FR3005176A1

FR3005176A1 - TOUCH SENSOR

Info

Publication number: FR3005176A1
Application number: FR1353812A
Authority: FR
Inventors: Michel Bardouillet
Original assignee: STMicroelectronics Rousset SAS
Current assignee: STMicroelectronics Rousset SAS
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-10-31

Abstract

L'invention concerne un capteur tactile comprenant : une première électrode (32) destinée à recevoir un signal d'excitation ; une deuxième électrode (34) et une troisième électrode (36) destinées à fournir des signaux à un circuit d'interprétation, la première électrode définissant, avec la deuxième électrode, une capacité de valeur supérieure à la valeur d'une capacité définie par la première électrode et la troisième électrode.The invention relates to a touch sensor comprising: a first electrode (32) for receiving an excitation signal; a second electrode (34) and a third electrode (36) for providing signals to an interpretation circuit, the first electrode defining, with the second electrode, a capacitance of greater value than the value of a capacitance defined by the first electrode and the third electrode.

Description

B12556 - 13-R0-0212 1 CAPTEUR TACTILE Domaine La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et, plus particulièrement, les écrans tactiles ou capteurs tactiles équipant des dispositifs électro- niques. La présente description concerne plus précisément des capteurs tactiles de type capacitif qui détectent une variation de capacité d'un élément de détection. Exposé de l'art antérieur On connaît de nombreux capteurs tactiles. Un des attraits d'un capteur tactile est qu'il peut être placé derrière une surface isolante, ce qui évite la mécanique des interrupteurs mécaniques. Le nettoyage est plus aisé. De plus, avec une surface transparente et des électrodes transparentes, le capteur peut aisément être associé à un écran. Son utilisateur peut alors à la fois visualiser des images ou des informations affichées sur l'écran et introduire des données via l'écran. Une difficulté récurrente dans les capteurs et écrans tactiles de type capacitif est l'influence de paramètres extérieurs engendrant du bruit qui n'est pas négligeable par rapport au signal de mesure et peut engendrer des erreurs de détection.B12556 - 13-R0-0212 1 TOUCH SENSOR Field This description relates generally to electronic circuits and, more particularly, touch screens or touch sensors fitted to electronic devices. The present disclosure more specifically relates to capacitive type touch sensors that detect a variation in capacitance of a detection element. DISCUSSION OF THE PRIOR ART Many tactile sensors are known. One of the attractions of a touch sensor is that it can be placed behind an insulating surface, which avoids the mechanics of mechanical switches. Cleaning is easier. In addition, with a transparent surface and transparent electrodes, the sensor can easily be associated with a screen. Its user can then both view images or information displayed on the screen and enter data via the screen. A recurring difficulty in sensors and capacitive type touch screens is the influence of external parameters generating noise which is not negligible compared to the measurement signal and can lead to detection errors.

B12556 - 13-R0-0212 2 Résumé Un objet d'un mode de réalisation est de proposer un capteur tactile palliant tout ou partie des inconvénients des capteurs tactiles usuels.B12556 - 13-R0-0212 2 Abstract An object of an embodiment is to propose a tactile sensor that overcomes all or some of the disadvantages of conventional touch sensors.

Un autre objet d'un mode de réalisation est d'améliorer la fiabilité d'un capteur tactile. Un autre objet d'un mode de réalisation est de proposer une solution particulièrement adaptée à des capteurs tactiles dit à système projeté, c'est-à-dire qui injectent un signal aux bornes de l'élément capacitif dont on détecte la variation de capacité. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, on prévoit un capteur tactile comprenant : une première électrode destinée à recevoir un signal d'excitation ; une deuxième électrode et une troisième électrode destinées à fournir des signaux à un circuit d'interprétation, la première électrode définissant, avec la deuxième électrode, une capacité de valeur supérieure à la valeur d'une capacité 20 définie par la première électrode et la troisième électrode. Selon un mode de réalisation, les électrodes sont planes et ne se chevauchent pas. Selon un mode de réalisation, la deuxième électrode est physiquement placée plus proche de la première que ne l'est 25 la troisième électrode. Selon un mode de réalisation, le capteur comporte en outre une quatrième électrode, intercalée entre la deuxième et la troisième électrode, la quatrième électrode étant destinée à être connectée à la masse. 30 Selon un mode de réalisation, les deuxième et troisième électrodes présentent un couplage identique à un organe de commande du capteur. Selon un mode de réalisation, les deuxième et troisième électrodes sont de même surface.Another object of an embodiment is to improve the reliability of a touch sensor. Another object of an embodiment is to propose a solution that is particularly suitable for so-called projected system touch sensors, that is to say which inject a signal at the terminals of the capacitive element whose capacitance variation is detected. . To achieve all or part of these objects as well as others, there is provided a touch sensor comprising: a first electrode for receiving an excitation signal; a second electrode and a third electrode for providing signals to an interpretation circuit, the first electrode defining, with the second electrode, a capacitance of value greater than the value of a capacitance defined by the first electrode and the third electrode. According to one embodiment, the electrodes are flat and do not overlap. According to one embodiment, the second electrode is physically placed closer to the first than is the third electrode. According to one embodiment, the sensor further comprises a fourth electrode, interposed between the second and the third electrode, the fourth electrode being intended to be connected to ground. According to one embodiment, the second and third electrodes have a coupling identical to a control member of the sensor. According to one embodiment, the second and third electrodes are of the same surface.

