WO2016156683A1 - Dispositif et procédé de détection capacitive d'approche et interface utilisateur - Google Patents

Dispositif et procédé de détection capacitive d'approche et interface utilisateur Download PDF

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WO2016156683A1
WO2016156683A1 PCT/FR2016/000064 FR2016000064W WO2016156683A1 WO 2016156683 A1 WO2016156683 A1 WO 2016156683A1 FR 2016000064 W FR2016000064 W FR 2016000064W WO 2016156683 A1 WO2016156683 A1 WO 2016156683A1
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capacitive
electrodes
approach
detection
sensing device
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PCT/FR2016/000064
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Ciprian MUSTAT
Gregor LECHTENBOER
Tan-Duc HYUNH
Pierre AYGALINC
Eric BOUHANICHE
Adrien CALI
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Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
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    • H03K2017/9604—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes
    • H03K2017/9613—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes using two electrodes per touch switch
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    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078—Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Definitions

  • the invention relates to a capacitive approach sensing device for user interface, in particular for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a user interface and a method of capacitive approach detection.
  • interfaces are used allowing the user to control the vehicle's on-board systems.
  • Some interfaces are further provided with capacitive sensors to detect the approach of the finger of the user near the interface. This approach detection can enable the interface to be activated before the user contacts the interface.
  • the approach detection is carried out with a relatively wide detection field, which may not be sufficiently accurate if it is desired to detect the approach of the finger in a narrow beam of detection, for example in an area located only in face of one or more control members.
  • This parasitic detection can occur, for example, when the user wishes to activate one of several control members within an interface and does not wish to activate the other control elements or if he wishes to access a control module at the same time. within the same interface without activating the other control modules or if it wishes to access an interface among several interfaces without activating the other interfaces.
  • a control module may comprise a set of on-line command devices, such as keys, the control of the backlight by capacitive detection is desired to facilitate the choice of the key, for example in night driving. . We then try to avoid false detection for example of the user accessing the glove box.
  • the interface is generally provided with chromed decorative pieces which, by their presence, can disturb the electric field around of the capacitive sensor and can therefore disturb the finger approach detection of the user.
  • One of the aims of the present invention is to overcome at least one drawback of the prior art.
  • the subject of the invention is a capacitive approach sensing device for a user interface intended to detect the approach of an object towards a control zone of a facade of the approach detection device characterized in that it further comprises at least two electrodes spaced from each other and carried by the facade so that the detection of the approach of an object in the field of detection of the electrodes can be taken into account according to comparing the capacitive signals of the two electrodes.
  • the control zone is an opening in the facade for receiving at least one user interface control member, - the electrodes extend parallel to the alignment direction of the control members of the user interface,
  • the electrodes extend on either side of the control zone
  • the approach capacitive sensing device comprises an outer decoration frame comprising at least two frame segments, each frame segment being disposed at the periphery of the facade and coupled to a respective electrode.
  • This coupling makes it possible to serve as a relay for the electric field lines and thus makes it possible to amplify the capacitive signals of the associated electrodes.
  • this coupling instead of an electrical connection, allows the electrodes can be electrically isolated and thus protected from electrostatic discharges.
  • the electrodes are arranged parallel to one another, on the same side of the opening,
  • the capacitive approach sensing device comprises at least one additional conductive element connected to a guard signal, that is to say to an electrical signal similar to the signals sent on the electrodes in order to avoid the creation of parasitic capacitances by said additional conductive element.
  • the electrodes are conductive wires overmolded in the facade
  • the electrodes are transparent or translucent conductive films arranged behind the backlighting regions of the facade,
  • the electrodes are arranged on a rear face of the facade to prevent exposure of the electrodes to possible electrostatic discharges
  • the capacitive approach sensing device comprises a treatment unit connected to the electrodes configured to determine whether the detection of the approach of an object in the field of detection of the electrodes must be taken into account according to the comparison of the signals capacitive two electrodes.
  • the invention also relates to a user interface for a motor vehicle characterized in that it comprises a capacitive approach sensing device as described above and at least one control member.
  • the interface may comprise a display screen of which at least one display parameter is controllable by the at least one controller.
  • the subject of the invention is also a method of capacitively detecting the approach of an object towards a control member of a user interface, characterized in that it takes into account the detection of the approach of an object when
  • the capacitive signal of the second electrode passes a second predetermined threshold
  • the difference of the capacitive signals of the two electrodes is between two predetermined terminals.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view A-A 'of elements of the user interface of FIG. 1,
  • FIG. 9 shows another schematic sectional view of an alternative embodiment of the capacitive approach detection device.
  • the user interface 1 can be arranged in a passenger compartment of a motor vehicle, for example in the dashboard, in a central console of the vehicle, or in the ceiling or in an opening.
  • the capacitive approach sensing device 10 comprises a front panel January 1 comprising a control zone.
  • the control zone is formed by an opening 12 formed in the front 1 1, giving access to the user to at least one control member 2 of the user interface 1.
