CH628182A5 - Dispositif de commande, apte a assurer des commutations. - Google Patents
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Description
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de commande facile à fabriquer, robuste, insensible aux vibrations mécaniques et aux accélérations, permettant une vitesse de io commutation élevée et nécessitant des moyens de commande électrique simples.
Le dispositif de commande objet de la présente invention est défini dans la revendication 1.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à 15 l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'exemple.
Les figures 1 à 3 représentent en coupe, d'une manière schématique, trois formes d'exécution du dispositif selon l'invention. 20 Les figures 4 et 5 illustrent, en perspective, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention, permettant de réaliser des commutations électriques.
La figure 6 représente un mode de réalisation particulier de l'ensemble mobile d'un dispositif selon l'invention. 25 La figure 7 représente en perspective une matrice de commutation électrique constituée par une pluralité de dispositifs selon l'invention.
Les figures 8 et 9 représentent, en coupe, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention, permettant de réali-30 ser une commutation pneumatique.
La figure 10 illustre en coupe, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, permettant de réaliser une commutation optique.
Les figures 11 et 12 représentent, en coupe et en deux posi-35 tions différentes, une forme d'exécution du dispositif, permettant de réaliser une commutation optique.
Les figures 13 et 14 illustrent deux autres formes d'exécution du dispositif, permettant de réaliser une commutation optique.
40 La figure 15 illustre une forme d'exécution du dispositif, utilisable comme dispositif d'affichage.
La figure 16 illustre l'utilisation du dispositif selon l'invention dans un système de télévision.
La figure 17 enfin représente un détail de la figure 16. 45 Dans le mode de réalisation de la figure 1 le dispositif de commande comporte deux électrodes de commande 1 et 2 qui sont reliées électriquement entre elles par un conducteur 3 ; le dispositif comprend deux électrets 4 et 5 chargés, de même polarité, par exemple positive, comme illustré, et portés chacun so par un élément: l'électret 4 est porté par l'électrode 2 formant support, tandis que l'électret 5 est porté par un élément 6, en une matière conductrice (de manière à former écran électrique entre les charges des électrets 4 et 5), qui est avantageusement connecté à l'électrode 2 par une résistance 7 de grande valeur 55 (par exemple de l'ordre de 10 Mfi).
Les électrodes 1 et 2 et par conséquent l'électret 4 sont fixes. Au contraire l'élément 6 et l'électret 5 sont mobiles ; ils sont libres de se déplacer, sans être soumis à un couple mécanique ou à une force exercée par un ressort, entre l'électrode 1 et l'en-60 semble électrode 2-électret 4.
On pourra supposer que les électrets 4 et 5 ont même épaisseur et sont porteurs de quantités de charges électriques non équilibrées sensiblement égales. Lorsque l'ensemble mobile 6-5 se trouve au voisinage de l'ensemble fixe 2-4, les forces créées 65 par le champ électrique produit par les charges de l'électret 4 attirent le support 6 (qui sert d'écran pour les charges de l'électret 5) vers l'ensemble 2-4 et donc tendent à plaquer l'élément 6 contre l'électret 4.
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Au contraire si l'ensemble mobile 5-6 se trouve plus proche ledit ensemble mobile vers ledit ensemble fixe. De ce fait Tende l'électrode 1 que de l'ensemble 2-4, les forces créées par le semble mobile 5-6 se sépare de l'électrode 1, se déplace vers champ électrique résultant des charges positives de l'électret 5 l'ensemble 2-4 et vient s'appliquer contre l'électret 4. Lorsque attirent l'ensemble 5-6 vers l'électrode 1 et tendent donc à ap- l'impulsion positive se termine, on se retrouve dans l'état initial pliquer l'électret 5 contre l'électrode 1. 5 mentionné au début de l'explication du fonctionnement du dis-
Ceci étant exposé, le fonctionnement du dispositif de com- positif. L'ensemble 5-6 demeurera dans sa première position mutation bistable de la figure 1 est le suivant. stable jusqu'à l'application d'une nouvelle impulsion négative
On suppose qu'à l'instant initial l'ensemble mobile 5-6 est en 10.
plaqué contre l'électret 4, le support 6 étant au même potentiel On voit donc que l'on a ainsi réalisé un dispositif de commu-
que l'électrode 2 (malgré la valeur élevée de la résistance 7, à m tation bistable qui passe d'un premier état, ou position, à un l'équilibre les potentiels de l'électrode 2 et de l'élément 6 sont second état, ou position, lorsqu'on applique une impulsion né-
les mêmes). Dans cette position le champ électrique régnant gative en 10, et du second état, ou position, au premier état, ou dans la région 8 entre le support 6 et l'électret 4 (qui sont position, lorsqu'on applique une impulsion positive en 10.
pratiquement en contact) est très supérieur au champ électrique La résistance 7 a pour but de permettre à l'équilibre la mise régnant dans la partie 9 entre l'électret 5 et l'électrode 1. L'en- 15 de l'élément 6 au même potentiel que les deux électrodes 1 et 2;
semble mobile 5-6 est en position d'équilibre stable et continue par contre au moment de l'application d'impulsions négatives ou donc à reposer sur l'ensemble 2-4 dans sa position initiale qui positives en 10, les électrodes 1 et 2 se trouvent momentané-
constitue le premier état stable du dispositif bistable. ment portées à des potentiels respectivement négatifs ou positifs
Si on applique alors sur l'entrée 10 du dispositif (par rapport par rapport à l'élément 6.
à la borne 10c) une impulsion négative (par rapport au potentiel 20
de l'élément 6 et donc des électrodes 1 et 2), les charges électri- Le dispositif de la figure 1 pourrait également fonctionner ques négatives qui se manifestent dans l'électrode 2 créent dans sans la résistance 7, mais on a constaté que la présence de la la région 8 un champ électrique en sens inverse de celui qui est résistance 7 améliorait le fonctionnement.
créé par les charges positives de l'électret 4. Si l'impulsion néga- Dans une variante (non illustrée) du mode de réalisation de tive appliquée en 10 a une amplitude suffisante pour créer, dans 25 la figure 1, on peut renforcer l'action de l'électret 5 chargé
la région 8, un champ électrique qui au moins annule le champ positivement par celle d'un électret chargé négativement et créé par l'électret 4, l'ensemble mobile 6-5 est soumis essentiel- porté, en face de l'électret 5, par l'électrode 1, qui en constitue lement au champ électrique existant dans la zone 9 ; or celui-ci, le support, et renforcer l'action de l'électret 4 chargé positive-
du fait de la présence de charges électriques positives dans l'é- ment par celle d'un électret chargé négativement et porté par
Iectret 5 et de charges négatives dans l'électrode 1 qui a égale- 30 l'élément 6 sur la face qui ne porte pas l'électret 5.
ment reçu l'impulsion négative appliquée en 10, tend à attirer Le fonctionnement du dispositif selon cette variante est le l'ensemble mobile 5-6 vers l'électrode 1. En d'autres termes même que celui de la figure 1.
