FR2968485A1 - Procede de detection de proximite a partir d'un ensemble de touches tactiles formees sur un blindage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion d'une touche tactile, le procédé comprenant un mode de détection d'activation de touche comprenant des étapes consistant à : (a) décharger une électrode (E4-En) associée à la touche et un condensateur d'échantillonnage (Cs2), (b) charger l'électrode, (c) transférer des charges accumulées dans l'électrode à l'étape (b) vers une première borne du condensateur d'échantillonnage dont une seconde borne est connectée à la masse, et (d) exécuter plusieurs fois les étapes (b) et (c) jusqu'à ce que la tension du condensateur d'échantillonnage atteigne une tension de seuil, le procédé comprenant un mode de détection de proximité dans lequel les étapes (a) à (d) sont exécutées avec un blindage (SHD) sur lequel est formé l'électrode, susceptible d'être relié à la première borne d'un condensateur d'échantillonnage (Cs1), un état de détection d'activation de touche ou de proximité d'un objet dépendant du nombre de cycles d'exécution (CY) des étapes (b) et (c).

Description

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PROCEDE DE DETECTION DE PROXIMITE A PARTIR D'UN ENSEMBLE DE TOUCHES TACTILES FORMEES SUR UN BLINDAGE

La présente invention concerne un procédé de détection d'objet au moyen d'un signal de détection fourni par un capteur de proximité de type capacitif. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement aux capteurs de proximité capacitifs mettant en oeuvre une s technique de transfert de charge. Un tel capteur de proximité est par exemple décrit dans le brevet US 6 466 036 et représenté schématiquement sur la figure 1. Le capteur de proximité détecte la proximité d'un objet en mesurant une variation de capacité Cl d'une électrode E1. En effet, la capacité Cl augmente lorsque io s'approche de l'électrode E1 un objet ayant une permittivité relative différente de celle du milieu environnant l'électrode. Sur la figure 1, l'électrode E1 est connectée à un port P2 d'un processeur PRC1, et est reliée à un port P1 du processeur PRC, par l'intermédiaire d'un condensateur Cs dit "d'échantillonnage" (sample ls capacitor). Le processeur PRC comprend des transistors MOS à canal n T1, T2, T3, T4 dont les grilles respectives sont commandées par des signaux S1, S2, S3, S4. Le port P1 est connecté à la source du transistor T1, et au drain du transistor T2. Le drain du transistor T1 reçoit une tension d'alimentation Vdd, et la source du transistor T2 est connectée à la masse. 20 De même, le port P2 est connecté à la source du transistor T3, et au drain du transistor T4. Le drain du transistor T3 reçoit la tension d'alimentation Vdd, et la source du transistor T4 est connectée à la masse. Les ports P1 et P2 peuvent ainsi être mis à l'état haut (à la tension d'alimentation) ou bas (à la masse) selon l'état des transistors T1 à T4, et donc, selon l'état des 25 signaux de commande S1 à S4 des transistors. Par ailleurs, le port P1 est relié à une voie de mesure par l'intermédiaire d'un comparateur CP. Le comparateur CP compare la tension du port P1 à une tension de seuil qui peut être égale à la tension d'alimentation divisée par deux. Pour réaliser un clavier tactile à plusieurs touches, il est prévu un circuit tel que celui de la 30 figure 1 pour chaque touche du clavier.

Pour mesurer la capacité Cl de l'électrode E1, les transistors T1 à T4 sont commandés conformément à la séquence d'étapes résumée dans le tableau 1 suivant : Tableau 1 Etape S1 S2 S3 S4 Description 1 0 1 0 1 Décharge de Cs et Cl 2 0 0 0 0 Temps mort 3 1 0 0 0 Charge de Cl et Cs 4 0 0 0 0 Temps mort 0 0 0 1 Mesure 5 L'étape 1 est une étape d'initialisation consistant à décharger le condensateur Cs et l'électrode E1. Cette étape consiste à commander le déblocage des transistors T2 et T4 mettant à la masse les ports P1 et P2 et donc le condensateur Cs et l'électrode E1. L'étape 2 est une étape de temps mort permettant d'assurer que les commutations des transistors T1 à T4 io commandés par les signaux S1 à S4 sont terminées avant de commander d'autres commutations. Durant cette étape, les transistors T1 à T4 sont bloqués. A l'étape 3, le condensateur Cs et l'électrode E1 sont chargés en mettant le port P1 à la tension d'alimentation Vdd (transistor T1 passant), le port P2 étant laissé à un potentiel flottant. L'électrode E1 et le condensateur 15 Cs se trouvent alors connectés en série entre la tension d'alimentation Vdd et la masse. A la fin de l'étape 3, la tension de l'électrode E1 qui est égale à celle du port P2 est donc égale à Vdd-Cs/(Cs+C1) et la tension aux bornes du condensateur Cs est égale à Vdd-C1/(Cs+C1). L'étape 4 est une étape de temps mort durant laquelle tous les transistors T1 à T4 sont bloqués. A 20 l'étape 5 suivante, seul le transistor T4 est débloqué, mettant à la masse le port P2. L'électrode E1 est donc déchargée. La tension au port P1 qui est égale à la tension aux bornes du condensateur Cs est toujours égale à Vdd-C1/(Cs+C1). En pratique, la capacité Cl de l'électrode est très petite devant la capacité Cs. La charge du condensateur Cs est donc faible. Pour 25 obtenir une mesure fiable de la capacité Cl, les étapes 2 à 5 sont répétées un certain nombre de cycles afin d'augmenter la charge du condensateur Cs, et donc la tension au port P1, jusqu'à ce que celle-ci dépasse la tension de seuil. Le nombre de cycles qui ont été nécessaires pour que la tension aux bornes du condensateur Cs atteigne la valeur de seuil, permet d'évaluer la capacité de l'électrode E1, et donc de déterminer si un objet est présent à proximité de cette dernière. Un état d'activation de touche peut être également déterminé en fonction de la tension aux bornes du condensateur Cs, à l'issue d'un nombre fixe de cycles d'exécution des étapes 2 à 5. Dans ce cas, le comparateur CP peut être remplacé par exemple par un convertisseur analogique / numérique fournissant une valeur numérique de la tension aux bornes du condensateur Cs. En pratique, ce procédé présente une sensibilité réduite lorsqu'il s'agit io d'effectuer une détection de proximité. En effet, la taille de l'électrode pour effectuer une détection de toucher est déterminée pour avoir un niveau de signal suffisant lorsque la main est très proche de l'électrode. Cette taille s'avère insuffisante pour obtenir un niveau de signal permettant une détection à plusieurs centimètres ou une dizaine de centimètres. En outre, 15 l'écart entre les nombres de cycles obtenus selon que l'électrode n'est pas stimulée ou est touchée, est de l'ordre de quelques dizaines de cycles. Cet écart de nombres de cycles n'atteint que quelques cycles si l'objet à détecter est à quelques millimètres de l'électrode. Cet écart s'avère insuffisant pour effectuer une détection de proximité, c'est-à-dire à une distance de plusieurs 20 centimètres, compte tenu de la sensibilité de la capacité des électrodes à des paramètres environnementaux tels que la température et l'humidité. Il est pourtant souhaitable d'intégrer un détecteur de proximité dans un système tel qu'un téléphone mobile, pour activer ou désactiver le système ou plus généralement, certaines fonctions du système, lorsque l'utilisateur 25 approche sa main ou un doigt à quelques centimètres du système. Par exemple, un rétroéclairage de clavier de commande peut être activé lorsque l'utilisateur approche sa main du clavier. Un détecteur de proximité peut être également intégré dans un téléphone mobile pour verrouiller un clavier tactile et/ou mettre un écran en mode basse consommation pendant une 30 conversation téléphonique, lorsqu'il est détecté que l'utilisateur approche le téléphone de son oreille. Généralement, une telle détection de proximité est effectuée à l'aide d'une électrode dédiée, de grandes dimensions comparativement à une électrode de touche tactile activable par contact. Dans un téléphone mobile, 35 une telle électrode de détection de proximité peut être disposée autour du 4

