiologie comprend au moins un capteur capacitif 1 selon l'invention. - 6 Radiology machine comprises at least one capacitive sensor 1 according to the invention. Ce capteur capacitif 1 est mobile par rapport à un patient 2 allongé sur une table d'examen 3. Le capteur capacitif est de préférence solidaire d'une caméra X ou d'une source de rayons X non représentée. This capacitive sensor 1 is movable relative to a patient 2 lying on an examination table 3. The capacitive sensor is preferably secured to a camera or X from a source not shown X-ray. Le capteur capacitif peut être traversé par le rayon X et quasiment transparent à ces rayons. The capacitive sensor may be traversed by the X-ray and almost transparent to the rays. Selon l'invention, ce capteur capacitif 1 est composé d'une pluralité d'électrodes segmentées Ei,j disposées sur la face externe du capteur capacitif face au patient. According to the invention, this capacitive sensor 1 is composed of a plurality of segmented electrodes Ei, j arranged on the outer face of the capacitive sensor facing the patient. Les électrodes Ei,j sont commandées de telle sorte que lorsque le to capteur capacitif 1 est loin du patient comme sur la figure 1, le capteur capacitif 1 forme une grande électrode unique 4 présentant une portée maximale. The electrodes Ei, j are controlled so that when the capacitive sensor to one is away from the patient as shown in Figure 1, the capacitive sensor 1 forms a single large electrode 4 having a maximum range. On peut alors réaliser efficacement des mesures de la distance et de détection de présence. We can then efficiently perform measurements of distance and presence detection. Dans ces conditions, la résolution spatiale est dégradée puisque la surface élémentaire du capteur capacitif est en fait la 15 somme des surfaces des électrodes. Under these conditions, the spatial resolution is degraded because the elementary surface of the capacitive sensor 15 is actually the sum of the electrode surfaces. Mais cela n'est pas gênant comme le patient est lointain. But this is not a problem as the patient is far away. Par contre, comme représenté sur la figure 2, lorsque le capteur capacitif, a fortiori la caméra X, se rapproche du patient, les moyens de commande segmentent alors le capteur capacitif 1 en fonction de la distance 20 entre ce capteur capacitif et le patient. For against, as shown in Figure 2, when the capacitive sensor, a fortiori, the camera X, approaches the patient, the control means segment then the capacitive sensor 1 according to the distance 20 between the capacitive sensor and the patient. De préférence, le système réagit de façon quasi linéaire, c'est à dire qu'on réalise plusieurs segmentations, chaque segmentation correspondant à une distance prédéterminée. Preferably, the system responds almost linearly, i.e. is carried out several segmentations, each partition corresponding to a predetermined distance. Cette opération de segmentation est réalisée de façon automatique en fonction de la distance. This segmentation operation is automatically carried out depending on the distance. Sur la figure 2, par exemple, on réalise une segmentation en 25 quatre groupes d'électrodes 5, 6, 7 et 8. Chaque groupe présente évidemment une surface plus petite que la surface présentée par l'électrode unique 4. La résolution spatiale s'améliore tandis que la portée diminue. In Figure 2, for example, a segmentation is performed in four groups of 25 electrodes 5, 6, 7 and 8. Each group obviously has a smaller area than the area presented by the single electrode 4. The spatial resolution s 'improves while the range is reduced. Dans ces conditions, lors d'une mesure, on sélectionne les électrodes par groupes et non pas de manière individuelle et séquentielle. Under these conditions, when measuring, selecting the electrodes in groups and not individually and sequentially. On tient donc compte de la 30 charge capacitive de chaque groupe d'électrodes. So we take into account the capacitive load 30 of each group of electrodes. Enfin, lorsque le capteur capacitif est très proche du patient, de l'ordre de quelques centimètres à quelques millimètres, comme représenté sur la figure 3, on segmente complètement le capteur capacitif 1 en les individualisant. Finally, when the capacitive sensor is very close to the patient, of the order of several centimeters to several millimeters, as shown in Figure 3, segments completely the capacitive sensor 1 by individualizing. Chaque électrode peut donc être sélectionnée - 7- individuellement lors d'une mesure. Each electrode can be selected - 7- individually during a measurement. On peut mesurer par exemple une distance successivement sur chaque électrode selon un ordre donné. Can be measured for example a distance in succession on each electrode in a given order. En particulier, on réalise une mesure en sélectionnant séquentiellement chaque électrode du capteur capacitif 1. Ainsi, la résolution spatiale est maximale et la portée est faible. In particular, a measurement is carried out by sequentially selecting each electrode of the capacitive sensor 1. Thus, the spatial resolution is maximum and the range is low. Il est alors possible de réaliser une topographie de la surface du patient. It is then possible to produce a topography of the patient's surface. Le capteur capacitif selon l'invention est assimilable à une caméra