  • the capacitive approach sensing device 10 further comprises at least first and second electrodes 14, spaced apart from each other.
  • the electrodes 14, 15 are carried by the front 1 1 so that the detection of the approach of the finger of the user in the detection field of the electrodes 14, 15 can be taken into account according to the comparison of the capacitive signals S1, S2 of the two electrodes 14, 15.
  • the electrodes 14, 15 may also be overmolded in the facade
  • Each frame segment 16a, 16b of the outer decorative frame 16 is disposed at the periphery of the facade 1 1 and near a respective electrode 14, 15, the electrodes 14, 15 being disposed on either side of the opening 12, being for example located as close to the ends of the facade 1 1.
  • the electrodes 14, 15 being overmolded, each frame segment 16a, 16b is thus coupled to a respective electrode 14, 15.
  • This coupling serves as a relay for the electric field lines and thus amplifies the capacitive signals S1, S2 of the electrodes 14, 15 associated.
  • a conductive exterior decorative frame 16 is thus obtained which does not disturb the capacitive detection, but on the contrary improves it by the fact that it is split in two so as to form two conductors electrically insulated from each other and coupled to a respective electrode 14, 15. This makes it possible to focus the electric field lines on the electrodes 14, 15 by increasing their surface in the horizontal plane (T, L) in FIG.
  • the user interface 1 may further comprise a processing unit 20 connected to the electrodes 14, 15.
  • the capacitance variations in time of the two electrodes 14, 15 are fed and measured (step 101 in FIG. 4).
  • the first and second electrodes 14, 15 may operate simultaneously or alternately.
  • the second electrode 15 can be connected to a guard signal, that is to say the same signal as that of the first electrode 14 or left at a floating potential. Then, the roles of the electrodes are reversed, the second electrode emits and receives. These steps are alternately repeated. As the object approaches the electrodes 14, 15 and more the capacitive signals S1, S2 increase.
  • the difference of the capacitive signals S1, S2 of the two electrodes 14, 15 can remain close to zero if a factor corrective factor, such as a multiplier correction factor, for example between 1 and 10, is applied to one or the other of the capacitive signal S1, S2 of one of the two electrodes 14, 15, such as the most capacitive signal. low, or to the capacitive signal variations measured with respect to the calculated average value.
  • a factor corrective factor such as a multiplier correction factor, for example between 1 and 10
  • the detection of the approach of a finger of the user can be taken into account (step 102) when:
  • the difference of the capacitive signals S1, S2 of the two electrodes 14, 15 is between two predetermined terminals.
  • the two predetermined terminals and / or the first predetermined threshold and / or the second predetermined threshold and / or the third predetermined threshold are adjustable parameters.
  • the orientation of the detection beam D1 can be changed (FIG. 5). This makes it possible to shift the detection zone Z, for example higher or lower, from the zone situated frontally to the control zone formed by the opening 12.
  • the divergence of the detection beam a can be modified. This makes it possible to modify the dimension of the detection zone Z, for example to +/- 10% of the zone situated frontally to the control zone.
  • step 103 it is possible to modify the display on the display screen 4 and / or to turn on the light sources to backlight the backlighting regions 13 of the facade 11 when approaching an object is taken into account. account (step 103).
  • the backlighting of the facade 1 1 facilitates the manipulation of the user interface 1, especially at night.
  • FIGS. 6, 7, 8 and 9 show a second exemplary embodiment of capacitive approach detection device 10.
  • This embodiment differs from the first in that the electrodes 24, 25 are arranged parallel to one another on the same side of the control zone, formed here by the opening 12.
  • the electrodes 24, 25 are, for example, transparent or translucent conductor films in the form of ribbons, arranged behind the backlighting regions 13 of the facade 11.
  • the transparent or translucent conductive films allow the light to pass through, not preventing the backlighting of the facade 11.
  • Transparent or translucent conductive films requiring thicknesses wider than the conductive wires, they may be easier to arrange on the same side of the opening 12 according to the design of the facade 11.
  • the capacitive approach sensing device 10 may further comprise additional conductive elements connected to a guard signal, such as an external decorative frame 26 around the facade 11 arranged between the electrodes 24, 25 and the elements.
  • electronic such as the electronic card 19 and / or such as an internal decorating frame 27 around the opening 12 ( Figure 8).
  • the external and internal decoration frames 26, 27 are metallic, such as chromed, and connected to an active guard signal, that is to say to an electrical signal similar to the signals sent on the electrodes 24, 25 in order to avoid the creation of parasitic capacities.

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de détection capacitive d'approche (10) pour interface utilisateur (1) destiné à détecter l'approche d'un objet vers une zone de commande (12) d'une façade (11) du dispositif de détection d'approche (10) caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins deux électrodes (14, 15; 24, 25) espacées l'une de l'autre et portées par la façade (11) de manière que la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes (14, 15; 24, 25) puisse être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs (S1, S2) des deux électrodes (14, 15; 24, 25). L'invention concerne également une interface utilisateur (1) pour véhicule automobile et un procédé de détection capacitive d'approche (100) d'un objet vers un organe de commande (2) d'une interface utilisateur (1).