clavier et/ou de l'écran. De par ses dimensions importantes, l'ajout d'une telle électrode soulève donc des problèmes d'intégration dans un système qui peut être de petites dimensions. L'ajout d'une telle électrode nécessite également de prévoir un circuit de détection dédié, connecté à l'électrode s pour réaliser une fonction de détection de proximité sur la base d'un signal fourni par l'électrode. L'intégration d'une fonction de détection de proximité dans un système contribue donc à augmenter l'encombrement du système. II est donc souhaitable d'ajouter une fonction de détection de proximité dans un système comportant un clavier tactile du type capacitif à lo transfert de charge, sans augmenter l'encombrement, la consommation électrique et le coût du système.

Des modes de réalisation concernent un procédé de gestion d'une touche tactile, le procédé comportant un mode de détection d'activation de ls touche comprenant des étapes consistant à : (a) décharger une électrode associée à la touche et un condensateur d'échantillonnage, (b) charger l'électrode, (c) transférer des charges accumulées dans l'électrode à l'étape (b) vers une première borne du condensateur d'échantillonnage dont une seconde borne est connectée à la masse, et (d) exécuter plusieurs cycles 20 comprenant les étapes (b) et (c), (e) déterminer un état d'activation de la touche correspondant à l'électrode en fonction de la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage, à l'issue de l'exécution d'un nombre fixe de cycles, ou bien en fonction du nombre de cycles exécutés pour que la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage 25 atteigne une tension de seuil, le procédé comprenant un mode de détection de proximité dans lequel les étapes (a) à (d) sont exécutées avec un corps de blindage sur lequel est formé l'électrode et susceptible d'être relié à la première borne d'un condensateur d'échantillonnage, un état de détection de proximité d'un objet étant déterminé en fonction de la tension à la première 30 borne du condensateur d'échantillonnage, à l'issue de l'exécution d'un nombre fixe de cycles, ou bien en fonction du nombre de cycles exécutés pour que la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage atteigne une tension de seuil. Selon un mode de réalisation, la touche appartient à un ensemble de 35 touches tactiles associées chacune à une électrode formée sur le corps de blindage. 2968485 s