l'application d'une impulsion négative d'amplitude suffisante Dans le mode de réalisation de la figure 2 on prévoit deux sur l'entrée 10 a pour effet de réduire le champ électrique entre électrodes de commande fixes 1 et 2 portant chacune un électret l'ensemble mobile 5-6 et l'ensemble fixe 2-4 (dans la zone 8) et 35 portant des charges positives, savoir un électret 5a porté par 1 et d'augmenter le champ électrique entre ledit ensemble mobile et un électret 4 par 2.
l'électrode fixe 1 (dans la zone 9). L'élément mobile est illustré en 6 et il est constitué en une
Les forces électriques qui, avant l'application de l'impulsion matière conductrice ; cet élément mobile 6 est connecté à travers négative, tendaient à maintenir l'ensemble mobile 5-6 contre des résistances 7a et 7, de valeurs élevées (par exemple de l'or-
l'électret 4, s'inversent et sollicitent cet ensemble mobile vers 40 dre de 10 MQ) et égales entre elles, aux électrodes 1 et 2 res-
Félectrode 1 contre laquelle cet ensemble mobile vient s'appli- pectivement.
quer. On supposera que les électrets 5a et 4 ont sensiblement
A la fin de l'impulsion négative l'ensemble mobile 5-6 con- même épaisseur et sont porteurs de quantités de charges électri-
tinue à rester appliqué contre l'électrode 1, cette position de ques positives sensiblement égales. Comme dans le mode de l'ensemble mobile constituant le second état stable du dispositif 45 réalisation des figures 1 et 2, l'élément mobile 6 est libre de se bistable, étant donné que dans la région 9 (plus précisément déplacer sans être soumis à un couple mévanique ou à une force dans l'étroit intervalle séparant l'électret 5 de l'électrode 1 qui exercée par un ressort.
sont pratiquement en contact) règne un champ électrique in- Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 est analogue à
tense du fait des charges positives dans l'électret 5, ce champ celui de la figure 1. En effet on remarque que les deux modes de tendant à maintenir l'électret 5 contre l'électrode 1 car il est 50 réalisation se distinguent essentiellement par les points suivants:
beaucoup plus intense que le champ en sens inverse qui existe — on a remplacé l'électret 5 de la figure 1 disposé sur l'élé-
entre l'ensemble fixe 4—2 et l'ensemble mobile 5-6 du fait de la ment mobile 6 par l'électret 5a de la figure 2 disposé sur l'élec-
présence des charges positives de l'électret 4 (les charges posi- trode 1 ;
tives de l'électret 5 étant isolées des charges électriques de - alors que l'électrode 1 est connectée sur la figure 1 directe-
même signe de l'électret 4 par l'écran constitué par le support 55 ment à l'électrode 2, l'électrode 1 de la figure 2 est connectée à
6). travers la résistance 7a à l'élément mobile 6 ;
Pour ramener l'ensemble mobile 5-6 de sa seconde position - au lieu d'une entrée unique 10 commune aux électrodes 1
stable (contre l'électrode 1) à sa première position stable (posi- et 4 (figure 1), on a prévu deux entrées 10a et 10b respective-
tion initiale contre l'ensemble 2-4), il suffit d'appliquer sur l'en- ment pour les électrodes 1 et 2.
trée 10 une impulsion positive d'amplitude suffisante, par exem- 60 L'électret 5a de la figure 2 crée, comme l'électret 5 de la pie égale à celle de l'impulsion négative précédente. Une telle figure 1, un champ tendant normalement à attirer l'élément impulsion positive a pour effet d'injecter des charges positives mobile 6 vers l'électrode 1.
dans les électrodes 1 et 2. La présence de charges positives dans Dans ces conditions, en supposant à l'origine l'élément mo-
l'électrode 1 a pour effet de créer un champ électrique qui re- bile 6 dans son premier état stable contre l'ensemble fixe 4-2, le pousse l'électret 5 également chargé positivement. En outre la « champ en 8 entre les éléments 6 et 4 tend à maintenir l'élément présence de charges positives dans l'électrode 2 a pour effet 6 contre l'électret 4, comme dans le cas de la figure 1, le champ d'accroître l'intensité du champ électrique entre l'ensemble fixe électrique créé par l'électret 5a et agissant dans la zone 9 étant
2-4 et l'ensemble mobile 5-6, ce champ accru tendant à attirer beaucoup moins élevé.
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Si on applique sur l'entrée 10b (par rapport à 10c) une impulsion négative d'amplitude suffisante, celle-ci a le même effet que dans le mode de réalisation de la figure 1 en ce qui concerne le champ dans la région 8, à savoir annuler le champ créé par les charges de l'électret 4 dans cette région. De ce fait l'élément mobile 6 est attiré vers l'ensemble l-5apar le champ produit par les charges de l'électret 5a et il vient se coller contre ledit électret.
Lorsque l'élément mobile 6 se trouve contre l'électret 5 a dans sa deuxième position stable, il restera dans cette position du fait du champ électrique produit dans la zone 9 par l'électret 5 a. Pour faire revenir l'élément mobile 6 dans son premier état stable (contre l'électret 4) il suffit d'appliquer sur l'entrée 10a (par rapport à 10c) une impulsion négative d'amplitude suffisante pour que les charges électriques négatives injectées dans l'électrode 1 créent un champ annulant le champ créé par l'électret 5a, ce qui annule l'attraction produite par ledit électret sur l'élément mobile 6 qui va alors se diriger vers l'électret 4 du fait des charges positives de celui-ci; finalement l'élément mobile 6 vient coller contre l'électret 4 et reste dans sa première position d'équilibre stable, même après la cessation de l'impulsion négative appliquée en 10a.
Dans une variante :
— à la place de l'impulsion négative appliquée sur l'entrée 10b, on peut appliquer une différence de potentiel entre les entrées 10b et 10a, l'entrée 10b étant portée à un potentiel négatif suffisant par rapport à celui de l'entrée 10a, pour réaliser le passage de l'élément mobile 6 de sa position contre l'électret 4 à sa position contre l'électret 5a;
- à la place de l'impulsion négative appliquée sur l'entrée 10a, on peut appliquer une différence de potentiel entre les entrées 10a et 10b, l'entrée 10a étant portée à un potentiel négatif par rapport à l'entrée 10b, pour réaliser le passage de l'élément mobile 6 de sa position contre l'électret 5a à sa position contre l'électret 4.
On voit donc que le passage de la première position à la deuxième position stable de l'élément 6 est réalisé en appliquant une impulsion ou une tension négative en 10b, tandis que le passage de la seconde position stable à la première position stable a lieu en appliquant une impulsion ou une tension négative sur l'ensemble 10a.
Dans une variante (non illustrée) du mode de réalisation de la figure 2, on peut disposer de part et d'autre de l'électrode 6 deux électrets chargés négativement qui renforcent l'action des électrets 4 et 5a chargés positivement portés par les électrodes 2 etl.