Description

Dispositif et procédé de détection capacitive d'approche et interface utilisateur
L'invention concerne un dispositif de détection capacitive d'approche pour interface d'utilisateur, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne également une interface utilisateur et un procédé de détection capacitive d'approche.
Dans l'habitacle d'un véhicule, on utilise des interfaces permettant à l'utilisateur de commander des systèmes embarqués du véhicule.
Certaines interfaces sont en outre pourvues de capteurs capacitifs pour détecter l'approche du doigt de l'utilisateur à proximité de l'interface. Cette détection d'approche peut permettre d'activer l'interface avant que l'utilisateur ne contacte l'interface.
Cependant, la détection d'approche est réalisée avec un champ de détection relativement large, qui peut ne pas être suffisamment précis si l'on souhaite détecter l'approche du doigt dans un faisceau étroit de détection, par exemple dans une zone uniquement située en face d'un ou plusieurs organes de commande. On souhaite en effet éviter les détections parasites, c'est-à-dire éviter d'activer l'interface lorsque l'utilisateur déplace son doigt à proximité de l'interface mais en dehors de la zone face aux organes de commande, pour réaliser une autre opération par exemple.
Cette détection parasite peut survenir par exemple lorsque l'utilisateur souhaite activer un organe de commande parmi plusieurs au sein d'une interface et qu'il ne souhaite pas activer les autres organes de commande ou s'il souhaite accéder à un module de commande au sein d'une même interface sans activer les autres modules de commande ou s'il souhaite accéder à une interface parmi plusieurs interfaces sans activer les autres interfaces.
A titre d'exemple, un module de commande peut comprendre un ensemble d'organes de commandes en ligne, tels que des touches, dont on souhaite commander le rétroéclairage par détection capacitive afin de faciliter le choix de la touche par exemple en conduite de nuit. On cherche alors à éviter une fausse détection par exemple de l'utilisateur accédant à la boîte à gants.
Par ailleurs, l'interface est généralement pourvue de pièces décoratives chromées qui, par leur présence, peuvent perturber le champ électrique autour du capteur capacitif et peuvent donc, perturber la détection d'approche du doigt de l'utilisateur.
Un des buts de la présente invention est de pallier au moins un inconvénient de l'art antérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détection capacitive d'approche pour interface utilisateur destiné à détecter l'approche d'un objet vers une zone de commande d'une façade du dispositif de détection d'approche caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins deux électrodes espacées l'une de l'autre et portées par la façade de manière que la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes puisse être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs des deux électrodes.
On comprend que l'on peut ainsi par traitement des signaux capacitifs issus des électrodes, déterminer si le doigt de l'utilisateur est dans le champ de détection étroit souhaité ou s'il est en dehors de ce champ de détection et ne doit pas être pris en compte. Le doigt de l'utilisateur peut ainsi être détecté qu'uniquement lorsqu'il entre dans un faisceau de détection prédéfini, pouvant être un faisceau étroit de détection.
Il est en outre alors possible par exemple, de disposer plusieurs interfaces utilisateur sans que celles-ci ne s'activent l'une l'autre.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de détection capacitive d'approche, prise seule ou en combinaison,
- la zone de commande est une ouverture ménagée dans la façade pour recevoir au moins un organe de commande de l'interface utilisateur, - les électrodes s'étendent parallèlement à la direction d'alignement des organes de commande de l'interface utilisateur,
- les électrodes s'étendent de part et d'autre de la zone de commande,
- le dispositif de détection capacitive d'approche comporte un cadre extérieur de décoration comprenant au moins deux segments de cadrés, chaque segment de cadre étant disposé en périphérie de la façade et couplé à une électrode respective. Ce couplage permet de servir de relais pour les lignes de champ électrique et ainsi permet d'amplifier les signaux capacitifs des électrodes associées. On obtient ainsi un cadre extérieur de décoration conducteur qui ne perturbe pas la détection capacitive, mais l'améliore au contraire en concentrant les lignes de champ électrique sur les électrodes. De plus, la réalisation de ce couplage au lieu d'une connexion électrique, permet que les électrodes puissent être électriquement isolées et ainsi protégées des décharges électrostatiques.
- les électrodes sont agencées parallèlement l'une à côté de l'autre, d'un même côté de l'ouverture,
- le dispositif de détection capacitive d'approche comporte au moins un élément conducteur additionnel connecté à un signal de garde, c'est-à- dire à un signal électrique similaire aux signaux envoyés sur les électrodes afin d'éviter la création de capacités parasites par ledit élément conducteur additionnel.
- les électrodes sont des fils conducteurs surmoulés dans la façade,
- les électrodes sont des films conducteurs transparents ou translucides agencés à l'arrière de régions de rétro-éclairage de la façade,
- les électrodes sont agencées sur une face arrière de la façade pour éviter l'exposition des électrodes aux éventuelles décharges électrostatiques,
- le dispositif de détection capacitive d'approche comporte une unité de traitement reliée aux électrodes configurée pour déterminer si la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes doit être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs des deux électrodes.