Selon un mode de réalisation, l'étape (a) est effectuée en connectant à la masse la première borne du condensateur d'échantillonnage et l'électrode dans le mode de détection d'activation de touche, et le corps de blindage dans le mode de détection de proximité, et après la décharge, en s déconnectant de la masse la première borne du condensateur d'échantillonnage et l'électrode connectée à la masse ou le corps de blindage, l'étape (b) est effectuée en connectant à une source de tension, l'électrode dans le mode de détection d'activation de touche, et le corps de blindage dans le mode de détection de proximité, et après la charge, en io déconnectant de la source de tension l'électrode connectée à la source de tension et le corps de blindage, et l'étape (c) est effectuée en connectant à la première borne du condensateur d'échantillonnage, l'électrode chargée à l'étape (b) ou le corps de blindage, et après le transfert de charge, en déconnectant de la première borne du condensateur d'échantillonnage, ls l'électrode connectée à la première borne du condensateur d'échantillonnage ou le corps de blindage. Selon un mode de réalisation, les étapes (a) à (d) sont exécutées le mode de détection de proximité simultanément avec le blindage et au moins une partie des électrodes. 20 Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de mise à la masse du blindage à l'étape (a), et de mise du blindage à la tension d'alimentation aux étapes (b) et (c), dans le mode de détection d'activation de touche. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de 25 commutation entre le mode de détection d'activation de touche, et le mode de détection de proximité. Selon un mode de réalisation, le condensateur d'échantillonnage prévu pour recevoir les charges accumulées par le corps de blindage présente une capacité plus élevée qu'un condensateur d'échantillonnage 30 prévu pour recevoir les charges accumulées par une électrode, à l'étape (c) dans le mode de détection d'activation de touche. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de comparaison du nombre de cycles d'exécution des étapes (b) et (c) à une valeur de seuil, la valeur de seuil étant ajustée dans le mode de détection 35 d'activation d'une touche, pour qu'une activation de touche soit détectée lorsqu'un doigt est approché à moins de quelques millimètres d'une électrode, et dans le mode de détection de proximité, pour que la proximité d'un objet soit détectée lorsque l'objet est à une distance de l'ordre de quelques centimètres de le corps de blindage. Des modes de réalisation concernent également un dispositif de gestion d'un ensemble de touches tactiles, mettant en oeuvre le procédé 5 défini précédemment. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un circuit d'entrée/sortie comprenant plusieurs branches, chaque branche étant connectée à un port et comprenant : un premier organe de commutation pour relier le port à la masse, un second organe de commutation pour relier io le port à une source d'alimentation, et un troisième organe de commutation pour relier la branche à un noeud commun à toutes les branches, au moins l'un des ports étant connecté à un comparateur pour comparer la tension du port à une tension de seuil, le dispositif comprenant un circuit de commande fournissant des signaux de commande des organes de commutation, l'un 15 des ports connecté à l'un des comparateurs étant connecté à une borne d'un condensateur d'échantillonnage dont l'autre borne est connectée à la masse, au moins l'un des autres ports étant connecté à une électrode de touche, et au moins un autre des autres ports étant connecté à un corps de blindage sur lequel est formé l'électrode de touche. 20 Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte plusieurs circuits d'entrée/sortie comprenant chacun : un premier port connecté à une borne d'un condensateur d'échantillonnage dont l'autre borne est connectée à la masse, à un premier organe de commutation pour relier le premier port à la masse, et à un comparateur pour comparer la tension du premier port à une 25 tension de seuil, plusieurs seconds ports, chacun étant connecté à un second organe de commutation pour relier le second port à une source d'alimentation, et à un troisième organe de commutation pour relier le second port au premier port, et un circuit de commande fournissant des signaux de commande des organes de commutation, certains des ports de 30 certains des circuits d'entrée/sortie étant connectés chacun à une électrode, au moins un des ports d'un des circuits d'entrée/sortie étant connecté à un blindage de touche. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte plusieurs circuits d'entrée/sortie comprenant chacun plusieurs branches, chaque branche 35 étant connectée à un port et comprenant : un premier organe de commutation pour relier le port à la masse, un second organe de commutation pour relier le port à une source d'alimentation, et un troisième organe de commutation pour relier la branche à un noeud commun à toutes les branches, au moins l'un des ports étant connecté à un comparateur pour comparer la tension du port à une tension de seuil, l'un des ports connecté à l'un des comparateurs étant connecté à une borne d'un condensateur s d'échantillonnage dont l'autre borne est connectée à la masse, et au moins certains des autres ports étant connectés chacun à une électrode ou à un blindage de touche, le dispositif comprenant un circuit de commande fournissant des signaux de commande des organes de commutation.

io Des exemples de réalisation de l'invention et de mise en oeuvre du procédé de l'invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 décrite précédemment représente schématiquement un circuit de commande de touche tactile, ls la figure 2 représente schématiquement un circuit de commande d'un ensemble de touches tactiles, selon un mode de réalisation, la figure 3 représente une courbe de charge du condensateur d'échantillonnage, en fonction du temps, la figure 4 représente schématiquement un circuit de commande d'un 20 ensemble de touches tactiles, selon un autre mode de réalisation. La figure 2 représente un circuit de commande d'un ensemble de touches tactiles 10C, par exemple intégré dans un processeur PRC1. Le processeur PRC1 est par exemple de type microcontrôleur. Le circuit 10C comprend n branches connectées chacune à un port d'entrée / sortie P1, P2, 25 Pn du processeur PRC1. Chaque branche connectée à un port Pi (i étant un nombre entier compris entre 1 à n) comprend un interrupteur 11 i commandé par le signal S1 i, et deux transistors T2i, T3i dont les grilles sont commandées respectivement par des signaux S2i, S3i. Chaque interrupteur 11 i comprend une borne connectée à un nceud commun aux autres branches 30 et une borne connectée au port Pi, à la source du transistor T2i, et au drain du transistor T3i. Le drain de chaque transistor T2i reçoit une tension d'alimentation Vdd du circuit, et la source de chaque transistor T3i est connectée à la masse. En outre, le port P1 est connecté à une sortie 101 connectée à l'entrée d'un comparateur CP1. La sortie du comparateur CP1 35 est connectée à un circuit logique LGC fournissant les signaux de 2968485 s