permettant d'acquérir des données tridimensionnelles et donc de réaliser une profilométrie ou une cartographie d'un objet. The capacitive sensor according to the invention is similar to a camera for acquiring three-dimensional data and thus to achieve a profilometry or a mapping of an object. Par ses fonctions de détecteur de proximité, le capteur mesure la distance de l'objet par rapport to audit capteur. By its proximity switch functions, the sensor measures the distance of the object relative to said sensor. Lorsque l'objet est suffisamment proche pour réaliser des mesures, on scinde les électrodes pour augmenter la résolution. When the object is close enough to take measurements, we split the electrodes to increase the resolution. Chaque électrode est un pixel. Each electrode is a pixel. Les données de chaque pixel permettent de constituer une image statique ou dynamique lorsque la caméra (ledit capteur) est en mouvement. The data for each pixel used to form a static or dynamic image when the camera (said sensor) is moving. La vitesse d'acquisition d'images peut être rapide de l'ordre de 15 20 images par seconde, il s'agit d'un film vidéo. The image acquisition speed can be faster in the order of 15 to 20 images per second, this is a video. On peut utiliser cette caméra 3D pour obtenir un profil 3D complet d'un patient. One can use this 3D camera to get a complete 3D profile of a patient. Pour ce faire, le patient étant de taille supérieure à l'objectif de la caméra (surface totale des électrodes), on réalise plusieurs images haute résolution de chaque partir du patient. To do so, the patient is greater than the camera lens size (total area of ​​electrodes), it performs a number of high resolution images from each patient. Ces images sont partiellement 20 recouvertes. 20 These images are partially covered. On réalise ensuite un recollement d'images par des procédés conventionnels de façon à reconstituer une image du patient en entier. Then sends an image pasting by conventional methods so as to reconstruct an image of the patient as a whole. On peut ensuite reconnaître les différentes parties du patient : reconnaissance automatique de formes telles que la tête, les mains, le thorax,... Ces informations ainsi que les coordonnées de chaque partie dans l'espace sont 25 sauvegardées dans l'unité de commande. We can then recognize the different parts of the patient: automatic recognition of shapes such as the head, hands, chest, ... This information and the coordinates of each party in space 25 are saved in the control unit . Puis, lorsque l'utilisateur souhaite acquérir à nouveau une image sur une partie du patient, par exemple la tête, il lui suffit d'indiquer à l'unité de commande "acquisition tête". Then, when the user wishes to acquire the image again on part of the patient, for example the head, it is sufficient to indicate to the control unit "head acquisition." Le capteur ou caméra 3D se positionne donc automatiquement sur la tête à l'aide des informations sauvegardées. The sensor or 3D camera is thus automatically positioned on the head using the saved information. La caméra devient autonome. The camera becomes autonomous. 30 On peut également utiliser cette caméra 3D pour réaliser de la biométrie : reconnaissance automatique de formes, d'une main par exemple, afin de contrôler l'accès de personnes à des sites donnés tels que les aéroports, bâtiment sous surveillance,... - 8 Une chaîne de commande du capteur capacitif 1 est illustrée sur la figure 4. Le capteur capacitif 1 selon l'invention est relié via un câble de liaison souple CL à une carte électronique 60 incluant un multiplexeur analogique permettant une scrutation d'entrée, un pont flottant capacitif multivoies à garde mettant en oeuvre une technologie divulguée dans le document FR2756048, un module de conversion analogique/numérique, et un module numérique de calcul des distances, de contrôle de bon fonctionnement et de communication avec le système SI d'information et de commande de la machine équipée d'un capteur capacitif 1. Avantageusement, la carte électronique 60 comprend une matrice d'interrupteurs électroniques 30 We can also use this camera to make 3D biometrics: automatic recognition, with one hand, for example, to control access of people to specific locations such as airports, building under surveillance ... - 1 8 a capacitive sensor of the control channel is illustrated in Figure 4. the capacitive sensor 1 according to the invention is connected via a flexible connecting cable CL to an electronic card 60 including an analog multiplexer to an input scan, a capacitive multi floating bridge guard embodying a technology disclosed in FR2756048, an analog / digital conversion module and a digital module for calculating the distances, control of proper operation and communication with the SI information system and control of the machine equipped with a capacitive sensor 1. Advantageously, the electronic card 60 comprises a matrix of electronic switches 9 commandée par les moyens de commande SI. 9 controlled by the IF control means. Cette matrice 9 permet de réaliser des segmentations en formant des groupes d'électrodes. This matrix 9 allows for segmentation by forming groups of electrodes. Les interrupteurs permettent de relier des électrodes d'un même groupe entre elles. The switches are used to connect the electrodes of the same group together.