B12556 - 13-R0-0212 3 On prévoit également un procédé d'exploitation de signaux fournis par un capteur tactile, dans lequel on effectue une différence entre les signaux fournis par les deuxième et troisième électrodes.B12556 - 13-R0-0212 3 There is also provided a method of using signals provided by a touch sensor, in which a difference is made between the signals supplied by the second and third electrodes.

Selon un mode de réalisation, lesdits signaux sont pondérés. Selon un mode de réalisation, un signal d'excitation est appliqué sur la première électrode. On prévoit également une matrice de capteurs.According to one embodiment, said signals are weighted. According to one embodiment, an excitation signal is applied to the first electrode. A matrix of sensors is also provided.

Selon un mode de réalisation, les capteurs sont appariés, la deuxième électrode d'un premier capteur étant relié à la troisième électrode d'un second capteur de la paire et la troisième électrode du premier capteur étant reliée à la deuxième électrode du second capteur de la paire.According to one embodiment, the sensors are paired, the second electrode of a first sensor being connected to the third electrode of a second sensor of the pair and the third electrode of the first sensor being connected to the second electrode of the second sensor of the pair.

On prévoit également un écran tactile comportant un ou plusieurs capteurs. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes 20 de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif électronique équipé d'un ou plusieurs capteurs tactiles ; 25 la figure 2 illustre, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un capteur tactile ; la figure 3 représente le schéma électrique équivalent du capteur tactile de la figure 2 ; 30 la figure 4 illustre, de façon très schématique, un exemple de réalisation du capteur tactile des figures 2 et 3 ; les figures SA, 5B, 5C et 5D sont des chronogrammes illustrant des exemples de signaux d'entrée et sortie du capteur tactile des figures 2 à 4 ; B12556 - 13-R0-0212 4 la figure 6 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un capteur tactile ; la figure 7 représente, de façon très schématique, un exemple de réseau matriciel de capteurs tactiles ; la figure 8 est une représentation très schématique d'encore un autre mode de réalisation d'un capteur tactile ; et les figures 9 et 10 représentent des variantes de réalisation d'un capteur tactile. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, la génération des signaux envoyés au capteur tactile n'a pas été illustrée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les circuits usuels de génération de signaux à destination de capteurs dits à système projeté. La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif électronique 1 du type auquel se 20 rapportent les modes de réalisation qui vont être décrits. Un tel dispositif (par exemple un téléphone portable) comporte, dans cet exemple, un écran 12 constituant un écran tactile d'un réseau matriciel de cellules formant chacune individuellement un capteur tactile. Dans l'exemple de la figure 25 1, on suppose que le dispositif 1 est en outre associé à des capteurs tactiles 14 dépourvus d'écran. Le dispositif 1 intègre différents circuits électroniques (symbolisés par un bloc 16) de génération et de traitement des différents signaux utiles au fonctionnement de 30 l'écran 12 et des capteurs 14. Les capteurs tactiles usuels souffrent de problèmes de fiabilité liés à des perturbations parasites qui modifient les charges des éléments capacitifs du capteur. De telles perturbations sont susceptibles de provoquer des erreurs de 35 détection.There is also a touch screen comprising one or more sensors. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other features and advantages will be set forth in detail in the following description of particular embodiments in a non-limiting manner with reference to the accompanying figures in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation; an electronic device equipped with one or more tactile sensors; FIG. 2 very schematically illustrates in the form of blocks an embodiment of a touch sensor; Figure 3 shows the equivalent electrical diagram of the touch sensor of Figure 2; FIG. 4 very schematically illustrates an exemplary embodiment of the touch sensor of FIGS. 2 and 3; FIGS. 5A, 5B, 5C and 5D are timing diagrams illustrating examples of input and output signals of the touch sensor of FIGS. 2 to 4; B12556 - 13-R0-0212 4 Figure 6 is a top view of another embodiment of a touch sensor; FIG. 7 very schematically shows an exemplary matrix array of tactile sensors; Figure 8 is a very schematic representation of yet another embodiment of a touch sensor; and Figures 9 and 10 show alternative embodiments of a touch sensor. Detailed Description The same elements have been designated by the same references in the various figures. For the sake of clarity, only the elements useful for understanding the embodiments that will be described have been shown and will be detailed. In particular, the generation of the signals sent to the touch sensor has not been illustrated, the described embodiments being compatible with the usual circuits for generating signals intended for so-called projected system sensors. FIG. 1 is a schematic representation of an example of an electronic device 1 of the type to which the embodiments which will be described relate. Such a device (for example a mobile phone) comprises, in this example, a screen 12 constituting a touch screen of a matrix network of cells each individually forming a touch sensor. In the example of FIG. 1, it is assumed that the device 1 is furthermore associated with touch sensors 14 without a screen. The device 1 integrates various electronic circuits (symbolized by a block 16) for generating and processing the various signals useful for the operation of the screen 12 and the sensors 14. The usual touch sensors suffer from reliability problems related to parasitic disturbances. which modify the charges of the capacitive elements of the sensor. Such disturbances are likely to cause detection errors.