commande S11, S12, ... S1 n, S21, S22, ... S2n, et S31, S32, ... S3n. Chacun des autres ports P2 à Pn peut être également connecté à une sortie 102 à 10n connectée à un comparateur (CP2 pour la branche 2) qui peut être identique au comparateur CP1 et dont la sortie est connectée au circuit s LGC. Pour gérer plusieurs touches, l'un des ports connecté à un comparateur, par exemple le port P2 connecté au comparateur CP2, est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur d'échantillonnage Cs2. Les ports P4-Pn sont connectés chacun à une électrode E4, ... En, io formant une touche tactile. Les électrodes E4-En se comportent comme des condensateurs dont la capacité C4, ... Cn varie notamment en fonction de la proximité d'un objet. Le comparateur CP2 fournit un signal de détection DT2 au circuit LGC. Le circuit LGC reçoit un numéro de port à analyser PN pour effectuer une détection d'activation de touche et fournit un nombre de cycles 15 CY ayant été nécessaires pour charger le condensateur Cs2 au delà d'un certain seuil détecté par le comparateur CP2. Par ailleurs, pour réduire la sensibilité du clavier tactile aux parasites, les électrodes E4-En sont protégées par un corps de blindage SHD entourant les bords et/ou la face inférieure des électrodes. Le corps de 20 blindage comprend par exemple une première couche électriquement conductrice comportant des orifices dans lesquels sont formées les électrodes E4-En, et/ou une seconde couche électriquement conductrice préalablement recouverte d'une couche électriquement isolante sur laquelle sont formées les électrodes E4-En. Le corps de blindage SHD est connectée 25 à un port Pi (au port P3 dans l'exemple de la figure 2). Lorsque les touches tactiles (électrodes) E4 à En sont actives, le circuit logique LGC gère le circuit de commande 10C qui vient d'être décrit conformément à une séquence d'étapes résumée dans le tableau 2 suivant : Tableau 2 Branche 2 Branche3 Branche i Etape S12 S22 S32 S23 S33 S1 i S2i S3i Description 1 1 0 1 0 1 1 0 0 Décharge de Cs2 et Ei / SHD à 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 Temps mort 3 1 0 0 1 0 0 1 0 Charge de Ei / SHD à Vdd 4 1 0 0 0 0 0 0 0 Temps mort 1 0 0 1 0 1 0 0/ Transfert de charge de Ei à Cs2 SHD à Vdd Dans le tableau 2 et dans ce qui suit, i représente un nombre entier compris entre 4 et n. La séquence d'étapes qui comprend des étapes 1 à 5, est exécutée s successivement pour chaque branche i et donc pour chaque électrode de touche Ei connectée au circuit IOC. Dans cette séquence, le signal S12 maintient l'interrupteur 112 fermé et les signaux S22 et S3i maintiennent les transistors T22 et T3i bloqués. Par ailleurs, les interrupteurs 111 et 113 sont maintenus ouverts. A l'étape 1, l'interrupteur 11i est fermé, tandis que les signaux S32 et S2i maintiennent le transistor T32 passant et le transistor T2i bloqué, pour décharger le condensateur Cs2 et le condensateur Ci de l'électrode Ei. Le signal S33 maintient le transistor T33 passant pour mettre également à la masse le blindage SHD. L'étape 2 qui suit est une étape de temps mort durant laquelle les transistors T22, T32, T23, T33, T2i et T3i sont ls bloqués et les interrupteurs 11 i ouverts. A l'étape 3, le condensateur Ci est chargé en débloquant le transistor T2i à l'aide du signal S2i. Le transistor T23 est également débloqué pour mettre le blindage SHD à la tension d'alimentation Vdd. L'étape 4 qui suit est une étape de temps mort, identique à l'étape 2. A l'étape 5 suivante, l'interrupteur 11 i est fermé pour transférer 20 vers le condensateur Cs2, des charges électriques accumulées dans le condensateur Ci à l'étape 3. Le transistor T23 est également débloqué pour mettre le blindage SHD à la tension d'alimentation Vdd. L'exécution des étapes 2 à 5 est ensuite répétée un certain nombre de cycles jusqu'à ce que le signal à l'entrée du comparateur CP1, correspondant à la tension aux 25 bornes du transistor Cs2, atteigne une certaine valeur de tension de seuil. Le nombre de cycles d'exécution des étapes 2 à 5 varie en fonction de la capacité Ci de l'électrode Ei, et donc permet de déterminer si la touche 2968485 io

correspondante est ou non actionnée par un doigt de l'utilisateur. Les étapes de temps mort 2, 4 permettent d'assurer que les commutations des interrupteurs 111-11 n et des transistors T21-2n et T31-T3n sont terminées avant de commander d'autres commutations. La durée de ces étapes peut 5 être adaptée aux caractéristiques de commutation (notamment le temps de commutation) des transistors et des interrupteurs, et aux caractéristiques des signaux de commande S11-S3n. Lorsque la tension aux bornes du condensateur Cs2 a atteint la tension de seuil, la séquence d'étapes 1 à 5 est exécutée avec une autre électrode E4-En. L'état actionné / non actionné lo de chaque touche correspondant à une électrode E4 à En peut ainsi être déterminé par le processeur PRC1 selon que le nombre de cycles d'exécution CY des étapes 2 à 5 est supérieur ou inférieur à une valeur de seuil de détection. La figure 3 illustre sous forme de courbes le principe de fonctionnement du circuit IOC connecté au condensateur Cs2 et aux électrodes E4-En. La figure 3 représente des courbes CV1, CV2 de charge du condensateur Cs2 en fonction du temps t. Les courbes CV1, CV2 sont formées de marches d'escalier apparaissant chacune lors d'un cycle constitué des étapes 2 à 5, de charge et de transfert de charge d'une électrode Ei vers le condensateur Cs2. Le nombre élevé de marches formant chaque' courbe CV1, CV2 résulte du fait que la capacité Ci de chaque électrode Ei est très faible par rapport à la capacité du condensateur Cs2. La figure 3 représente également la tension de seuil Vt appliquée par le comparateur CP2 à la tension de charge du condensateur Cs2. La séquence d'étapes du tableau 2 est exécutée à partir d'un instant t0. D'après la courbe CV1, la tension du condensateur Cs2 atteint la tension de seuil Vt à un instant t1 correspondant à six cycles d'exécution des étapes 2 à 5. D'après la courbe CV2, la tension du condensateur Cs2 atteint le seuil à un instant t2 supérieur à t1 correspondant à dix cycles d'exécution des étapes 2 à 5. Il en résulte que la capacité de l'électrode Ei correspondant à la courbe CV1 est supérieure à celle de l'électrode correspondant à la courbe CV2. En pratique, avec un condensateur Cs2 de quelques dizaines de nano Farad, le rapport entre la capacité du condensateur Cs2 et celle de chacune des électrodes Ei, correspondant au gain du dispositif, peut atteindre 1000 à quelques milliers. Le nombre de cycles CY nécessaires pour que la tension ii