La figure 3 illustre un mode de réalisation plus simple comportant une électrode fixe 16 portant un électret 17 porteur de charge d'une première polarité (par exemple négative) et une électrode mobile 18 portant un électret 19 avec des charges de la seconde polarité (par exemple positives). Chaque électrode comporte une entrée, savoir 20 pour l'électrode 16 et 21 pour l'électrode 18.
Pour expliquer le fonctionnement du commutateur de la figure 3 on supposera qu'à l'instant initial l'électrode mobile 18 se trouve, comme illustré, éloignée de l'électrode fixe 16, les électrets 17 et 19 n'étant pas en contact. En effet dans le mode de réalisation de la figure 3 des moyens élastiques (non représentés) maintiennent normalement l'ensemble mobile 18-19 t loigné de l'élément fixe 16—17 (comme illustré sur cette figure 3): c'est la première position stable de cet ensemble.
Si l'on porte pendant un court instant l'électrode 18 à un potentiel positif par rapport à celui de l'électrode 16, par exemple en appliquant une impulsion de polarité convenable entre les entrées 20 et 21, on augmente l'intensité du champ électrique régnant dans l'espace 22 entre les électrets 17 et 19, ce qui rapproche l'ensemble mobile 18-19 de l'ensemble fixe 16-17 jusqu'à ce que le premier vienne se plaquer contre le second.
Dans cette seconde position stable, le champ électrique dans l'espace résiduel 22 est fortement accru compte tenu du fait que la distance entre les deux ensembles est réduite au minimum. C'est pourquoi lorsqu'on supprime la mise de l'électrode 18 à un 5potentiel plus élevé que l'électrode 16, c'est-à-dire à la fin de l'impulsion, l'ensemble mobile 18—19 reste collé contre l'ensemble fixe 17—16.
Pour faire revenir l'élément mobile 18—19 dans la position illustrée sur la figure 1, il suffit d'appliquer entre les entrées 21 îoet 20 une tension de polarité inverse à celle utilisée précédemment, c'est-à-dire une impulsion de signe opposé à celle appliquée pour réaliser le collage de l'ensemble mobile 18—19 sur l'élément fixe 16-17.
Les modes de réalisation illustrés avec la référence aux fi-15 gures 1 à 3 ont été bien entendu donnés à titre purement illus-tratif.
Dans les divers modes de réalisation de l'invention, les électrodes peuvent avoir diverses formes et natures dépendant de la variable physique commandée (électrique, optique, pneumati-20que). Elles peuvent être massives, grillagées, poreuses, en couches minces, obtenues par dépôt sous vide ou- par procédé électrochimique, constituées de plages conductrices reliées électriquement. Dans les applications optiques, elles sont avantageusement transparentes (réalisées en oxyde d'indium ou oxyde 25 d'étàin), ou réfléchissantes. Elles peuvent être séparées par une distance comprise entre 1 micron et 10 cm.
Chaque électret peut être fabriqué à partir d'une pellicule ou d'une plaque en un polymère, tel que le polyéthylène, le polypropylène, le téréphtalate de polyéthylène, le polytétrafluo-30 roéthylène, les polycarbonates, les polyhydrocarbures halo-génés, par exemple un copolymère de l'hexafluoropropylène et du tétrafluoroéthylène, un composé à base d'au moins 95 % de polychlorotrifluoroéthylène, le fluorure de polyvinylidène, un composé à base de polychlorotrifluoroéthylène et de polytétra-35 fluoroéthylène, un composé à base de fluoriire de polyvinylidène et de polytétrafluoroéthylène, des polyimides ou encore à partir de l'empilement de plusieurs couches de tels polymères.
L'épaisseur de l'électret est comprise entre 1000 A et 200 |x; les épaisseurs peuvent être obtenues directement des 40 fournisseurs de 3 à 200 n; en dessous de 3 (j,, les électrets peuvent être préparés par exemple par dépôt sous vide (pulvérisation cathodique). L'électret peut également être constitué en une matière minérale, telle que l'alumine, dans laquelle des charges électriques ont été incluses, par exemple par implanta-45 tion électronique ou ionique ou encore dans laquelle des éléments conducteurs ont été inclus et chargés.
Lorsque la température d'utilisation du commutateur est assez élevée, il est particulièrement intéressant d'Utiliser un composé fluoré pour réaliser un électret, stable dans le temps, même so à des températures élevées.
Les densités de surface en charges des électrets peuvent être comprises en valeur absolue entre 10~u coulomb/cm2 et 10~5 coulomb/cm2. Au lieu d'utiliser un électret chargé par des charges de surface, il est possible d'utiliser un électret qui a été 55 chargé en volume ou un électret comportant à la fois des charges de surface et des charges de volume.
Les tensions ou impulsions de commande appliquées aux bornes d'entrée peuvent être comprises, suivant la distance entre les électrodes constituant le système, entre 1 volt et 10 000 60 volts, de préférence entre 5 volts et 200 volts.
Les dispositifs réalisés selon la présente invention peuvent être avantageusement disposés dans des enceintes hermétiques, soit évacuées, soit remplies d'un gaz neutre, éventuellement sous pression.
65 Plusieurs dispositifs identiques peuvent être associés, afin d'obtenir une force de contact accrue par la mise en commun de tous les éléments mobiles, et un encombrement réduit, certaines électrodes étant communes à au moins deux dispositifs.
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Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour réaliser des matrices de commutation électrique, optique ou pneumatique, des dispositifs plats d'affichage et de visualisation.
On va décrire maintenant, avec référence aux figures 4 à 6 des modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention, permettant de réaliser une commutation électrique du type relais.
Sur la figure 4, on a illustré un mode de réalisation qui correspond au montage de la figure 1, mais inversé en ce qui concerne le haut et le bas.
Le commutateur électrique du type relais de la figure 4 comprend deux électrodes planes et rigides 21 et 22 (correspondant respectivement aux électrodes 1 et 2 de la figure 1) ; l'électrode 22 porte un électret 24 (correspondant à l'électret 4 de la figure 1) ; un autre électret 25 (correspondant à l'électret 5 de la figure 1) est porté par un élément conducteur mobile 26 (correspondant à l'élément 6 de la figure 1) ; un conducteur 23 (semblable au conducteur 3 de la figure 1) relie électriquement les électrodes 21 et 22. On retrouve enfin en 30 et 30c les entrées 10 et 10c de la figure 1, l'entrée 30 étant reliée électriquement à l'électrode 21 et donc à l'électrode 22,-tandis que l'entrée 30c est connectée à l'élément mobile 26. Comme on le voit sur la figure 4, l'élément mobile 26 qui porte l'électret 25 est pincé entre deux cales isolantes 31 et 32, de telle sorte que son extrémité libre 33 soit susceptible de se déplacer dans l'espace compris entre les électrodes 21 et 22. Pour faciliter ce déplacement on peut amincir et/ou rétrécir la partie 34 de l'élément 26 situé près des cales 31 et 32 ou lui donner toute forme susceptible de lui conférer une grande souplesse.