B12556 - 13-R0-0212 Parmi les solutions usuelles, certains capteurs tactiles prévoient d'augmenter le niveau de mesure, c'est-à-dire la tension d'alimentation de l'élément capacitif du capteur de façon à rendre le bruit négligeable. Toutefois, une telle 5 solution requiert que le dispositif électronique soit susceptible de fournir une tension relativement élevée (de l'ordre de 10 Volts ou supérieure), ce qui n'est pas toujours compatible avec les dispositifs électroniques souhaités. De plus, cela accroît la consommation du circuit.B12556 - 13-R0-0212 Among the usual solutions, some tactile sensors plan to increase the measurement level, ie the supply voltage of the capacitive element of the sensor so as to make the noise negligible. . However, such a solution requires that the electronic device be capable of providing a relatively high voltage (of the order of 10 volts or higher), which is not always compatible with the desired electronic devices. In addition, it increases the consumption of the circuit.

Les capteurs tactiles sont généralement prévus en grand nombre (typiquement plusieurs centaines). C'est en particulier le cas d'un écran tactile où l'utilisateur est susceptible d'actionner différentes zones de l'écran. Dans de tels dispositifs, on pourrait prévoir une cellule tactile ou capteur tactile de référence dont le rôle serait de mesurer le bruit environnant l'ensemble du dispositif afin de soustraire ce bruit aux mesures effectuées. Toutefois, les perturbations que sont susceptibles de subir les capteurs tactiles varient d'un capteur à l'autre au sein du même dispositif, de sorte que l'utilisation d'une cellule de référence ne garantit pas une fiabilité. En particulier, le doigt de l'utilisateur introduit lui-même un bruit qui n'est pas nécessairement capté par la cellule de référence. La figure 2 est une représentation schématique d'un 25 mode de réalisation d'un capteur tactile 2 équipant, par exemple, un dispositif 1 du type de celui illustré en figure 1. La figure 3 représente le schéma électrique équivalent du capteur 2 de la figure 2. La figure 4 est une représentation schématique en 30 coupe d'un exemple de réalisation pratique du capteur 2 des figures 2 et 3. On prévoit, au niveau du capteur lui-même, de détecter le bruit parasite. Ainsi, comme l'illustre la figure 2, le capteur reçoit un signal Tx provenant d'un circuit (inclus dans 35 le bloc 16) de génération d'un signal d'excitation et fournit à B12556 - 13-R0-0212 6 ce même circuit deux signaux de mesure Rxl et Rx2. De façon usuelle, le capteur 2 détecte une variation de la capacité d'éléments capacitifs qui le constituent. Comme l'illustrent les figures 3 et 4, une borne 5 d'entrée 22 du capteur, destinée à recevoir le signal Ix, est reliée à une première électrode 32, réalisée sur un substrat 42 (figure 4). L'électrode 32 est surmontée d'une plaque de protection 44, par exemple en verre dans le cas d'un écran tactile. La réalisation d'un ensemble d'électrodes et de ses 10 connexions est en elle-même usuelle pour réaliser une dalle tactile d'un ou plusieurs capteurs. Selon le mode de réalisation illustré, deux électrodes 34 et 36 sont réalisées à côté de l'électrode 32 et sont raccordées à des bornes 24 et 26 du capteur 2 destinées à 15 fournir les signaux Rxl et Rx2. D'un point de vue électrique, chaque électrode 34 et 36 définit l'électrode d'un élément capacitif respectivement Cl, C2 dont une deuxième électrode est constituée par l'électrode 32 recevant le signal Ix. Lorsqu'on applique un signal (qui sera détaillé par la suite en relation 20 avec les figures SA à 5C) à l'électrode 32, les électrodes 34 et 36 récupèrent une partie de ce signal au travers des capacités qu'elles constituent avec la couche 44, l'air environnant le dispositif et les divers éléments perturbateurs. Lorsqu'un objet de déclenchement (par exemple un doigt D d'un utilisateur) 25 s'approche du capteur, cela modifie la capacité des éléments Cl et C2 et perturbe par conséquent les signaux Rxl et Rx2 reçus. Cette perturbation est détectée pour exploiter la mesure. Comme l'illustre la figure 4, les électrodes sont planes et disposées, de préférence, sans recouvrement. En 30 pratique, les électrodes seront le plus souvent coplanaires (réalisées dans un même niveau conducteur). L'électrode 34 destinée au signal de mesure Rxl est, dans l'exemple représenté, placée plus près de l'électrode 32 destinée à recevoir le signal Ix que de l'électrode 36 destinée au signal