du condensateur Cs2 atteigne la tension de seuil Vt est donc de l'ordre de plusieurs centaines. L'écart de nombres de cycles CY obtenus avec une électrode Ei selon que celle-ci est touchée ou non, peut atteindre quelques dizaines de cycles. La sensibilité de la détection peut bien entendu être s augmentée en utilisant un condensateur d'échantillonnage de plus grande capacité. II peut être noté dans le tableau 2 que l'interrupteur 112, et les transistors T22 et T3i (i étant compris entre 4 et n) ne changent pas d'état durant l'exécution de la séquence d'étapes résumée dans le tableau 2. Le io circuit IOC peut donc être simplifié en supprimant ces composants. II peut également être relevé certaines redondances dans les fonctions des interrupteurs 11 i et celle des transistors T2i et T3i (i étant compris entre 1 et n). En effet, la décharge du condensateur Cs2 et de l'électrode Ei d'une branche i peut être effectuée en débloquant, non pas le transistor T32, mais ls le transistor T3i de la branche i, de sorte que le transistor T32 peut également être supprimé. La décharge du condensateur Cs2 et de l'électrode Ei peut aussi être effectuée sans fermer l'interrupteur 11 i, mais en débloquant les transistors T32 et T3i. Par ailleurs, le blindage SHD peut être connecté à plusieurs ports simultanément. 20 Il est à noter également que le nombre d'électrodes E4-En susceptibles d'être connectées au circuit IOC dépend de la cadence à laquelle les électrodes peuvent être analysées successivement par rapport à un temps de réponse d'activation de touche souhaité, compte tenu du nombre de cycles nécessaires pour que la tension du condensateur Cs2 25 atteigne la tension de seuil Vt. S'il doit être prévu davantage de touches qu'il y a d'électrodes connectables au circuit IOC, le processeur PRC1 peut comporter davantage de circuits identiques au circuit IOC. Selon un mode de réalisation, le processeur PRC1 est configuré pour gérer les électrodes E4 à En et le blindage SHD également dans un mode 30 de détection de proximité. Dans le mode de détection de proximité, les électrodes sont inactives, et les étapes 1 à 5 sont exécutées par le circuit IOC dont le port P3 est connecté au blindage SHD, le port P1 étant connecté à un condensateur Cs1, conformément au tableau 3 suivant : Tableau 3 Etape Branche 2 Branche 3 Description S11 S21 S31 S13 S23 S33 1 1 0 1 1 0 0 Décharge de Cs1 et SHD 2 1 0 0 0 0 0 Temps mort 3 1 0 0 0 1 0 Charge de SHD 4 1 0 0 0 0 0 Temps mort 1 0 0 1 0 0 Transfert de charge de SHD à Cs1 Dans cette séquence, le signal S11 maintient l'interrupteur 111 fermé et les signaux S21 et S33 maintiennent les transistors T21 et T33 bloqués. Par ailleurs, les interrupteurs 112, 11 i sont maintenus ouverts et les 5 transistors T2i et T3i restent bloqués (i étant un nombre entier compris entre 4 et n). A l'étape 1, le transistor T31 est débloqué et l'interrupteur 113 est fermé pour décharger simultanément le condensateur Cs1 et le blindage SHD. A l'étape 3, le transistor T23 est débloqué pour charger le blindage SHD. A l'étape 5, l'interrupteur 113 est fermé pour transférer vers le condensateur Cs1, les charges électriques accumulées dans le blindage SHD à l'étape 3. Comme précédemment, les étapes 2, 4 sont des étapes de temps mort dans lesquelles tous les interrupteurs sont ouverts et tous les transistors sont bloqués. De cette manière, le blindage SHD peut être géré comme une électrode dédiée à la détection de proximité. Comme la surface de détection est celle du blindage SHD qui peut présenter de grandes dimensions comparativement à celles d'une électrode Ei, la sensibilité de détection est notablement plus grande que celle d'une seule électrode. II est donc possible de détecter un objet à une distance plus grande qu'avec une seule électrode.

Ainsi, au lieu de détecter la proximité d'un doigt à quelques millimètres maximum d'une électrode de touche, il est possible de détecter un objet à quelques centimètres du blindage SHD. Dans, le procédé de détection qui vient d'être décrit, le mode de détection de proximité peut bien entendu utiliser non pas le condensateur Cs1, mais le condensateur Cs2. Cependant, dans le mode de détection d'activation de touche, le procédé de détection présente un gain de détection égal au rapport Cs2/Ci de la capacité du condensateur Cs2 et celle Ci d'une électrode Ei. Dans le mode de détection de proximité, le gain est égal à la capacité du condensateur Cs1 divisée par la capacité du blindage SHD. Par ailleurs, le rapport entre la capacité du blindage SHD et celle d'une électrode Ei est sensiblement égal au rapport k entre la surface du blindage SHD et celle de l'électrode Ei. Dans le mode de détection de proximité, le gain de s détection est donc sensiblement égal à Cs1/(k.Ci). Pour conserver sensiblement un même gain qu'en mode de détection de touche, le condensateur Cs1 peut avoir une capacité égale à k fois la capacité du condensateur Cs2 utilisé dans le mode de détection d'activation de touche. Si le condensateur d'échantillonnage Cs1 utilisé en mode de détection de 10 proximité se charge en un millier de cycles dans ce mode, l'écart de nombre de cycles entre une absence de détection et une détection de proximité d'un objet à quelques centimètres, peut atteindre quelques cycles. Le processeur PRC1 peut comparer le nombre de cycles CY fourni par le circuit LGC soit à un premier seuil de détection défini pour le mode de 15 détection d'activation de touche, soit à un second seuil de détection défini pour le mode de détection de proximité. Le premier seuil de détection peut être ajusté pour qu'une activation de touche soit détectée lorsqu'un doigt est approché à moins de quelques millimètres d'une électrode Ei. Le second seuil de détection peut être ajusté pour détecter un objet lorsque celui-ci est 20 à une distance de quelques centimètres du blindage SHD. II est à noter que la détection de proximité est effectuée sans aucun circuit supplémentaire, simplement à l'aide d'un mode de commande configuré à cet effet, distinct du mode de détection d'activation de touche. La commutation entre le mode de détection d'activation de touche et 25 le mode de détection de proximité peut être déclenchée par un événement relatif au système dans lequel est intégré le processeur PRC1. Ainsi, un événement de passage dans le mode de détection de proximité peut être le passage du système dans un mode de veille ou de consommation électrique réduite, la désactivation du clavier de touches tactiles ou le déclenchement 30 d'une communication téléphonique lorsque le système est un téléphone mobile. Un événement de passage dans le mode de détection d'activation de touche peut être une détection ou une fin de détection de proximité effectuée dans le mode correspondant. Pour augmenter la sensibilité de détection en mode de détection de 35 proximité, les branches i du circuit IOC connectées aux électrodes Ei peuvent être commandées de la même manière (tableau 3) et simultanément à la branche 3 connectée au blindage SHD. Ainsi, la surface totale des électrodes Ei peut s'ajouter à la surface du blindage SHD pour effectuer une détection de proximité. s La figure 4 représente des circuits de commande de clavier tactile I0C1, I0C2, .... IOCn, par exemple intégrés dans un processeur PRC2. Chaque circuit IOCi (i étant un nombre entier compris entre 1 et n) comprend plusieurs branches connectées chacune à un port d'entrée / sortie Pif, Pi2, Pi3 du processeur PRC2. Chaque branche connectée à un port Pif , Pi2, Pi3, 10 comprend un interrupteur 111, 112, 113 commandé par le signal S11, S12, S13, et deux transistors T21, T31, T22, T32, T23, T33 commandés respectivement par des signaux S21, S31, S22, S32, S23, S33. Chaque interrupteur 111, 112, 113 comprend une borne connectée à un noeud commun aux autres branches et une borne connectée au port Pif, Pi2, Pi3, 15 à la source du transistor T21, T22, T23, et au drain du transistor T31, T32, T33. Le drain de chaque transistor T21, T22, T23 reçoit une tension d'alimentation Vdd du circuit, et la source de chaque transistor T31, T32, T33 est connectée à la masse. En outre, chaque port P1 i est connecté à une sortie IOR connectée à l'entrée d'un comparateur CP1. La sortie de chaque 20 comparateur CP1 est connectée à un circuit logique LGC fournissant les signaux de commande S11, S12, S13, S21, S22, S23, S31, S32, S33. Chacun des autres ports Pi2 et Pi3 peut être également connecté à une sortie connectée à un comparateur (non représenté) qui peut être identique au comparateur CP1 et dont la sortie est connectée au circuit LGC. 25 Pour gérer un clavier tactile à plusieurs touches, chaque port Pif (ceux connectés aux comparateurs CP1) est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur d'échantillonnage Cs2, ... Csn. Les autres ports P2i, P3i (i étant compris entre 2 et n) sont connectés chacun à une électrode E22, E32, ... E2n, E3n, formant une touche tactile. Les électrodes 30 E22-E3n se comportent comme des condensateurs dont la capacité C22, C23, ... C2n, C3n varie notamment en fonction de la proximité d'un objet. Le comparateur CP1 des circuits IOC2-I0Cn fournit un signal de détection DT2-DTn au circuit LGC. Le circuit LGC reçoit un numéro de port à analyser PN pour effectuer une détection d'activation de touche et fournit un nombre de 2968485 is