On peut ainsi, par exemple, réaliser l'amincissement dans la zone qui doit jouer le rôle de charnière, cet amincissement étant réalisé par électro-érosion ou par forgeage à froid ou à chaud.
On peut également assurer la liaison entre l'électrode mobile et le reste du dispositif au moyen d'une pellicule souple en polymère, fixée sur cet élément, cette pellicule étant métallisée pour que les tensions de commande puissent atteindre l'électrode mobile. Cette pellicule pourrait être constituée par l'électret lui-même.
Ces mesures ont pour but de réaliser une lame conductrice qui soit à la fois rigide dans sa portion soumise aux forces électrostatiques, pour réaliser un bon contact électrique, et souple dans sa portion la reliant au reste du dispositif pour ne pas entraver son déplacement.
Le système qui vient d'être décrit, et dont le fonctionnement est le même que celui qui a été décrit ci-dessus avec référence à la figure 1, comprend une première paire de contacts coopérants, savoir les contacts 35a et 35b portés par des conducteurs 36a et 37b respectivement, une couche isolante 37a séparant le conducteur 36a de la partie conductrice correspondante de l'électrode 22 et une couche isolante 37b séparant le conducteur 36b de l'électrode 25.
Il peut comprendre également une seconde paire de contacts coopérants 38a et 38b portés de la même manière (sur la figure 4 on aperçoit le conducteur 39a qui porte le contact 38a et la couche isolante 40a). Une fente 41 peut séparer en deux parties l'ensemble mobile 26—25 de manière que chaque paire de contacts agisse au mieux, c'est-à-dire que les plots de contacts eux-mêmes soient bien l'un contre l'autre lorsque l'ensemble mobile 25-26 est placé contre l'ensemble fixe 22-24.
Il est à noter que les plots de contacts peuvent être montés de façon non rigide, par exemple sur de petites lames de ressort. De cette manière et compte tenu de la géométrie du système et du mode de déplacement de l'électrode mobile, les plots peuvent glisser légèrement l'un contre l'autre lors de leur mise en contact, ce qui assure l'auto-nettoiement de ces plots de contacts.
De plus, ces ressorts sont comprimés sous l'effet de la force électrostatique; lorsque la tension de commande de commutation est appliquée, conformément à ce qui a été décrit ci-dessus avec référence à la figure 1, la force électrostatique est annulée, et les ressorts projettent l'élément mobile vers l'autre électrode, diminuant le temps de commutation du dispositif et augmentant 5 son pouvoir de coupure en courant et en tension.
Les plots peuvent être constitués par exemple de pastilles d'argent recouvertes d'or.
Des broches 42,43,44 et 45 correspondent aux contacts 38a, 35a, 38b et 35b respectivement.
io II y a lieu de noter que les conducteurs avec leurs plots peuvent être disposés autrement qu'illustré sur la figure 4.
Dans les exemples cités précédemment, on a toujours représenté les contacts commandés directement liés aux éléments fixes ou mobiles du dispositif.
15 Bien entendu, l'élément mobile peut commander ces contacts par l'intermédiaire de systèmes de démultiplication de force ou de mouvement, tels que l'art antérieur en connaît de nombreux.
Par ailleurs les électrodes 21 et 22 qui sont sensiblement 20 parallèles peuvent être inclinées l'une par rapport à l'autre et présenter diverses formes pour qu'au contact la forme de l'ensemble mobile épouse au mieux la forme de l'électrode fixe 21 ou 22 contre laquelle il arrive en contact.
Ainsi la partie de l'électrode mobile formant charnière peut 25 être souple et les électrodes former un angle entre elles, de sorte que la distance entre l'électrode fixe et l'électrode mobile est constamment faible; par conséquent la force utile pour le contact électrique est supérieure à celle obtenue dans le cas où, les électrodes fixes étant parallèles entre elles, toute une partie de 30 l'électrode mobile se trouve éloignée des électrodes fixes.
Enfin l'ensemble des électrodes, des électrets, de l'ensemble mobile 25-26 et des contacts et des conducteurs peut être disposé à l'intérieur d'une enceinte hermétique 46.
Dans une variante (non illustrée), les contacts peuvent être 35 situés à l'extérieur de l'enceinte hermétique, afin que l'électret ne soit pas soumis à l'influence des ions formé par un éventuel arc électrique au niveau des contacts. Dans ce cas, l'enceinte hermétique doit présenter des parties souples ou déf ormables permettant la commande des contacts par l'élément mobile. 4o Comme dans le mode de réalisation de l'exemple 1, on réalise le basculement de l'ensemble mobile 25-26 d'une position stable à l'autre (contre l'électrode 21 ou contre l'électrode 22) au moyen d'impulsions de tension positives ou négatives appliquées à la borne 30 relativement à la borne 30c. Sur la figure 6 45 on a représenté l'élément mobile au cours d'une commutation entre les deux positions stables.
La figure 5 représente un troisième mode de réalisation d'un relais électrique, ce mode de réalisation mettant en œuvre la disposition schématique selon la figure 2. Le relais de la figure 5 so comporte deux électrodes fixes 51 et 52 portant respectivement les électrets 55a et 54 de même polarité, de même épaisseur et de même charge. Les électrodes 51 et 52 sont maintenues par une cale isolante 61 et portent des lames conductrices 62 et 63 isolées d'elles par des bandes isolantes dont l'une est visible en 55 64 ; des contacts 65 et 66 sont portés par les lames 62 et 63 respectivement.
Une troisième lame conductrice 67 portant des contacts 68 et 69, en regard respectivement des contacts 65 et 66, est enrobée dans une couche 70 en une matière isolante portant sur ses so deux faces un dépôt métallique 56. Des bornes de sortie 60a, 60b et 60c sont connectées respectivement à l'électrode 51, à l'électrode 52 aux couches conductrices 56.
L'ensemble est contenu dans une enceinte étanche 71. Les électrets 51, 52 et la lame 67 sont portés par la paroi de l'en-65 ceinte 71.
On retrouve donc la disposition de la figure 2, les électrodes 51 et 52 jouant le rôle des électrodes 1 et 2 de celles-ci, les électrets 55a et 54 le rôle des électrets 5 A et 4 de la figure 2 les
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couches métallisées 56 le rôle de l'élément mobile 6 de la figure 2 et les bornes 60a, 60b et 60c le rôle des bornes 10a, 10b et 10c de la figure 2.
Suivant que l'élément mobile constitué par les couches métallisées 56 est plaqué contre l'électrode 51 ou l'électrode 52, on établit le circuit électrique entre les contacts 65 et 68 ou bien entre les contacts 69 et 66.
Pour faire passer l'ensemble mobile 67,70,56 d'une position stable à l'autre, il suffit d'appliquer, pour les raisons données avec référence à la figure 2, simultanément une différence de potentiel entre les bornes 60c et 60b et une différence de potentiel égale en valeur absolue et de signe opposé entre les bornes 60a et 60c.