La figure 5 illustre un exemple de réalisation d'un capteur capacitif 1 sous la forme d'un circuit souple. 5 illustrates an embodiment of a capacitive sensor 1 in the form of a flexible circuit. Ce capteur capacitif peut être réalisé suivant une technique multicouche, comme l'illustre schématiquement la figure 5. Ainsi, on peut utiliser un circuit imprimé souple 50 composé d'un isolant I métallisé sur ses deux faces d'une couche mince d'aluminium et de cuivre Cu des pistes de liaison, des électrodes capacitives Ca , une piste de test P, et une garde G. L'aluminium, utilisé sur la surface traversée par le faisceau X, a l'avantage d'être très peu absorbant des rayons X. Le cuivre est utilisées sur la surface qui se trouve en dehors du faisceau X afin de ne pas perturber l'image X. This capacitive sensor can be achieved in a multilayer technique, as illustrated schematically in Figure 5. Thus, there may be used a flexible printed circuit 50 composed of an I metallized insulator on both sides with a thin layer of aluminum and copper Cu connecting tracks, capacitive electrodes Ca, P a test track, and a guard G. the aluminum used on the surface crossed by the X-ray beam has the advantage of being very absorbent of the rays X. copper is used on the surface that lies outside of the X-beam so as not to disturb the picture X.

Une couche conductrice G de garde et sont réalisées suivant un processus industriel utilisant des circuits souples multi-couches, qui possèdent sur un support polyimide ou tout autre type de polymère une couche mince métallique. A conductive layer G and guard are made following an industrial process using multi-layer flexible circuits which have on a polyimide substrate or any other type of polymer a thin metallic layer. Ce processus industriel est maîtrisé par les fabricants de circuits souples. This industrial process is controlled by the flexible circuit manufacturers.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the examples just described and numerous adjustments can be made to these examples without exceeding the scope of the invention. Plus généralement, des systèmes de mesure capacitive selon l'invention peuvent être mis en oeuvre dans toute application industrielle, lorsqu'il s'agit de détecter des - 9 formes complexes ou une présence. More generally, capacitive measurement systems of the invention can be used in any industrial application, when it comes to detect - 9 complex shapes or presence. On peut ainsi prévoir des systèmes de mesure selon l'invention équipant des robots mobiles ou des véhicules de transport, pour améliorer la sécurité autour de ces équipements. measurement systems can thus be provided according to the invention fitted to mobile robots or transportation vehicles, to improve the safety around the equipment. Des systèmes de mesure selon l'invention peuvent aussi être mis en oeuvre dans des dispositifs anti-effraction, dans des dispositifs anti-collision ou de reconnaissance de forme ou d'objet. measurement systems according to the invention can also be used in anti-intrusion devices, in anti-collision or pattern recognition or object devices.

Claims (19)

    REVENDICATIONS
  1. 1. Système de mesure capacitive comprenant un capteur capacitif composé d'une pluralité d'électrodes segmentées, caractérisé en ce qu'il 5 comprend : - au moins une garde pour rendre négligeable les capacités parasites; 1. capacitive measurement system comprising a capacitive sensor consisting of a plurality of segment electrodes, characterized in that it 5 comprises: - at least one guard to render negligible the stray capacitances; - des moyens de sélection desdites électrodes; - means for selecting said electrodes; et - une unité de commande pour commander les moyens de sélection de façon à modifier la résolution spatiale du capteur capacitif en io sélectionnant chaque électrode de façon individuelle ou par groupes d'électrodes. and - a control unit for controlling the selection means so as to change the spatial resolution of the capacitive sensor in io selecting each electrode individually or by groups of electrodes.