cycles CY ayant été nécessaires pour charger le condensateur Cs2-Csn au delà d'un certain seuil détecté par le comparateur CP1. Comme précédemment, les électrodes E22-E3n sont formées dans des orifices d'un blindage SHD. Le blindage SHD est connecté aux ports s P12, P13, tandis que le port P11 est connecté à un condensateur Cs1. Lorsque le clavier comprenant les touches tactiles (électrodes) E22, E32 à E2n, E3n est actif, le circuit logique LGC gère le circuit de commande qui vient d'être décrit conformément à une séquence d'étapes résumée dans le tableau 4 suivant : io Tableau 4 Circuits IOC1 et IOCi Etape Branche 1 Branche j Description S11 S21 S31 S1 j S2j S3j 1 1 0 1 1 0 0 Décharge de Csi et Eji / SHD à 0 2 1 0 0 0 0 0 Temps mort 3 1 0 0 0 1 0 Charge de Eji / SHD à 1 4 1 0 0 0 0 0 Temps mort 1 0 0 1 0 0 Transfert de charge de Eji à Csi / SHD à un potentiel flottant Dans le tableau 4 et dans ce qui suit, i représente un nombre entier compris entre 2 et n, et j représente un nombre égal à 2 ou 3, d'après l'exemple de la figure 4. La séquence d'étapes qui comprend des étapes 1 à 5, est exécutée ls successivement pour chaque branche i et donc pour chaque touche Eji du clavier et simultanément pour chaque circuit IOCi. Dans cette séquence, le signal S11 du circuit IOCi maintient l'interrupteur 111 fermé et les signaux S21 et S3i maintiennent les transistors T21 et T3i bloqués. Par ailleurs, les interrupteurs S11, S12 et S13 du circuit I001 restent ouverts. A l'étape 1, 20 l'interrupteur 11 j est fermé, tandis que les signaux S31 et S2j maintiennent le transistor T31 passant et le transistor T2j bloqué, pour décharger le condensateur Csi et le condensateur de l'électrode Eji. Par ailleurs, dans le circuit I0C1, les interrupteurs et le transistor T31 et T32 est débloqué pour mettre à la masse le blindage SHD. L'étape 2 qui suit est une étape de 25 temps mort durant laquelle tous les transistors sont bloqués et tous les interrupteurs sont ouverts. A l'étape 3, le condensateur de l'électrode Eji est chargé en débloquant le transistor T2j à l'aide du signal S2j. Par ailleurs, dans le circuit I0C1, les transistors T22 et T23 sont débloqués pour mettre le blindage SHD à la tension d'alimentation Vdd. L'étape 4 qui suit est une étape de temps mort, identique à l'étape 2. A l'étape 5 suivante, l'interrupteur s 11 j est fermé pour transférer vers le condensateur Csi, des charges électriques accumulées dans le condensateur de l'électrode Eji à l'étape 3. Par ailleurs, dans le circuit IOC1, les interrupteurs S12 et S13 sont fermés pour mettre le blindage SHD à un potentiel flottant. L'exécution des étapes 2 à 5 est répétée un certain nombre de cycles jusqu'à ce que le signal à 10 l'entrée du comparateur CP1 de chaque circuit IOCi, correspondant à la tension aux bornes du transistor Csi, atteigne une certaine valeur de tension de seuil. Le nombre de cycles d'exécution des étapes 2 à 5 varie en fonction de la capacité de l'électrode Eji, et donc permet de déterminer si la touche correspondante est ou non actionnée par un doigt de l'utilisateur. L'état 15 actionné / non actionné de chaque touche correspondant à une électrode Eji peut ainsi être déterminé par le processeur PRC2 selon que le nombre de cycles CY d'exécution des étapes 2 à 5 est supérieur ou inférieur à une valeur de seuil de détection. Etant donné la présence de redondances dans les fonctions des 20 interrupteurs et des transistors, d'autres combinaisons de commande de ces éléments peuvent être utilisées pour obtenir les effets recherchés, à savoir la charge et la décharge des condensateurs Csi et des électrodes, le transfert de charge d'une électrode vers le condensateur Csi, et la mise à la masse et à la tension d'alimentation Vdd du blindage SHD. 25 Selon un mode de réalisation, le processeur PRC2 est configuré pour gérer les circuits IOCi et le blindage SHD également dans un mode de détection de proximité. Dans le mode de détection de proximité, les électrodes E22-E3n sont inactives, et les étapes 1 à 5 sont exécutées uniquement par le circuit I0C1 dont les ports P12 et P13 sont connectés au 30 blindage SHD, le port P11 étant connecté à un condensateur Cs1. conformément au tableau 5 suivant : Tableau 5 Branche 1 Branches 2 et 3 Etape S11 S21 S31 S1 j S2j S3j Description 1 1 0 1 1 0 0 Décharge de Cs1 et SHD 2 1 0 0 0 0 0 Temps mort 3 1 0 0 0 1 0 Charge de SHD 4 1 0 0 0 0 0 Temps mort 1 0 0 1 0 0 Transfert de charge de SHD à Cs1 Dans le tableau 5, et dans ce qui suit, j est un nombre égal à 2 ou 3, d'après l'exemple de la figure 4. Dans cette séquence, le signal S11 maintient l'interrupteur 111 fermé s et les signaux S21 et S3j maintiennent les transistors T21 et T3j bloqués. A l'étape 1, le transistor T31 est débloqué et les interrupteurs 112 et 113 sont fermés pour décharger simultanément le condensateur Cs1 et le blindage SHD. A l'étape 3, au moins l'un des transistors T22 et T23 est débloqué pour charger le blindage SHD. A l'étape 5, au moins l'un des interrupteurs 112 et l0 113 est fermé pour transférer vers le condensateur Cs1, les charges électriques accumulées dans le blindage SHD à l'étape 3. De cette manière, le blindage SHD peut être également géré comme une électrode de grandes dimensions dédiée à la détection de proximité. Comme précédemment, les étapes 2, 4 sont des étapes de temps mort dans lesquelles tous les 15 interrupteurs sont ouverts et tous les transistors sont bloqués. Etant donné la présence de redondances dans les fonctions des interrupteurs et des transistors, d'autres combinaisons de commande de ces éléments peuvent être utilisées pour obtenir les effets recherchés, à savoir la charge et la décharge du condensateur Cs1 et du blindage et le transfert de 20 charge du blindage vers le condensateur Cs1. Ici encore, la sensibilité de détection en mode de détection de proximité peut être augmentée en commandant tous les circuits IOCi (i étant un nombre entier compris entre 2 et n), c'est-à-dire toutes électrodes Eji de la même manière (tableau 5) et simultanément, au circuit IOC1 connecté au 25 blindage SHD. Comme plusieurs circuits IOCi sont actifs en même temps, tous les nombres de cycles CY d'exécution des étapes 2 à 5 fournis par les circuits 1001 et IOCi sont additionnés, éventuellement après multiplication 18