Dans une variante, illustrée sur la figure 6, l'élément mobile 72 est constitué par une lame conductrice 73 en acier à ressorts ou en bronze, épaisse de quelques centièmes de millimètre et recouverte d'une très mince couche de vernis isolant, elle-même recouverte d'un dépôt métallique 74 constituant l'électrode mobile. Dans la zone où doit être effectué le contact électrique, on a enlevé le dépôt métallique et le vernis par un procédé photochimique (ou empêché le vernis et le dépôt de s'effectuer au moyen d'un cache) et disposé une pastille 75 en or ou tout autre métal ou alliage approprié à constituer un bon contact électrique.
Dans une variante la lame 73 est en aluminium recouvert par anodisation d'ime couche isolante d'oxyde d'aluminium remplaçant le vernis, couche qui peut constituer l'électret.
De préférence l'extrémité de gauche de la lame 73 est souple grâce à la mise en œuvre d'un des moyens précités.
Sur la figure 7 on a représenté, avec éclatement et arrachement partiel, une matrice de commutation électrique constituée par une multiplicité de dispositifs selon l'invention. La matrice comprend plusieurs plaques planes F, G, H, J, K.
La plaque F est en une matière isolante, du type de celles utilisées pour réaliser des circuits imprimés. La face interne de cette plaque F porte des électrodes rectilignes 152, allongées et toutes parallèles à une même direction. Par exemple ces électrodes sont parallèles au bord supérieur de la plaque F et comportent une extrémité 152a de largeur réduite, destinée à assurer la liaison desdites électrodes avec le circuit d'excitation de la matrice. Ces électrodes peuvent être formées par métallisation. Elles sont chacunes recouvertes d'un électret 153, de même forme qu'elles.
Chaque électrode 152 est percée, à intervalles réguliers, de trous 154 traversés par un manchon isolant 155 enserrant un conducteur terminé par un plot de contact 156a. Chaque contact 156a est relié, par l'intermédiaire d'un circuit conducteur imprimé sur la face extérieure de la plaque 151, à une borne 156b destinée à relier le contact 156a au reste du circuit électrique commandé.
La seconde plaque G est aussi réalisée en matière isolante. Elle comprend, découpées à intervalles réguliers, des fenêtres rectangulaires 158 disposées en lignes et colonnes parallèles entre elles, de telle sorte que chaque ligne de fenêtres soit située en face d'une électrode 152.
La troisième plaque H peut être en une matière conductrice ou isolante. Elle comprend un certain nombre de fentes découpées, de manière à former des languettes ou lames 161 de forme rectangulaire, dont une extrémité est rattachée à la plaque H et l'autre est libre de se déplacer. Chaque lame 161 est de dimensions légèrement inférieures aux dimensions des fenêtres 158. Les lames 161 sont disposées en lignes parallèles entre elles, chaque lame 161 étant située en face d'une fenêtre 158.
La plaque H est recouverte sur ses deux faces d'une couche isolante 163,163a sur laquelle sont imprimés des chemins conducteurs 164, chaque chemin conducteur aboutissant à un plot de contact 164a, situés sur les lames 161, de chaque côté et juste en face des contacts fixes 156a. L'autre extrémité d'un chemin conducteur 164 est reliée à une borne 164b destinée à relier le contact 164a au reste du circuit commandé.
Lorsque les extrémités libres des lames 161 viennent se plaquer contre les électrets 153, les contacts 156a et 164a se tou-5 chent et le circuit commandé est fermé.
Sur la couche isolante 163 est déposée une autre couche isolante .165 sur laquelle sont déposées par métallisation des électrodes 166 servant à la commande du système, sauf à l'endroit où se trouve le contact 164a, lequel n'est pas non plus io recouvert par la couche isolante 165. Les électrodes de commande situées sur une même colonne sont reliées entre elles par un chemin conducteur imprimé 166a, relié à une borne 166b, laquelle est destinée à relier l'ensemble des électrodes 166 au circuit d'excitation de la matrice.
15 La quatrième plaque J est en tout point identique à la plaque G, tandis que la cinquième plaque K est identique à la plaque F.
Il est clair que lorsqu'on applique une impulsion de tension entre une borne 156b de la plaque F et une borne 164b, et simultanément une impulsion de tension égale en valeur abso-20 lue, mais de polarité opposée, entre la même borne 164b et la borne correspondante 156c delà plaque J, la lame mobile située à l'intersection de la colonne d'électrodes 164 et à la ligne d'électrodes fixes 152 va venir se plaquer contre l'une des deux plaques 151 ou 168, fermant ainsi un contact.
25 Dans la matrice de la figure 7, tous les contacts commandés sont indépendants les uns des autres.
En fait, dans le cas où l'on veut réaliser une matrice de points de croisements utilisée en commutation téléphonique, tous les contacts 154a d'une même colonne de lames peuvent so être Téunis de même que tous les contacts 156 relatifs à une même électrode 152.
Une variante non illustrée de cette matrice serait réalisée en associant, de façon analogue à ce qui vient d'être décrit, plusieurs dispositifs fonctionnant comme exposé avec référence à la 35 figure 1, c'est-à-dire avec un électret fixe et un électret mobile.
Tous les détails de construction déjà mentionnés à propos des dispositifs simples décrits avec référence aux figures 1 à 6, notamment en ce qui concerne la forme des électrodes fixes,
leur inclinaison, la nature des électrets, les divers procédés uti-40 lisés pour rendre souple l'articulation de la lame sont également valables pour la construction des matrices.
Une telle matrice peut être utilisée comme matrice de points de croisements pour commuter des circuits téléphoniques ou encore comme mémoire statique, puisque chacun de ses élé-45 ments est bistable.
On va décrire maintenant avec référence aux figures 8 et 9 deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention, permettant de réaliser une commutation pneumatique.
Sur la figure 8 on a représenté un dispositif qui permet 50 d'interrompre, lorsqu'on le désire, un circuit pour un fluide. Le dispositif de commande est du type de celui illustré sur la figure 1. Il comporte, disposées dans un boîtier isolant 80, deux électrodes fixes 81 et 82 (correspondant aux électrodes 1 et 2 de la figure 1), l'électrode 82 portant un électret 84 (analogue à l'é-55 lectret 4 de la figure 1). L'électrode 82 comme l'électret 84 comportent un orifice circulaire central A, B respectivement pour permettre le passage du fluide, une canalisation 88 étant fixée dans l'électrode 82. L'ensemble mobile est constitué par un élément rigide plein 86 et un électret 85 ; les éléments 85 et 60 86 correspondent aux éléments 5 et 6 de la figure 1. Une seconde tubulure 89 est fixée dans le boîtier 80 et elle communique avec la chambre C dans laquelle peut se déplacer l'ensemble mobile 85-86. Il est bien entendu que la figure schématique 8 n'est pas à l'échelle et que la longueur 1 de la chambre C et le 65 jeu j sont beaucoup plus petits relativement qu'indiqué sur cette figure 8.