L'invention a aussi pour objet une interface utilisateur pour véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de détection capacitive d'approche tel que décrit précédemment et au moins un organe de commande.
L'interface peut comporter un écran d'affichage dont au moins un paramètre d'affichage est contrôlable par le au moins un organe de commande.
L'invention a encore pour objet un procédé de détection capacitive d'approche d'un objet vers un organe de commande d'une interface utilisateur, caractérisé en ce qu'on prend en compte la détection de l'approche d'un objet lorsque
- le signal capacitif de la première électrode franchit un premier seuil prédéterminé,
- le signal capacitif de la deuxième électrode franchit un deuxième seuil prédéterminé, et
- la différence des signaux capacitifs des deux électrodes est comprise entre deux bornes prédéterminées.
L'invention a encore pour objet un procédé de détection capacitive d'approche d'un objet vers un organe de commande d'une interface utilisateur, caractérisé en ce qu'on prend en compte la détection de l'approche d'un objet lorsque
- la somme du signal capacitif de la première électrode et du signal capacitif de la deuxième électrode franchit un troisième seuil prédéterminé, et
- la différence des signaux capacitifs des deux électrodes est comprise entre deux bornes prédéterminées.
La prise en compte de la somme des signaux capacitifs des électrodes pour la détermination de la prise en compte de la détection de l'approche d'un objet donne en outre une indication sur la distance entre l'objet et la façade.
Selon une ou plusieurs caractéristiques du procédé de détection capacitive d'approche prise seule ou en combinaison,
- on prend en compte la détection de l'approche d'un doigt dans une zone de détection comprenant au moins la zone située en face de la zone de commande de la façade,
- les deux bornes prédéterminées sont des paramètres réglables. Cela permet de modifier l'orientation du faisceau de détection.
- le premier et/ou le deuxième et/ou le troisième seuils prédéterminés sont des paramètres réglables. Cela permet de modifier la convergence/divergence de la zone de détection.
- on modifie l'affichage d'un écran d'affichage et/ou on éclaire les régions de rétro-éclairage de la façade lorsque l'approche d'un objet est prise en compte.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 représente une vue schématique d'une interface utilisateur comprenant un premier exemple de réalisation de dispositif de détection capacitive d'approche,
- la figure 2 est un dispositif de détection capacitive d'approche avec la façade désassemblée, laissant apparaître une face arrière de la façade,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe A-A' d'éléments de l'interface utilisateur de la figure 1 ,
- la figure 4 est un organigramme d'un procédé de détection capacitive d'approche,
- la figure 5 est une vue schématique illustrant une zone de détection d'une interface utilisateur,
- la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un deuxième exemple de réalisation de dispositif de détection capacitive d'approche, - la figure 7 montre une face arrière d'une façade de dispositif de détection capacitive d'approche,
- la figure 8 est une vue schématique en coupe du dispositif de détection capacitive d'approche de la figure 6, et
- la figure 9 représente une autre vue schématique en coupe d'une variante de réalisation du dispositif de détection capacitive d'approche.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des directions verticale V, transversale T et longitudinale L indiquées sur la figure 1 par le trièdre (V, T, L) fixe par rapport au dispositif de détection capacitive d'approche 10. La face avant désigne la face visible depuis l'habitacle du véhicule automobile. Les figures 1 à 3 représentent un premier exemple de réalisation d'une interface utilisateur 1.
L'interface utilisateur 1 peut être agencée dans un habitacle de véhicule automobile, par exemple dans le tableau de bord, dans une console centrale du véhicule, ou encore au plafonnier ou dans un ouvrant.
L'interface utilisateur 1 comporte au moins un organe de commande 2 et un dispositif de détection capacitive d'approche 10.
L'organe de commande 2 comporte par exemple un commutateur, tel qu'un interrupteur à bascule ou un bouton poussoir, ou un pavé tactile tel qu'un pavé tactile de type résistif ou capacitif, ou encore un bouton rotatif ou une touche ou une barrette de touches ou une dalle tactile transparente ou un écran doté d'une dalle tactile. L'organe de commande 2 permet à l'utilisateur conducteur ou passager qui l'actionne de commander des systèmes embarqués du véhicule tels que le système de climatisation, de radio, de musique, du téléphone, de ventilation ou de navigation.
L'interface utilisateur 1 peut en outre comporter un écran d'affichage 4, permettant notamment à l'utilisateur de visualiser les commandes sélectionnées ou à sélectionner par l'organe de commande 2. Des paramètres d'affichage de l'écran d'affichage 4, tel que la sélection d'un élément dans un menu ou tel que la validation d'une sélection, peuvent ainsi être contrôlés par manipulation de l'organe de commande 2.
Le dispositif de détection capacitive d'approche 10 permet de détecter l'approche d'un objet, tel qu'un ou plusieurs doigts ou la paume de la main de l'utilisateur, à proximité de l'organe de commande 2, par exemple à partir d'une distance d de l'ordre de 40 millimètres (figure 5).