  2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande est agencée pour réaliser une segmentation du capteur capacitif 15 en plusieurs groupes d'électrodes, de façon automatique en fonction de la distance de l'objet. 2. System according to claim 1, characterized in that the control unit is arranged to perform a segmentation of the capacitive sensor 15 into plural groups of electrodes, automatically as a function of the distance of the object.
  3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de sélection comprennent des interrupteurs électroniques. 3. The system of claim 1 or 2, characterized in that the selection means comprise electronic switches.
  4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur capacitif comprend un grand nombre d'électrodes. 4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sensor comprises a large number of electrodes. 25 25
  5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur capacitif est de type à pont flottant ou à excitation flottante. 5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sensor is of type floating bridge or floating excitation.
  6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que l'unité de commande comprend des moyens traitement pour élaborer une image 3D à partir des données provenant des électrodes. 6. System according to any one of the preceding claims, 30 characterized in that the control unit comprises processing means for developing a 3D image using data from the electrodes. 20 30- 11- 20 30- 11-
  7. 7. Procédé de mesure capacitive permettant de détecter la proximité d'un objet, ce procédé étant mis en oeuvre dans un système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on commande un capteur capacitif composé d'une pluralité d'électrodes segmentées de telle sorte que : - lorsque ledit objet s'éloigne du capteur capacitif, on regroupe plusieurs électrodes entre elles de façon à constituer un capteur capacitif de grande portée, - lorsque ledit objet se rapproche du capteur capacitif, on segmente 10 les électrodes de façon à constituer un capteur capacitif de grande résolution spatiale. 7. A method for capacitive measurement for detecting the proximity of an object, this method being implemented in a system according to any one of the preceding claims, characterized in that control a capacitive sensor consisting of a plurality of 'segmented electrodes such that: - when said object moves away from the capacitive sensor, it comprises several electrodes to each other so as to constitute a capacitive sensor reaching, - when said object approaches the capacitive sensor, segmenting 10 electrodes so as to constitute a capacitive sensor of high spatial resolution.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lorsque l'objet est distant, on regroupe les électrodes de façon à constituer une électrode 15 unique. 8. A method according to claim 7, characterized in that when the object is distant, the electrodes are grouped so as to constitute a single electrode 15.
  9. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la segmentation est réalisée de façon automatique en fonction de la distance de l'objet par rapport au capteur capacitif. 9. The method of claim 7 or 8, characterized in that the segmentation is performed automatically as a function of the distance of the object relative to the capacitive sensor.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étape de segmentation consiste à former plusieurs groupes d'électrodes liées. 10. A method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the segmenting step comprises forming a plurality of bonded groups of electrodes. 25 25
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour réaliser une mesure, on sélectionne les électrodes par groupe. 11. The method of claim 10, characterized in that to realize a measurement, selects the electrodes per group.
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étape de segmentation consiste à séparer chaque électrode. 12. A method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the segmenting step is to separate each electrode.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que, pour réaliser une mesure, on sélectionne les électrodes de manière séquentielle. 13. The method of claim 12, characterized in that, to make a measurement, the electrodes are selected sequentially. 20- 12 - 20- 12 -
  14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que lorsque l'objet est proche, on réalise une topographie de la surface de l'objet. 14. A method according to any one of claims 7 to 13, characterized in that when the object is close, there is provided a surface topography of the object.
  15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que l'on regroupe des électrodes de façon à constituer une forme géométrique prédéterminée. 15. A method according to any one of claims 7 to 14, characterized in that the electrodes are grouped together so as to constitute a predetermined geometric shape.
  16. 16. Application du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 io pour la réalisation d'imagerie 3D. 16. Application of the system according to any one of claims 1 to 7 io for the realization of 3D imaging.
  17. 17. Application du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour la biométrie. 17. Application of the system according to any one of claims 1 to 7 for the biometrics. (pour authentification ou identification de personnes) 15 (For authentication or identification of people) 15
  18. 18. Application du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour une reconnaissance automatique de formes. 18. Application of the system according to any one of claims 1 to 7 for automatic recognition.
  19. 19. Application du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour un positionnement automatique d'un robot médical. 19. Application system according to any one of claims 1 to 7 for automatic positioning of a medical robot. (par reconnaissance 20 des parties du patient et le positionnement de ces parties dans l'espace) (Recognition by 20 parts of the patient and the positioning of these parts in space)
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