Enfin un joint torique 90 est disposé contre la paroi de l'électrode 82 qui limite la chambre C.
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Sur la figure 8 on n'a pas représenté les moyens de com- gure 12) dans laquelle ledit ensemble mobile se trouve contre mande électrique assurant le déplacement de l'ensemble mobile l'ensemble supérieur fixe 11 la—111b.
85-86 entre une de ses positions stables illustrée sur la figure 8 Dans les deux positions, les conditions de réflexion de la et l'autre position stable contre l'électrode 81, la commande lumière venant d'en haut sur l'électret 111b sont différentes, ce électrique ayant lieu comme expliqué avec référence à la 5 qui permet de créer une zone contrastée uniquement lorsque figure 1. l'ensemble mobile est dans la position de la figure 12, ou de
On comprend aisément que dans la position représentée dévier un faisceau lumineux.
l'ensemble 85-86 obture le passage entre la canalisation 88 et la Les figures 13 et 14 représentent deux dispositifs destinés à chambre C, tandis que dans la position stable opposée, contre laisser passer ou non un faisceau lumineux, notamment pour l'électrode 81, il permet le libre passage entre la canalisation 88 io réaliser un affichage alphanumérique.
et la canalisation 89. On réalise ainsi un interrupteur pneuma- Le dispositif de la figure 13, qui est du type illustré sur la tique. figure 1, mais avec inversion du haut et du bas, comprend deux
Le mode de réalisation de la figure 9 est analogue à celui de électrodes fixes 121 et 122 (correspondant respectivement aux la figure 8, à part le fait que l'électrode 81 de la figure 8 est électrodes 1 et 2 de la figure 1), l'électrode 122 portant un remplacée par une électrode 81a, qui est percée d'un orifice 15 électret 124 (qui correspond à l'électret 4 de la figure 1) et central D et dans laquelle est emmanchée une canalisation 88a, l'électrode 121 de forme courbe étant constituée par une couche et qu'on prévoit un joint torique 90a contre l'électrode 81a. de métallisation transparente disposée sur un bloc 129 de ma-L'ensemble mobile 86-85 peut occuper soit la position illustrée tière transparente telle que du verre ou un verre organique (du sur la figure, dans laquelle la canalisation 89 communique avec tyPe «Plexiglass»), prévu sur la plaque opaque 128. L'ensemble la canalisation 88a à travers la chambre C, soit l'autre position 20 mobile est constitué par un électret 125 souple fixé sur un élé-stable dans laquelle il vient contre le joint torique 90a et dans ce ment opaque 126 qui peut être constitué par une métallisation cas la tubulure 89 communique avec la tubulure 88 à travers la de l'électret 125 (les éléments 125 et 126 correspondant respec-chambre C. Le dispositif de la figure 9 réalise donc un aiguillage tivement aux éléments 5 et 6 de la figure 1). Les deux électrets entre la canalisation 89, d'une part, et soit la canalisation 88, 124 et 125 portent des charges de même signe. Sur la figure 13 soit la canalisation 88a, d'autre part. 25 on n'a pas illustré les moyens de commande électrique qui sont
Sur les figures 10 à 17 on a illustré des modes de réalisation les mêmes que ceux illustrés sur la figure 1.
du dispositif, permettant de réaliser des commutations optiques. Lorsque l'ensemble mobile 125-126 est appliqué contre l'électrode inférieure 121, le faisceau lumineux incident I ne peut Sur la figure 10 on a représenté un premier mode de réalisa- pénétrer dans le bloc 129 étant donné la nature de la couche tion permettant de dévier un faisceau optique incident i. Le so opaque 126; au contraire lorsque l'ensemble mobile 125—126 se dispositif, qui met en œuvre la disposition de la figure 1, com- trouve dans sa position stable supérieure contre l'électret 124, le prend deux électrodes fixes 91 et 92 (correspondant aux élec- faisceau lumineux ï peut pénétrer dans le bloc transparent 129 trodes 1 et 2 de la figure 1) et deux électrets 94 (portés par 92) et venir illuminer la face dépolie 130 de celui-ci en réalisant un et 95 portant une couche métallique 96 déposée sous vide (qui affichage.
joue le rôle de l'élément 6 de la figure 1, alors que l'électret 95 35 La forme courbe donnée à l'électrode 121 permet une meil-joue le rôle de l'élément 5 de cette figure 1). L'éléctret 95 est leure commutation grâce, d'une part, à la facilité d'enroulement réalisé en une matière transparente aux rayonnements du fais- ou de déroulement de la partie mobile, et d'autre part, à une ceau i ou est porteur d'un guide de lumière pour ces rayonne- attraction accrue de l'élément mobile à son extrémité de droite, ments. Deux cales isolantes 99 assurent le maintien en position à Bien entendu, cette forme n'est pas limitative.
l'extrémité de gauche de l'ensemble mobile 95-96 qui a été <to Le mode illustré sur la figure 14 est du même type que celui représenté en ses deux positions stables, l'une en trait plein et illustré sur la figure 13 avec la différence que l'électrode 121 est l'autre en trait mixte. Une plaque opaque 100 est disposée à la représentée plane.
partie droite et elle est percée de deux trous lOOi et 1002. Dans En effet il est constitué par la partie du dispositif de la figure sa première position, celle en trait plein, le rayon incident i est 13 qui se trouve au-dessus de la plaque de base 128 et par dévié vers le haut par l'électret transparent 95 et constitue le « l'image dans le miroir de cette partie, le plan de symétrie du rayon transmis tj en traversant le trou 100^ tandis que lorsque mode de réalisation de la figure 14 étant représenté symbolique-l'électret 95 est dans sa position en trait mixte le rayon transmis ment par XX.
est représenté en t2 et traverse le trou 1002. Dans le mode de réalisation de la figure 14 on a donc deux
Dans le mode de réalisation des figures 11 et 12 dont la électrodes fixes 122a et 122b (correspondant à l'électrode fixe disposition est du type de celui illustré sur la figure 1, on prévoit 50 122 de la figure 18), deux électrets 124a et 124b (correspondant une première électrode constituée par une plaque de verre Illa à l'électret 124 de la figure 18), deux ensembles mobiles 125a-revêtue sur sa face inférieure par un dépôt conducteur transpa- 126a et 125b-126b (correspondant à l'ensemble mobile 125— rent 111b, l'ensemble Illa—111b constituant l'équivalent de 126 de la figure 15).