Comme on peut mieux le voir sur les figures 2 et 3, le dispositif de détection capacitive d'approche 10 comporte une façade 1 1 comprenant une zone de commande. Dans cet exemple, la zone de commande est réalisée par une ouverture 12 ménagée dans la façade 1 1 , donnant accès à l'utilisateur à au moins un organe de commande 2 de l'interface utilisateur 1.
La façade 1 1 est rigide, par exemple réalisée en matière plastique. Elle a notamment une fonction décorative. L'ouverture 12 s'étend par exemple dans la direction d'alignement d'une pluralité d'organes de commande 2.
La façade 1 1 peut comporter en outre des régions de rétro-éclairage 13 de symboles ou pictogrammes situées par exemple en-dessus ou au-dessous de l'ouverture 12, en correspondance avec au moins un organe de commande 2. Les symboles ou pictogrammes des régions de rétro-éclairage 13 sont par exemple translucides ou transparentes. Elles laissent passer la lumière de sources lumineuses de l'interface utilisateur 1 agencées à l'arrière de la façade 1 1 , telles que des diodes électroluminescentes.
Le dispositif de détection capacitive d'approche 10 comporte en outre au moins une première et une deuxième électrode 14, 15 espacées l'une de l'autre. Les électrodes 14, 15 sont portées par la façade 1 1 de manière que la détection de l'approche du doigt de l'utilisateur dans le champ de détection des électrodes 14, 15 puisse être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15.
Les signaux capacitifs S1 , S2 sont les valeurs de capacités des électrodes 14, 15 mesurées en fonction du temps.
Les électrodes 14, 15 s'étendent par exemple le long de la façade 11 , c'est-à-dire au moins sur toute la longueur de la zone de commande de la façade 11 , de manière à détecter l'approche de chaque organe de commande 2. Les électrodes 14, 15 s'étendent par exemple sensiblement parallèlement à la direction d'alignement des organes de commande 2.
On peut ainsi prévoir par exemple une ou une série de premières électrodes alignées entre elles ou non s'étendant en regard d'une ou d'une série de deuxièmes électrodes, alignées entre elles ou non. Prévoir une pluralité d'électrodes peut permettre par exemple de déterminer le sens de déplacement du doigt de l'utilisateur, d'un côté ou de l'autre (droite/gauche), par exemple si on souhaite identifier vers quel organe de commande 2 l'utilisateur dirige son doigt.
Selon un premier exemple de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les électrodes 14, 15 s'étendent de part et d'autre de l'ouverture 12, par exemple sur toute la longueur de la façade 11. Les électrodes 14, 15 sont alors sensiblement parallèles entre elles et à l'ouverture 12.
On espace ainsi le plus possible les électrodes 14, 15 l'une de l'autre dans la surface disponible de la façade 1 1 en les disposant sensiblement sur chaque extrémité verticale de la façade 1 1. Dé plus, ainsi agencées aux extrémités, les électrodes 14, 15 peuvent être disposées en-dehors d'éventuelles régions de rétro-éclairage 13 de la façade 1 1.
Les électrodes 14, 15 sont par exemple des fils conducteurs.
Les électrodes 14, 15 peuvent en outre être surmoulées dans la façade
1 1.
On prévoit en outre que les électrodes 14, 15 soient agencées sur une face arrière de la façade 11 (ou face interne), non visible, pour protéger les électrodes 14, 15 d'éventuelles décharges électrostatiques.
Le dispositif de détection capacitive d'approche 10 peut en outre comporter un cadre extérieur de décoration 16 conducteur, par exemple chromé. Le cadre extérieur de décoration 16 est formé d'au moins deux segments de cadres 16a, 16b, tel que deux demi-cadres séparés transversalement et agencés en regard l'un de l'autre. Les demi-cadres sont par exemple espacés à leurs extrémités d'une distance d'environ 1 millimètre, permettant d'éviter leur contact mutuel par exemple lors du montage de l'interface utilisateur 1 dans le véhicule.
Chaque segment de cadre 16a, 16b du cadre extérieur de décoration 16 est disposé en périphérie de la façade 1 1 et à proximité d'une électrode 14, 15 respective, les électrodes 14, 15 étant disposées de part et d'autre de l'ouverture 12, en étant par exemple situées au plus près des extrémités de la façade 1 1. Les électrodes 14, 15 étant surmoulées, chaque segment de cadre 16a, 16b est ainsi couplé à une électrode 14, 15 respective. Ce couplage permet de servir de relais pour les lignes de champ électrique et ainsi permet d'amplifier les signaux capacitifs S1 , S2 des électrodes 14, 15 associées. On obtient ainsi un cadre extérieur de décoration 16 conducteur qui ne perturbe pas la détection capacitive, mais l'améliore au contraire par le fait qu'il soit scindé en deux de manière à former deux conducteurs isolés électriquement l'un de l'autre et couplés à une électrode 14, 15 respective. Cela permet de concentrer les lignes de champ électrique sur les électrodes 14, 15 en augmentant leur surface dans le plan horizontal (T, L) sur la figure 1.