Rx2. Ainsi, les 35 transitoires du signal Ix qui sont véhiculés par les capacités B12556 - 13-R0-0212 7 Cl et C2 se retrouvent avec une amplitude plus importante sur l'électrode 34 que sur l'électrode 36. Toutefois, comme les deux électrodes 34 et 36 sont proches l'une de l'autre, on peut considérer qu'elles sont influencées de la même manière par le bruit (les perturbations électromagnétiques) et que les capacités Cl et C2 sont influencées de la même manière par un élément (par exemple le doigt d'un utilisateur) s'approchant du capteur. L'électrode 34 est alors plus sensible à la mesure car elle reçoit plus d'énergie provenant de l'électrode 32.Touch sensors are generally provided in large numbers (typically several hundred). This is particularly the case of a touch screen where the user is likely to operate different areas of the screen. In such devices, one could provide a touch cell or reference tactile sensor whose role would be to measure the noise surrounding the entire device in order to subtract this noise from the measurements made. However, the disturbances that are likely to be experienced by the touch sensors vary from one sensor to another within the same device, so that the use of a reference cell does not guarantee reliability. In particular, the finger of the user himself introduces a noise that is not necessarily captured by the reference cell. FIG. 2 is a schematic representation of an embodiment of a touch sensor 2 equipping, for example, a device 1 of the type illustrated in FIG. 1. FIG. 3 represents the equivalent electrical diagram of the sensor 2 of FIG. FIG. 4 is a diagrammatic representation in section of an exemplary practical embodiment of the sensor 2 of FIGS. 2 and 3. It is provided, at the level of the sensor itself, to detect the parasitic noise. Thus, as shown in FIG. 2, the sensor receives a signal Tx from a circuit (included in the block 16) for generating an excitation signal and supplies B12556 - 13 - R0 - 02126 with same circuit two measuring signals Rx1 and Rx2. In the usual way, the sensor 2 detects a variation of the capacity of capacitive elements that constitute it. As illustrated in FIGS. 3 and 4, an input terminal 22 of the sensor intended to receive the signal Ix is connected to a first electrode 32 made on a substrate 42 (FIG. 4). The electrode 32 is surmounted by a protection plate 44, for example glass in the case of a touch screen. The realization of a set of electrodes and its connections is in itself usual for producing a touch screen of one or more sensors. According to the illustrated embodiment, two electrodes 34 and 36 are made adjacent the electrode 32 and are connected to terminals 24 and 26 of the sensor 2 for providing the Rx1 and Rx2 signals. From an electrical point of view, each electrode 34 and 36 defines the electrode of a capacitive element C1, C2, respectively, a second electrode of which is constituted by the electrode 32 receiving the signal Ix. When a signal (which will be detailed later in connection with FIGS. 5C) is applied to the electrode 32, the electrodes 34 and 36 recover a part of this signal through the capacitances which they constitute with the layer 44, the air surrounding the device and the various disturbing elements. When a triggering object (for example a user's finger D) approaches the sensor, this modifies the capacitance of the elements C1 and C2 and thus disturbs the received signals Rx1 and Rx2. This disturbance is detected to exploit the measurement. As illustrated in Figure 4, the electrodes are flat and arranged, preferably without overlap. In practice, the electrodes will most often be coplanar (made in the same conductive level). The electrode 34 for the measurement signal Rx1 is, in the example shown, placed closer to the electrode 32 intended to receive the signal Ix than to the electrode 36 intended for the signal Rx2. Thus, the transients of the signal Ix which are carried by the capacitors B12556 - 13-R0-0212 7 C1 and C2 are found with a greater amplitude on the electrode 34 than on the electrode 36. However, as the two electrodes 34 and 36 are close to each other, we can consider that they are influenced in the same way by noise (electromagnetic disturbances) and that the capacitances C1 and C2 are influenced in the same way by an element ( for example the finger of a user) approaching the sensor. The electrode 34 is then more sensitive to measurement because it receives more energy from the electrode 32.