l'électrode 1 de la figure 1. Lorsque les ensembles mobiles 125a-126a et 125b-126b se
La seconde électrode fixe est constituée par un bloc de métal 55 trouvent contre l'électrode 121, le faisceau incident I ne peut 112 ayant la forme représentée et dont la partie active porte un pénétrer dans la masse de verre 129; au contraire lorsque ces électret 114, les éléments 112 et 114 correspondant respective- ensembles mobiles se trouvent plaqués contre les électrets 124a ment aux éléments 2 et 4 de la figure 1. et 124b respectivement, le faisceau I traverse le bloc transparent
L'élément mobile est constitué par un électret 115 réalisé en 129 dont il éclaire la face dépolie 130. La disposition de la figure une matière transparente et portant un dépôt métallique réflé- so 14 permet de doubler la largeur de la face dépolie 130 par chissant 116, les éléments 115 et 116 des figures 11 et 12 corres- rapport au mode de réalisation de la figure 13.
pondant respectivement aux éléments 5 et 6 de la figure 1. Cet La figure 15 représente une variante du dispositif de la fi-
élément mobile est maintenu par des cales 119 entre les élé- gure 13. Il comprend deux électrodes fixes 131 et 132 dont ments fixes 112 et 11 la-11 lb. l'électrode 132 comporte une fenêtre transparente conductrice
L'ensemble mobile bascule entre les deux positions stables 65 132a et porte un électret 134 en une matière transparente. L'en-representées sur les figures 11 et 12, savoir une première posi- semble mobile est constitué par un élément réfléchissant 136 sur tion (figure 11) dans laquelle l'ensemble mobile se trouve contre lequel est fixé un électret 135 qui se trouve du côté de l'élec-l'ensemble fixe inférieur 112-114 et une seconde position (fi- trode 131.
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Lorsque l'ensemble mobile 135-136 occupe la position illustrée sur la figure 15, le faisceau lumineux incident I est réfléchi par 136 et le rayonnement R qui en résulte illumine la fenêtre 132a qui est dépolie et peut constituer un segment d'affichage alphanumérique. Au contraire lorsque l'ensemble mobile 135-136 se trouve dans sa position supérieure contre l'électret 134, la fenêtre 132a n'est plus éclairée.
La matière diffusante constituant l'élément 136 peut être remplacée par une substance fluorescente sensible aux rayons 40 ultraviolets. Alors la fenêtre 132a n'est illuminée que lorsque l'ensemble 135-136 intercepte un faisceau lumineux I de longueur d'onde appropriée. Si la fenêtre 132a est opaque aux rayons ultraviolets, la lumière du jour ne peut pas activer la substance fluorescente de l'élément mobile 136 lorsque l'ensemble mobile est plaqué contre l'électrode supérieure 132 et la fenêtre 132a reste donc sombre.
On peut prévoir un rebord 134a en une matière opaque au rayonnement I pour laisser dans l'ombre l'élément 136 lorsque l'ensemble mobile 135—136 est plaqué contre l'électret 134.
Le mode de réalisation de la figure 15 pourrait également être modifié comme celui de la figure 13 en recourbant les éléments 135,136 et la face supérieure inclinée de l'électrode 131.
La face 130 des figures 13 et 14 pourrait porter un filtre optique coloré pour réaliser un affichage coloré.
Sur la figure 16, ainsi que sur la figure 17 qui illustre à plus grande échelle un détail de la figure 16, on a représenté d'une manière schématique un système de télévision sur écran plat de grande dimension.
L'écran 171 est constitué par un certain nombre d'éléments d'affichage 172 (du type décrit avec référence aux figures 13 à 15). Le nombre d'éléments 172 à assembler dépend de la définition ainsi que du rapport entre la hauteur et la largeur de l'image souhaités.
Chacun de ces éléments est éclairé par l'arrière par exemple à l'aide de la source de lumière 173 qui émet un faisceau colli-maté à l'aide du système optique représenté schématiquement en 174.
Dans le cas où on utilise comme élément d'affichage un système tel que celui décrit sur la figure 15, la lumière doit être amenée à chaque élément par des guides optiques ou des miroirs.
Une unité de balayage 175 envoie les impulsions de commande et module l'intensité lumineuse du faisceau produit par la source 173, pour chaque élément 172 représenté à plus grande échelle sur la figure 17 et qui est du type illustré sur la figure 14 par exemple.
Il est à noter que, pour un système classique de 625 lignes, il faut adresser un grand nombre d'éléments en un temps compatible avec la cadence d'image qui est d'environ 25 ou 30 images/ seconde. Cela implique des temps d'adressage très courts, de l'ordre de 0,1 (xs, mais qui sont compatibles avec le système, puisque chaque élément est en fait un condensateur de faible capacité qui peut se charger en un intervalle de temps très court.
Ensuite l'ensemble mobile de chaque élément d'affichage doit commuter en un temps inférieur au l/30e de seconde, ce qui est bien le cas avec les systèmes décrits ici, puisque les temps de commutation peuvent être de l'ordre de 1 ms.
5 Enfin ce système présente sur tous les systèmes d'affichage électrostatiques connus à ce jour l'avantage d'être bistable et de ne nécessiter aucune alimentation pour rester dans un état donné.
Lors de la visualisation d'événements très courts, on peut 10 ainsi conserver une image indéfiniment. Un tel système peut donc être utilisé comme mémoire.
Le système de balayage peut être commandé par exemple par un récepteur vidéo, un enregistreur, un calculateur.
Les dispositifs qui viennent d'être décrits avec référence aux i5 figures présentent l'avantage de constituer des dispositifs bista-bles aptes à réaliser des commutations et qui, dans la plupart des cas, fonctionnent sans exiger de couple de rappel mécanique associé à l'élément mobile, ce qui facilite la commutation et simplifie la conception d'ensemble. En particulier la liaison en-20 tre l'ensemble mobile et le reste du dispositif peut être très souple ; elle peut être constituée par l'électret lui-même.
La fabrication de ces dispositifs est simplifiée par le fait qu'en général aucune pièce mécanique ne comporte plus d'un électret.
25
Ds peuvent être réalisés suivant des configurations de faible épaisseur et de grande dimension latérale.
On peut également réaliser des dispositifs de commande selon l'invention présentant trois positions stables au lieu de 30 deux, par exemple de la manière suivante: dans les modes de réalisation schématiques des figures 1 et 2, on prévoit des moyens élastiques aptes à maintenir l'ensemble mobile central (par exemple 5-6 dans le cas de la figure 1) dans la position centrale illustrée sur la figure en l'absence de toute application 35 de tension de commande.
Tous les dispositifs décrits à titre d'exemples peuvent être entourés d'un blindage électrostatique constitué par un grillage ou bien par une partie constituante des électrodes fixes, ce blindage ayant pour objet d'isoler les dispositifs de perturbations 40 électromagnétiques ou électrostatiques extérieures.
Notamment dans le cas où plusieurs dispositifs sont associés •pour constituer une matrice, aucun d'entre eux ne peut être influencé par les dispositifs voisins.
De même ce blindage permet de protéger l'électret lorsque 45 l'environnement dans lequel le dispositif doit travailler est riche en charges électriques.