On note que, bien que sur la figure 2 la façade 11 soit représentée en position ouverte, cette représentation vise à faciliter la compréhension du dispositif de détection capacitive d'approche 10 qui est en fait monté monobloc dans le véhicule, la façade 1 1 étant fixée au cadre extérieur de décoration 16.
Les autres éléments conducteurs de l'interface utilisateur 1 , tels que les éléments métallisés pour la décoration comme les organes de commandes 2 et/ou un cadre intérieur de décoration 17 entourant l'ouverture 12, par exemple chromés, peuvent être laissés à un potentiel électrique flottant ou peuvent être connectés à un signal de garde actif, c'est-à-dire à un signal électrique similaire aux signaux envoyés sur les électrodes 14, 15 afin d'éviter la création de capacités parasites.
L'interface utilisateur 1 peut en outre comporter une unité de traitement 20 reliée aux électrodes 14, 15.
L'unité de traitement 20, telle qu'un microcontrôleur, est configurée pour déterminer si la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes 14, 15 doit ou non être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15.
On peut également prévoir que le dispositif de détection capacitive d'approche 10 comporte une plaque conductrice 18, agencée entre les électrodes 14, 15 et les éléments électroniques, tels que la carte électronique 19 portant l'unité de traitement 20 (figure 3). La plaque conductrice 18 est par exemple une surface métallique. Elle peut être connectée à un signal de garde actif, c'est-à-dire au même potentiel que les électrodes 14, 15. La plaque conductrice 18 forme ainsi un écran permettant de limiter les éventuelles capacités parasites pouvant être crées par les éléments électroniques.
En fonctionnement, on alimente et on mesure les variations de capacité dans le temps des deux électrodes 14, 15 (étape 101 sur la figure 4).
Selon un premier exemple (également appelé mode « self capacitance » en anglais), la première électrode 14 émet et mesure la capacité entre son électrode et les éléments conducteurs de son environnement connectés à la masse. La première électrode 14 produit ainsi une tension et mesure une quantité de charge électrique qui la traverse. Autrement dit, la première électrode 14 émet et reçoit en même temps.
La première et la deuxième électrode 14, 15 peuvent fonctionner simultanément ou de manière alternée. En fonctionnement alterné, lorsque la première électrode 14 fait l'acquisition d'un signal capacitif S1 , la deuxième électrode 15 peut être connectée à un signal de garde, c'est-à-dire au même signal que celui de la première électrode 14 ou laissé à un potentiel flottant. Puis, on inverse les rôles des électrodes, la deuxième électrode 15 émet et reçoit. Ces étapes sont alternativement répétées. Plus l'objet approche des électrodes 14, 15 et plus les signaux capacitifs S1 , S2 augmentent.
On peut aussi prévoir que les deux électrodes 14, 15 reçoivent simultanément d'un émetteur commun. Les deux électrodes 14, 15 sont alors réceptrices. L'émetteur commun est par exemple la plaque conductrice 18 (également appelé mode « mutual capacitance » en anglais). Le fait d'approcher un objet des électrodes réceptrices 14, 15 perturbe la réception du signal émis par l'émetteur commun qui n'arrive plus aux électrodes réceptrices 14, 15, ce qui fait diminuer les signaux capacitifs reçus S1 , S2.
Pour chaque électrode 14, 15, on mesure le signal capacitif S1 , S2 produit pour le champ de détection associé à chaque électrode 14, 15.
Afin de compenser les variations de capacité électrique dues à l'environnement, on peut calculer la moyenne des signaux capacitifs S1 , S2 sur une durée prédéfinie, telle que comprise entre 0,5 et 20 secondes. Puis, on peut ne mesurer plus que les écarts entre les valeurs instantanées des signaux capacitifs S1 , S2 et leur valeur moyenne calculée respective. Le traitement des écarts est plus commode car les valeurs à manipuler sont plus petites.
Ainsi, lorsqu'un objet, tel que le doigt ou la main d'un utilisateur pénètre dans une zone de détection Z, une variation de capacité peut être détectée par les électrodes 14, 15 en fonction de la capacité de couplage entre chaque électrode 14, 15 et l'objet.
La zone de détection Z dans laquelle on peut prendre en compte la détection de l'approche d'un doigt peut comprendre au moins la zone située en face de l'ouverture 12 (figure 5).
La détection de l'approche d'un doigt de l'utilisateur peut être prise en compte (étape 102) lorsque :
- le signal capacitif S1 de la première électrode 14 franchit un premier seuil prédéterminé (ou lorsque l'écart entre la valeur instantanée mesurée du premier signal capacitif S1 avec la valeur moyenne calculée franchit un premier seuil d'écart prédéterminé),
- le signal capacitif S2 de la deuxième électrode 15 franchit un deuxième seuil prédéterminé (ou lorsque l'écart entre la valeur instantanée mesurée du deuxième signal capacitif S2 avec la valeur moyenne calculée franchit un deuxième seuil d'écart prédéterminé) et la différence des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15 est compris entre deux bornes prédéterminées.