Plus généralement, l'électrode 34 forme, avec l'électrode 32 et le ou les espaces diélectriques qui les séparent, une capacité de valeur supérieure à celle de la capacité formée par les électrodes 32 et 36 et le ou les espaces diélectriques qui les séparent.More generally, the electrode 34 forms, with the electrode 32 and the dielectric space or spaces which separate them, a capacitance of value greater than that of the capacitance formed by the electrodes 32 and 36 and the dielectric space or spaces which separate them. .

De préférence, les électrodes 34 et 36 présentent un couplage identique avec un organe de commande (typiquement le doigt de l'utilisateur ou un stylet). Par exemple, les électrodes 34 et 36 ont des surfaces égales. En faisant la différence entre les signaux Rxl et Rx2, il est donc possible d'éliminer la contribution liée au bruit et de ne récupérer qu'une information utile. En pratique, on utilise un ou plusieurs circuit 162 (figure 3) du bloc 16 pour calculer cette différence et, par exemple, la comparer à un seuil TH pour déterminer l'état activé A ou inactif I de la touche comportant le capteur tactile. La mesure et son exploitation peuvent prendre diverses formes et être analogiques ou numériques selon les applications. De préférence, une électrode additionnelle 38, connectée à la masse, est intercalée entre les électrodes 34 et 36. Cette électrode forme, avec les électrodes 34 et 36, respectivement deux éléments capacitifs C3 et C4. L'électrode 38 améliore la séparation entre l'électrode 36 et l'électrode 32 et isole plus l'électrode 36 du signal utile, ce qui améliore le résultat de la détection.Preferably, the electrodes 34 and 36 have an identical coupling with a control member (typically the user's finger or a stylus). For example, the electrodes 34 and 36 have equal areas. By differentiating between the Rx1 and Rx2 signals, it is therefore possible to eliminate the contribution related to noise and to recover only useful information. In practice, one or more circuit 162 (FIG. 3) of block 16 is used to calculate this difference and, for example, to compare it with a threshold TH to determine the activated state A or inactive I of the key comprising the touch sensor. Measurement and its exploitation can take various forms and be analog or digital depending on the application. Preferably, an additional electrode 38, connected to ground, is interposed between the electrodes 34 and 36. This electrode forms, with the electrodes 34 and 36, respectively two capacitive elements C3 and C4. The electrode 38 improves the separation between the electrode 36 and the electrode 32 and isolates the electrode 36 from the useful signal, which improves the result of the detection.