La commutation des matrices constituées par des dispositifs selon l'invention peut être réalisée par lignes et colonnes, au moyen d'impulsions de ligne, d'une part, et de colonne, d'autre 50 part, le dispositif unique qui occupe ladite ligne et ladite colonne étant seul commuté du fait que chacune de ces impulsions a une amplitude comprise entre l'amplitude nécessaire à cette commutation et la moitié de cette amplitude.
C
7 feuilles dessins
Claims (10)
1. Dispositif de commande, apte à assurer des commutations en venant occuper successivement au moins deux positions stables, avec au moins deux électrodes de commande et des moyens pour pouvoir appliquer des signaux électriques de commande entre deux électrodes, caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison avec ces deux électrodes, deux électrets, dont l'un est porté par un premier élément fixe et dont l'autre est porté par un second élément, qui est soit fixe, soit mobile, au moins un de ces éléments étant constitué par l'une des électrodes.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend deux électrodes aplaties fixes et, entre ces deux électrodes, à distance de celles-ci, une troisième électrode aplatie mobile, un premier électret étant porté par l'une des électrodes fixes sur sa face en regard de l'électrode mobile et un second électret étant porté par l'électrode mobile sur sa face en regard de l'autre électrode fixe.
2
REVENDICATIONS
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend deux électrodes aplaties fixes et, entre ces deux électrodes, à distance de celles-ci, une troisième électrode aplatie mobile, des électrets de même polarité étant portés par les faces des deux électrodes fixes en regard de l'électrode mobile.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que des plots de contact électriques sont portés par l'électrode mobile et au moins l'une des électrodes fixes, ces plots étant connectés à des bornes de sortie par des lamelles conductrices isolées des électrodes qui les portent et éventuellement des électrets portés par ces électrodes.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les plots de contact électriques sont portés par des éléments montés sur ressorts.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte pour fluide dans laquelle aboutissent au moins deux canalisations qui communiquent chacune avec l'intérieur de l'enceinte par un orifice ménagé dans celle-ci, l'élément mobile étant agencé de manière à pouvoir venir obturer l'orifice dans une position de repos pour fermer la communication entre l'intérieur de l'enceinte et la canalisation qui correspond à cet orifice.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément mobile est agencé de manière à pouvoir dévier un rayonnement lumineux, la déviation variant suivant la position qu'occupe cet élément.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque électret comprend un polymère fluoré.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément mobile est constitué par une lame découpée d'une plaque tout en lui restant rattachée.
10. Utilisation de dispositifs selon l'une des revendications 1 à 5 pour constituer une matrice de commutation électrique.
On a décrit, dans la demande de brevet français publiée no. 2 294 535 déposée le 10 décembre 1974, un dispositif de commande, du genre relais, c'est-à-dire apte à réaliser des commutations, comprenant trois éléments mécaniques dont l'un est mobile par rapport aux deux autres, caractérisé par le fait que ces trois éléments mécaniques sont constitués, d'une part, par deux électrodes de commande entre lesquelles on peut appliquer une différence de potentiel prédéterminée, et, d'autre part, un électret constitué par une pièce isolante portant des charges électriques positives et/ou des charges électriques négatives dont la somme algébrique est différente de zéro.
L'élément mobile pouvait être constitué soit par l'électret, soit par une électrode de commande.
Un tel dispositif peut occuper au moins deux positions, au moins une de ces positions étant stable.
Divers modes de réalisation pour constituer des dispositifs de commutation électrique, optique ou pneumatique, à fonc-5 tionnement monostable ou bistable, ont été décrits dans la demande de brevet français précitée.
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GB2079054B (en) * | 1980-06-30 | 1984-02-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Electret device |
JPS57111927A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-12 | Omron Tateisi Electronics Co | Relay |
DE3263323D1 (en) * | 1981-01-16 | 1985-06-05 | Omron Tateisi Electronics Co | Switch assembly |
CA2072199C (fr) * | 1991-06-24 | 1997-11-11 | Fumihiro Kasano | Relais electrostatique |
FR2706074B1 (fr) * | 1993-06-02 | 1995-07-21 | Lewiner Jacques | Dispositif de commande du type actionneur à structure symétrique. |
FR2706075B1 (fr) * | 1993-06-02 | 1995-07-21 | Lewiner Jacques | Dispositif de commande du type actionneur à pièce mobile conservant son orientation au cours du mouvement. |
IT1307128B1 (it) * | 1999-02-02 | 2001-10-29 | Fiat Ricerche | Dispositivo di specchio oscillante a controllo elettrostatico. |
JP3643508B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2005-04-27 | 株式会社東芝 | 可動フィルム型表示装置 |
US6697035B2 (en) * | 2000-03-30 | 2004-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display device and moving-film display device |
US7256927B2 (en) * | 2002-03-11 | 2007-08-14 | Uni-Pixel Displays, Inc. | Double-electret mems actuator |
JP4400855B2 (ja) * | 2003-04-15 | 2010-01-20 | 株式会社リコー | 光偏向装置、光偏向装置の製造方法、光偏向アレー、画像形成装置および画像投影表示装置 |
US7177505B2 (en) * | 2004-03-04 | 2007-02-13 | Rosemount Inc. | MEMS-based actuator devices using electrets |
US8322870B2 (en) * | 2010-09-21 | 2012-12-04 | Raytheon Company | Fast steering, deformable mirror system and method for manufacturing the same |
JP6653902B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2020-02-26 | 国立大学法人静岡大学 | アクチュエータ |
US8978313B1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-03-17 | Antonio Pilla | Precipitation deflector |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2931954A (en) * | 1956-03-14 | 1960-04-05 | Erdco Inc | Electrostatic controls and memory systems |
US3178702A (en) * | 1961-03-01 | 1965-04-13 | Aiken William Ross | Adjustable signalling device |
US3210757A (en) * | 1962-01-29 | 1965-10-05 | Carlyle W Jacob | Matrix controlled light valve display apparatus |
US3381291A (en) * | 1965-02-26 | 1968-04-30 | Rca Corp | Display module having electromagnetic coil sensing of armature position |
US3553364A (en) * | 1968-03-15 | 1971-01-05 | Texas Instruments Inc | Electromechanical light valve |
US3528009A (en) * | 1968-07-05 | 1970-09-08 | Ferdinand Frankel | Line fault indicator using moire patterns |
US3648281A (en) * | 1969-12-30 | 1972-03-07 | Ibm | Electrostatic display panel |
US3648269A (en) * | 1970-07-16 | 1972-03-07 | Ferrofluidics Corp | Magnetic fluid display device |
US3825927A (en) * | 1972-06-14 | 1974-07-23 | R Passien | Magnetic discboard |
JPS5419172B2 (fr) * | 1973-07-23 | 1979-07-13 | ||
US3902170A (en) * | 1974-02-20 | 1975-08-26 | Ralph D Mcelroy | Fault indicator for electrical circuits |
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FR2296297A1 (fr) * | 1974-12-27 | 1976-07-23 | Thomson Csf | Dispositif commutateur a commande electrique de deplacement |
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