par des coefficients de pondération, le résultat de l'addition étant comparé à un seuil de détection de proximité. II apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications.

En particulier, l'invention n'est pas limitée au circuit représenté sur la figure 2. D'autres circuits permettant de réaliser les étapes de charge, décharge et transfert de charge des électrodes, du condensateur d'échantillonnage et de le corps de blindage peuvent être aisément imaginés sans faire preuve d'activité inventive. II importe simplement que les électrodes et le blindage SHD puissent être chargés séparément, indépendamment des condensateurs d'échantillonnage Cs1, Cs2. Un état d'activation de touche ou de détection de proximité peut également être déterminé en fonction de la tension aux bornes du condensateur d'échantillonnage, à l'issue de l'exécution d'un nombre fixe de cycles comprenant les étapes 2 à 5 (tableaux 2 à 5). Dans ce cas, le comparateur peut être remplacé par exemple par un convertisseur analogique / numérique fournissant une valeur numérique de la tension aux bornes du condensateur d'échantillonnage. La présence de plusieurs touches et donc plusieurs électrodes n'est pas non plus nécessaire. Le procédé de gestion peut bien entendu être mis en oeuvre avec une seule électrode de détection d'activation de touche formée sur un corps de blindage de plus grandes dimensions. Par ailleurs, l'invention ne s'applique pas nécessairement à des électrodes de forme ronde ou à des touches tactiles séparées. Elle peut s'appliquer également à un ensemble de touches tactiles conformées et gérées pour assurer une fonction de capteur circulaire ("wheel") ou linéaire ("slider"). 19