B12556 - 13-R0-0212 8 Les figures 5A, 58, 5C et 5D sont des chronogrammes illustrant le fonctionnement du capteur 2 des figures 2 à 4. La figure 5A illustre un exemple de signal Tx appliqué sur la borne 22 (électrode 32) du capteur. Typiquement, le signal Rx est un signal carré ou rectangulaire. A chaque front montant du signal Tx, une partie de ce signal est récupérée par les électrodes 34 et 36 et se traduit sur les signaux Rxl (figure 58) et Rx2 (figure 5C). La figure 5D illustre le résultat de la différence entre les signaux Rxl et 10 8x2. Ici, on considère une différence analogique mais, comme cela a été indiqué plus haut, la différence pourra être effectuée après conversion analogique-numérique des niveaux de tension présents sur les électrodes. Les parties gauche (I) des figures 5A à 5C illustrent 15 le fonctionnement d'un capteur idéal (sans bruit), respectivement sans toucher (allures 51 et 54) et avec toucher (allures 52 et 55). Les parties droite (II) des figures 5A à 5D illustrent le fonctionnement du capteur des modes de réalisation décrits ci-dessus avec trois niveaux de bruit différents, 20 respectivement négatif, positif et nul, sans toucher (allures 51, 54 et 57) et avec toucher (allures 53, 56 et 58). On considère cinq exemples de comportement du capteur tactile (cinq impulsions du signal Tx). En l'absence de bruit (parties gauche I), les deux 25 impulsions (fronts montants) du signal Tx se retrouvent sur les électrodes 34 et 36 en étant atténuées en présence d'un toucher. L'effet du toucher est similaire sur les deux signaux 8x1 et 8x2 à la seule différence que les amplitudes récupérées sur l'électrode 36 sont moindres (allures 54 et 55). Dans ce 30 fonctionnement idéal, il suffit de fixer un seuil TH1 de détection entre les amplitudes maximales (pics) respectives des allures 51 et 52 (ou TH2 entre les amplitudes maximales (pics) respectives des allures 54 et 55), par exemple au milieu de l'amplitude de variation MA (signal Rxl) liée à la mesure pour 35 que la détection soit correcte.FIGS. 5A, 58, 5C and 5D are timing diagrams illustrating the operation of the sensor 2 of FIGS. 2 to 4. FIG. 5A illustrates an example of a signal Tx applied to the terminal 22 (electrode 32) of the sensor. Typically, the Rx signal is a square or rectangular signal. At each rising edge of the signal Tx, a portion of this signal is recovered by the electrodes 34 and 36 and is reflected in the signals Rx1 (FIG. 58) and Rx2 (FIG. 5C). Figure 5D illustrates the result of the difference between the Rx1 and the 8x2 signals. Here, we consider an analog difference but, as noted above, the difference can be made after analog-to-digital conversion of the voltage levels present on the electrodes. The left parts (I) of FIGS. 5A to 5C illustrate the operation of an ideal (noiseless) sensor, respectively without touching (gears 51 and 54) and touching (gears 52 and 55). The right portions (II) of FIGS. 5A to 5D illustrate the operation of the sensor of the embodiments described above with three different noise levels, respectively negative, positive and zero, without touching (paces 51, 54 and 57) and with touch (paces 53, 56 and 58). Five examples of the behavior of the touch sensor (five pulses of the Tx signal) are considered. In the absence of noise (left parts I), the two pulses (rising edges) of the signal Tx are found on the electrodes 34 and 36 being attenuated in the presence of a touch. The effect of the touch is similar on the two 8x1 and 8x2 signals with the only difference that the amplitudes recovered on the electrode 36 are less (gaits 54 and 55). In this ideal operation, it is sufficient to set a detection threshold TH1 between the respective peak amplitudes (peaks) of the gaits 51 and 52 (or TH2 between the respective peak amplitudes (peaks) of the gaits 54 and 55), for example in the middle the amplitude of change MA (signal Rx1) related to the measurement for the detection to be correct.

B12556 - 13-R0-0212 9 En présence de bruit (parties II), le seuil TH idéal ne permet plus une détection correcte à partir du seul signal Rxl. Comme l'illustrent les allures 53 et 56, en présence de bruit (deux premières impulsions de la partie II), la détection est faussée si le bruit compense la diminution liée au toucher et conduit à un niveau (deuxièmes impulsions) qui reste supérieur au seuil TH1, respectivement TH2. Toutefois, en faisant la différence entre les allures 53 et 56 (version analogique) ou entre des valeurs représentatives des niveaux de tension mesurés sur les électrodes 34 et 36 (version numérique), l'influence du bruit est éliminée et les allures 57 et 58 obtenues permettent de fixer un seuil indépendamment de l'amplitude du bruit. Par conséquent, il suffit de fixer un seuil TH entre les deux niveaux d'amplitude sans bruit pour que le capteur fonctionne correctement et détecte les états actif A et inactif I. En pratique, l'état actif accroit l'atténuation du signal par augmentation des capacités Cl et C2 (la permittivité du doigt étant supérieure à celle de l'air).B12556 - 13-R0-0212 9 In the presence of noise (parts II), the ideal TH threshold no longer allows correct detection from the single signal Rx1. As shown in the graphs 53 and 56, in the presence of noise (first two pulses of part II), the detection is distorted if the noise compensates for the decrease related to the touch and leads to a level (second pulses) which remains higher than the threshold TH1, respectively TH2. However, by differentiating between the gears 53 and 56 (analog version) or between values representative of the voltage levels measured on the electrodes 34 and 36 (digital version), the influence of the noise is eliminated and the gaits 57 and 58 obtained allow to set a threshold independently of the amplitude of the noise. Therefore, it is sufficient to set a threshold TH between the two amplitude levels without noise for the sensor to function properly and detects the active states A and inactive I. In practice, the active state increases the attenuation of the signal by increasing capacitances C1 and C2 (the permittivity of the finger being greater than that of air).