En effet, si l'on comparait seulement la différence des signaux capacitifs S1 , S2 sans s'assurer que les deux électrodes 14, 15 aient bien détecté une variation de capacité, on pourrait valider la détection de l'approche d'un objet sans pour autant que l'objet ne soit situé dans le champ de détection des deux électrodes 14, 15.
Si les électrodes 14, 15 identiques sont situées symétriquement de part et d'autre de l'ouverture 12 et des autres éléments conducteurs de l'interface utilisateur 1 , cela correspond à une différence des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15 voisine de zéro.
Autrement, notamment si une électrode 14, 15 est plus éloignée de l'ouverture 12 ou d'un élément conducteur que l'autre, la différence des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15 peut rester voisine de zéro si un facteur correctif, tel qu'un facteur correctif multiplicateur par exemple compris entre 1 et 10, est appliqué à l'un ou l'autre du signal capacitif S1 , S2 d'une des deux électrodes 14, 15, tel que le signal capacitif le plus faible, ou aux variations de signaux capacitifs mesurés par rapport à la valeur moyenne calculée.
Selon un autre exemple, la détection de l'approche d'un doigt de l'utilisateur peut être prise en compte (étape 102) lorsque :
- la somme du signal capacitif S1 de la première électrode 14 et du signal capacitif S2 de la deuxième électrode 15 franchit un troisième seuil prédéterminé, et
- la différence des signaux capacitifs S1 , S2 des deux électrodes 14, 15 est comprise entre deux bornes prédéterminées.
La prise en compte de la somme des signaux capacitifs S1 + S2 des électrodes 14, 15 pour la détermination de la prise en compte de la détection de l'approche d'un objet donne en outre, une indication sur la distance entre l'objet et la façade 1 1.
Selon un exemple de réalisation, les deux bornes prédéterminées et/ou le premier seuil prédéterminé et/ou le deuxième seuil prédéterminé et/ou le troisième seuil prédéterminé sont des paramètres réglables.
En modifiant les valeurs du premier et/ou du deuxième et/ou du troisième seuil prédéterminé que doivent franchir les signaux capacitifs S1 , S2, on peut changer l'orientation du faisceau de détection D1 (figure 5). Cela permet de décaler la zone de détection Z par exemple plus haut ou plus bas de la zone située frontalement à la zone de commande formée par l'ouverture 12.
En modifiant les valeurs des bornes prédéterminées entre lesquelles la différence des signaux capacitifs S1 , S2 des électrodes 14, 15 doit être comprise, on peut modifier la divergence du faisceau de détection a. Cela permet de modifier la dimension de la zone de détection Z, par exemple à +/-10% de la zone située frontalement à la zone de commande.
On peut par exemple prévoir de modifier l'affichage sur l'écran d'affichage 4 et/ou d'allumer les sources lumineuses pour rétroéclairer les régions de rétroéclairage 13 de la façade 1 1 lorsque l'approche d'un objet est prise en compte (étape 103). Le rétroéclairage de la façade 1 1 facilite la manipulation de l'interface utilisateur 1 , notamment de nuit.
On comprend que l'on peut ainsi par traitement des signaux capacitifs S1 , S2, issus des électrodes 14, 15, déterminer si le doigt de l'utilisateur est dans le champ de détection étroit souhaité ou s'il est en dehors de ce champ de détection et ne doit pas être pris en compte. Le doigt de l'utilisateur peut ainsi être détecté qu'uniquement lorsqu'il entre dans un faisceau de détection prédéfini, pouvant être un faisceau étroit de détection.
Il est en outre alors possible par exemple, de disposer plusieurs interfaces utilisateur 1 sans que celles-ci ne s'activent l'une l'autre.
On a représenté sur les figures 6, 7, 8 et 9, un deuxième exemple de réalisation de dispositif de détection capacitive d'approche 10.
Ce mode de réalisation diffère du premier par le fait que les électrodes 24, 25 sont agencées parallèlement l'une à côté de l'autre, d'un même côté de la zone de commande, formée ici par l'ouverture 12. Les électrodes 24, 25 sont par exemple des films conducteurs transparents ou translucides, en forme de rubans, agencés à l'arrière de régions de rétro-éclairage 13 de la façade 11. Les films conducteurs transparents ou translucides laissent passer la lumière, n'empêchant pas le rétro-éclairage de la façade 11. Les films conducteurs transparents ou translucides nécessitant des épaisseurs plus larges que les fils conducteurs, ils peuvent être plus faciles à agencer d'un même côté de l'ouverture 12 selon le design de la façade 11.
Le dispositif de détection capacitive d'approche 10 peut comporter en outre des éléments conducteurs additionnels connectés à un signal de garde, tel qu'un cadre de décoration externe 26 faisant le tour de la façade 11 agencé entre les électrodes 24, 25 et les éléments électroniques, tels que la carte électronique 19 et/ou tel qu'un cadre de décoration interne 27 faisant le tour de l'ouverture 12 (figure 8).