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une touche tactile, le procédé comportant un mode de détection d'activation de touche comprenant des étapes consistant à: (a) décharger une électrode (E4-En, E22-E3n) associée à la touche et s un condensateur d'échantillonnage (Cs2, Csi), (b) charger l'électrode, (c) transférer des charges accumulées dans l'électrode à l'étape (b) vers une première borne du condensateur d'échantillonnage dont une seconde borne est connectée à la masse, et 10 (d) exécuter plusieurs cycles comprenant les étapes (b) et (c), (e) déterminer un état d'activation de la touche correspondant à l'électrode en fonction de la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage, à l'issue de l'exécution d'un nombre fixe de cycles, ou bien en fonction du nombre de cycles exécutés pour que la tension à la 15 première borne du condensateur d'échantillonnage atteigne une tension de seuil (Vt), le procédé comprenant un mode de détection de proximité dans lequel les étapes (a) à (d) sont exécutées avec un corps de blindage (SHD) sur lequel est formé l'électrode et susceptible d'être relié à la première borne 20 d'un condensateur d'échantillonnage (Cs1), un état de détection de proximité d'un objet étant déterminé en fonction de la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage, à l'issue de l'exécution d'un nombre fixe de cycles, ou bien en fonction du nombre de cycles exécutés pour que la tension à la première borne du condensateur d'échantillonnage atteigne une 25 tension de seuil.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la touche appartient à un ensemble de touches tactiles associées chacune à une électrode (E4-En, E22-E3n) formée sur le corps de blindage (SHD).
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel : l'étape (a) est effectuée en connectant à la masse la première borne du condensateur d'échantillonnage (Csi, Cs1, Cs2) et l'électrode (E4-En,E22-E3n) dans le mode de détection d'activation de touche, et le corps de blindage (SHD) dans le mode de détection de proximité, et après la décharge, en déconnectant de la masse la première borne du condensateur d'échantillonnage et l'électrode connectée à la masse ou le corps de s blindage, l'étape (b) est effectuée en connectant à une source de tension (Vdd), l'électrode dans le mode de détection d'activation de touche, et le corps de blindage dans le mode de détection de proximité, et après la charge, en déconnectant de la source de tension l'électrode connectée à la source de io tension et le corps de blindage, et l'étape (c) est effectuée en connectant à la première borne du condensateur d'échantillonnage, l'électrode chargée à l'étape (b) ou le corps de blindage, et après le transfert de charge, en déconnectant de la première borne du condensateur d'échantillonnage, l'électrode connectée à la ls première borne du condensateur d'échantillonnage ou le corps de blindage.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel les étapes (a) à (d) sont exécutées dans le mode de détection de proximité simultanément avec le blindage (SHD) et au moins une partie des électrodes 20 (E4-En, E22-E3n).
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant des étapes de mise à la masse du blindage (SHD) à l'étape (a), et de mise du blindage à la tension d'alimentation aux étapes (b) et (c), dans le mode de 25 détection d'activation de touche.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des étapes de commutation entre le mode de détection d'activation de touche, et le mode de détection de proximité.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le condensateur d'échantillonnage (Cs1) prévu pour recevoir les charges accumulées par le corps de blindage (SHD) présente une capacité plus élevée qu'un condensateur d'échantillonnage (Cs2-Csn) prévu pour recevoir 30 les charges accumulées par une électrode (E4-En, E22-E3n), à l'étape (c) dans le mode de détection d'activation de touche.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant des étapes de comparaison du nombre de cycles d'exécution (CY) des étapes (b) et (c) à une valeur de seuil, la valeur de seuil étant ajustée dans le mode de détection d'activation d'une touche, pour qu'une activation de touche soit détectée lorsqu'un doigt est approché à moins de quelques millimètres d'une électrode (E4-En, E22-E3n), et dans le mode de détection de proximité, pour que la proximité d'un objet soit détectée lorsque l'objet est à une distance de l'ordre de quelques centimètres de le corps de blindage (SHD).
9. 9. Dispositif de gestion d'un ensemble de touches tactiles, caractérisé en ce qu'il met en ceuvre le procédé selon l'une des 15 revendications 1 à 8.
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, comportant un circuit d'entréelsortie (IOC) comprenant plusieurs branches, chaque branche étant connectée à un port (Pi) et comprenant : 20 un premier organe de commutation (T3i) pour relier le port à la masse, un second organe de commutation (T2i) pour relier le port à une source d'alimentation (Vdd), et un troisième organe de commutation (Il i) pour relier la branche à un 25 nceud commun à toutes les branches, au moins l'un des ports étant connecté à un comparateur (CP1, CP2) pour comparer la tension du port à une tension de seuil (Vt), le dispositif comprenant un circuit de commande (LGC) fournissant des signaux de commande (S11-S3n) des organes de commutation, l'un des 30 ports connecté à l'un des comparateurs étant connecté à une borne d'un condensateur d'échantillonnage (Cs1, Cs2) dont l'autre borne est connectée à la masse, au moins l'un des autres ports étant connecté à une électrode de touche (E4-En), et au moins un autre des autres ports étant connecté à un corps de blindage (SHD) sur lequel est formé l'électrode de touche. 35
11. 11. Dispositif selon la revendication 9, comportant plusieurs circuits d'entrée/sortie (IOC1-IOCn) comprenant chacun : un premier port (P11-Pln) connecté à une borne d'un condensateur d'échantillonnage (Cs1-Csn) dont l'autre borne est connectée à la masse, à s un premier organe de commutation (T31) pour relier le premier port à la masse, et à un comparateur (CP1) pour comparer la tension du premier port à une tension de seuil (Vt), plusieurs seconds ports (P21-P2n, P31-P3n), chacun étant connecté à un second organe de commutation (T22-T2n) pour relier le second port à io une source d'alimentation (Vdd), et à un troisième organe de commutation (112-11n) pour relier le second port au premier port, et un circuit de commande (LGC) fournissant des signaux de commande (S11-S3n) des organes de commutation, certains des ports de certains des circuits d'entrée/sortie étant 15 connectés chacun à une électrode (E22-E2n, E32-E3n), au moins un des ports d'un des circuits d'entrée/sortie étant connecté à un blindage (SHD) de touche.
12. 12. Dispositif selon la revendication 9, comportant plusieurs circuits 20 d'entrée/sortie (IOC1-IOCn) comprenant chacun plusieurs branches, chaque branche étant connectée à un port (P1 i, P2i, P3i) et comprenant : un premier organe de commutation (T3i) pour relier le port à la masse, un second organe de commutation (T2i) pour relier le port à une 25 source d'alimentation (Vdd), et un troisième organe de commutation (11 i) pour relier la branche à un nceud commun à toutes les branches, au moins l'un des ports étant connecté à un comparateur (CP1) pour comparer la tension du port à une tension de seuil (Vt), l'un des ports connecté à l'un des comparateurs étant 30 connecté à une bome d'un condensateur d'échantillonnage (Cs1-Csn) dont l'autre borne est connectée à la masse, et au moins certains des autres ports étant connectés chacun à une électrode (E2-En) ou à un blindage (SHD) de touche, le dispositif comprenant un circuit de commande (LGC) fournissant 35 des signaux de commande (S11-S3n) des organes de commutation.