La figure 6 est une vue de dessus schématique d'un exemple de réalisation d'un capteur 2. Les électrodes 32, 34 et 36 sont réalisées sous la forme de portions conductrices sur un substrat isolant 42. Dans l'exemple de la figure 6, on suppose la présence de l'électrode supplémentaire de masse 38. De préférence, les surfaces respectives 34 et 36 sont identiques de façon à faciliter la détection. En particulier, cela évite d'affecter des coefficients de pondération aux signaux Rxl et Rx2 lors de leur soustraction ou interprétation. La figure 7 est une représentation schématique d'une matrice 6 de capteurs 2 tels qu'illustrés par les figures précédentes. Cette figure illustre un exemple de raccordement des différents capteurs. Dans cet exemple, les signaux Rxl et Rx2 sont captés par colonne tandis que le signal Ix est distribué par ligne. La connexion optionnelle à la masse des électrodes additionnelles 38 est effectuée, par exemple, par B12556 - 13-R0-0212 10 colonne. Par rapport à une matrice tactile usuelle, il faut utiliser un conducteur de colonne supplémentaire pour le signal Rx2 et, en présence de l'électrode 38, un autre pour la masse M. La figure 8 représente un autre mode de réalisation 5 d'un capteur tactile 2' dans lequel les électrodes 32', 34' et 36' (ainsi que l'électrode optionnelle 38' illustrée en pointillés) sont formées de cadres imbriqués. Les conducteurs de raccordements de ces électrodes sont organisés en lignes et en colonnes dans un réseau matriciel. 10 La figure 9 représente une variante dans laquelle l'électrode 36 est partagée par deux capteurs 2 et 2', c'est-à-dire par deux électrodes 32, deux électrodes 34 et, le cas échéant deux électrodes 38. La forme de la figure 9 reprend l'exemple d'électrodes rectangulaires de la figure 6. La 15 structure présente un axe de symétrie 9 au milieu de l'électrode 36. Une telle variante permet de réduire le nombre de conducteurs de colonne dans une structure matricielle et de gagner de la place. La figure 10 représente une autre variante dans 20 laquelle les capteurs sont réalisés par paires 60 de deux capteurs 61 et 62. L'électrode 34 du capteur 61 étant reliée, par le conducteur 63 d'un des signaux de mesure, par exemple Rxl, à l'électrode 36 du capteur 62. L'électrode 36 du capteur 61 étant reliée à l'électrode 34 du capteur 62 par le conducteur 25 64 de l'autre signal de mesure, par exemple Rx2. Dans l'exemple de la figure 10, l'électrode 32 est à droite (dans l'orientation de la figure) pour le capteur 61 et à gauche pour le capteur 62, de façon à éviter un croisement des conducteurs 63 et 64. Une telle réalisation permet, en utilisant un même conducteur 65 de 30 signal d'excitation Ix pour les deux capteurs, de ne pas augmenter le nombre de conducteurs de mesure dans un arrangement matriciel. Il suffit d'interpréter les mesures dans des niveaux positifs pour un capteur et négatifs pour l'autre pour distinguer les détections effectuées par les deux capteurs.FIG. 6 is a schematic top view of an exemplary embodiment of a sensor 2. The electrodes 32, 34 and 36 are in the form of conductive portions on an insulating substrate 42. In the example of FIG. 6 the presence of the additional ground electrode 38 is assumed. Preferably, the respective surfaces 34 and 36 are identical so as to facilitate detection. In particular, this avoids assigning weighting coefficients to the Rx1 and Rx2 signals during their subtraction or interpretation. FIG. 7 is a schematic representation of a matrix 6 of sensors 2 as illustrated by the preceding figures. This figure illustrates an example of connection of the different sensors. In this example, the Rx1 and Rx2 signals are picked up by column while the Ix signal is distributed per line. The optional ground connection of the additional electrodes 38 is effected, for example, by column B12556 - 13 - R0-0212. With respect to a conventional tactile matrix, it is necessary to use an additional column conductor for the signal Rx2 and, in the presence of the electrode 38, another for the ground M. FIG. 8 represents another embodiment of a 2 'touch sensor in which the electrodes 32', 34 'and 36' (and the optional electrode 38 'shown in dotted lines) are formed of interlocking frames. The connection conductors of these electrodes are organized in rows and columns in a matrix network. FIG. 9 represents a variant in which the electrode 36 is shared by two sensors 2 and 2 ', that is to say by two electrodes 32, two electrodes 34 and, where appropriate, two electrodes 38. The form of FIG. FIG. 9 shows the example of rectangular electrodes of FIG. 6. The structure has an axis of symmetry 9 in the middle of the electrode 36. Such a variant makes it possible to reduce the number of column conductors in a matrix structure and to save space. FIG. 10 shows another variant in which the sensors are made in pairs 60 of two sensors 61 and 62. The electrode 34 of the sensor 61 being connected, by the conductor 63, to one of the measurement signals, for example Rx1, to the electrode 36 of the sensor 62. The electrode 36 of the sensor 61 is connected to the electrode 34 of the sensor 62 by the conductor 64 of the other measurement signal, for example Rx2. In the example of FIG. 10, the electrode 32 is on the right (in the orientation of the figure) for the sensor 61 and on the left for the sensor 62, so as to avoid a crossing of the conductors 63 and 64. Such an embodiment makes it possible, by using one and the same driver 65 of the Ix excitation signal for the two sensors, not to increase the number of measurement leads in a matrix arrangement. It is enough to interpret the measurements in positive levels for one sensor and negative for the other to distinguish the detections made by the two sensors.