Les cadres de décoration externe et interne 26, 27 sont métalliques, tels que chromés, et reliés à un signal de garde actif, c'est-à-dire à un signal électrique similaire aux signaux envoyés sur les électrodes 24, 25 afin d'éviter la création de capacités parasites.
On peut aussi prévoir, comme dans l'exemple précédent et comme représenté sur la figure 9, d'agencer une plaque conductrice 18 entre les électrodes 24, 25 et les éléments électroniques. La plaque conductrice 18 peut être connectée à un signal de garde actif, c'est-à-dire au même potentiel que les électrodes 24, 25. La plaque conductrice 18 forme ainsi un écran permettant de limiter les éventuelles capacités parasites pouvant être crées par les éléments électroniques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) pour interface utilisateur (1 ) destiné à détecter l'approche d'un objet vers une zone de commande (12) d'une façade (11) du dispositif de détection d'approche (10) caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins deux électrodes (14, 15 ; 24, 25) espacées l'une de l'autre et portées par la façade (11) de manière que la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes (14, 15 ; 24, 25) puisse être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs (S1 , S2) des deux électrodes (14, 15 ; 24, 25).
2. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone de commande (12) est une ouverture ménagée dans la façade (11) pour recevoir au moins un organe de commande (2) de l'interface utilisateur (1).
3. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes (14, 15 ; 24,
25) s'étendent parallèlement à la direction d'alignement des organes de commande (2) de l'interface utilisateur (1).
4. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes (14, 15) s'étendent de part et d'autre de la zone de commande (12).
5. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un cadre extérieur de décoration (16) comprenant au moins deux segments de cadres (16a, 16b), chaque segment de cadre (16a, 16b) étant disposé en périphérie de la façade (11) et couplé à une électrode (14, 15) respective.
6. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les électrodes (24, 25) sont agencées parallèlement l'une à côté de l'autre, d'un même côté de l'ouverture (12).
7. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément conducteur additionnel (2, 17 ; 26, 27) connecté à un signal de garde.
8. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes (14, 15) sont des fils conducteurs surmoulés dans la façade (1 1 ).
9. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les électrodes (24, 25) sont des films conducteurs transparents ou translucides agencés à l'arrière de régions de rétro-éclairage (13) de la façade (11).
10. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes (14, 15 ; 24, 25) sont agencées sur une face arrière de la façade (1 1 ).
11. Dispositif de détection capacitive d'approche (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement (20) reliée aux électrodes (14, 15 ; 24, 25) configurée pour déterminer si la détection de l'approche d'un objet dans le champ de détection des électrodes (14, 15 ; 24, 25) doit être prise en compte en fonction de la comparaison des signaux capacitifs (S1 , S2) des deux électrodes (14, 15 ; 24, 25).
12. Interface utilisateur (1 ) pour véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de détection capacitive d'approche ( 0) selon l'une des revendications précédentes et au moins un organe de commande (2).
13. Interface utilisateur (1 ) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte un écran d'affichage (4) dont au moins un paramètre d'affichage est contrôlable par le au moins un organe de commande (2).
14. Procédé de détection capacitive d'approche (100) d'un objet vers un organe de commande (2) d'une interface utilisateur (1 ), caractérisé en ce qu'on prend en compte la détection de l'approche d'un objet lorsque
- le signal capacitif (S1) de la première électrode (14, 24) franchit un premier seuil prédéterminé,
- le signal capacitif (S2) de la deuxième électrode (15, 25) franchit un deuxième seuil prédéterminé, et
- la différence des signaux capacitifs (S1 , S2) des deux électrodes (14, 15 ;
24, 25) est comprise entre deux bornes prédéterminées.
15. Procédé de détection capacitive d'approche (100) d'un objet vers un organe de commande (2) d'une interface utilisateur (1), caractérisé en ce qu'on prend en compte la détection de l'approche d'un objet lorsque
- la somme du signal capacitif (S1) de la première électrode (14, 24) et du signal capacitif (S2) de la deuxième électrode (15, 25) franchit un troisième seuil prédéterminé, et
- la différence des signaux capacitifs (S1 , S2) des deux électrodes (14, 15 ;
24, 25) est comprise entre deux bornes prédéterminées.
16. Procédé de détection capacitive d'approche (100) selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce qu'on prend en compte la détection de l'approche d'un doigt dans une zone de détection (Z) comprenant au moins la zone située en face de la zone de commande (12) de la façade (11).
17. Procédé de détection capacitive d'approche (100) selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que lés deux bornes prédéterminées sont des paramètres réglables.
18. Procédé de détection capacitive d'approche (100) selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième et/ou le troisième seuils prédéterminés sont des paramètres réglables.
19. Procédé de détection capacitive d'approche (100) selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'on modifie l'affichage d'un écran d'affichage (4) et/ou on éclaire les régions de rétro-éclairage (13) de la façade (11) lorsque l'approche d'un objet est prise en compte.
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