B12556 - 13-R0-0212 11 Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la réalisation pratique du capteur tactile et le traitement et l'interprétation des signaux sont à la portée de 5 l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus en utilisant des techniques en elles-mêmes usuelles de fabrication de capteurs tactiles dans l'industrie microélectronique. Par exemple, les électrodes pourront avoir des formes variées, être imbriquées, etc. De plus, si la 10 structure proposée s'applique à des matrices de capteurs, elle est également compatible avec une réalisation de capteurs individuels.B12556 - 13-R0-0212 11 Various embodiments have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, the practical realization of the touch sensor and the processing and interpretation of the signals are within the abilities of those skilled in the art from the functional indications given above by using techniques that are in themselves standard touch sensors in the microelectronics industry. For example, the electrodes may have various shapes, be nested, etc. In addition, if the proposed structure applies to sensor arrays, it is also compatible with one embodiment of individual sensors.

Claims

REVENDICATIONS1. A touch sensor comprising: a first electrode (32) for receiving an excitation signal (Ix); a second electrode (34) and a third electrode (36) for providing signals to an interpretation circuit (162), the first electrode defining, with the second electrode, a capacitance (C1) greater than the value of d a capacitance (C2) defined by the first electrode and the third electrode.

The sensor of claim 1, wherein the electrodes (32,34,36) are flat and do not overlap.

The sensor of claim 1 or 2, wherein the second electrode (34) is physically placed closer to the first (32) than is the third electrode (36).

4. Sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fourth electrode (38) interposed between the second (34) and the third (36) electrode, the fourth electrode being intended to be connected to ground (M).

5. Sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the second (34) and third (36) electrodes have a coupling identical to a control member of the sensor.

The sensor of any one of claims 1 to 5, wherein the second (34) and third (36) electrodes are of the same surface.

A method of operating signals provided by a touch sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein a difference is made between the signals supplied by the second (34) and third (36) electrodes.

The method of claim 7, wherein said signals are weighted.B12556 - 13-R0-0212 13

The method of claim 7 or 8, wherein an excitation signal (Ix) is applied to the first electrode (32).

Sensor array according to any one of claims 1 to 6.

The sensor array of claim 10, wherein the sensors are paired, the second electrode (34) of a first sensor (61) being connected to the third electrode (36) of a second sensor (62) of the pair (60) and the third electrode of the first sensor being connected to the second electrode of the second sensor of the pair.

12. Touch screen comprising one or more sensors according to any one of claims 1 to 6.