Brevet FR2112194A1 — publié le 19720616

i. 2112194 La présente invention se rapporte à des dispositifs de commande et plus particulièrement elle concerne des dispositifs de commande convenant pour commander des calculateurs et analogues dans lesquels il est nécessaire qu'un opérateur fournisse des ins-5 tructions ou des données à un calculateur. Un tel dispositif de commande est décrit dans la demande de brevet anglais n° 61.776/69 déposée le 18 Décembre 1969 au nom de The Marconi Company Limited pour : "Improvements in or relating to control systems". Le dispositif de commande décrit dans cette 10 demande de brevet comprend un panneau opaque comportant plusieurs régions transparentes; plusieurs éléments photosensibles, chacun étant associé avec l'une des régions afin que la lumière puisse passer à travers ces régions et tomber sur les éléments ; et une rangée de conducteurs, chacun associé avec plusieurs de ces élé-15 ments et chaque élément étant associé avec une paire différente de conducteurs afin que, quand la lumière tombant sur un élément possède line intensité sensiblement différente de celle tombant sur les autres éléments, un signal soit présent sur sa paire associée de conducteurs. 20 Un inconvénient rencontré avec le dispositif précédent est que le signal de sortie est présent sur une paire de conducteurs. Une paire différente de conducteurs est associée avec chaque région transparente du panneau, et ainsi pour déterminer quelle région transparente est associée à une lumière d'intensité différen-25 te, et pour déterminer l'instruction envoyée au calculateur, les sorties sur tous les conducteurs formant la rangée doivent être échantillonnées jusqu'à ce que les conducteurs portant les deux signaux aient été isolés. La présente invention cherche à concevoir un dispositif 30 de commande perfectionné surmontant les inconvénients précédents. Selon la présente invention, un dispositif de commande est constitué par un panneau opaque comportant plusieurs régions transparentes ; plusieurs (n) conducteurs associés avec chacune de ces régions transparentes ; et un nombre, n'excédant pas (n) d'élé-35 ments photosensibles associés avec chacune des régions transparentes, chacun des éléments photosensibles étant associé avec un conducteur différent afin que, quand la lumière passant à travers l'une des régions transparentes a une intensité sensiblement différente de celle passant à travers les autres régions, un signal 40 puisse être dérivé à partir d'ion ou de plusieurs des conducteurs, 71 28088 2 2112194 l'agencement des éléments photosensibles étant tel que la combinaison de conducteurs à partir desquels les signaux peuvent dériver dépend de la région transparente qui est traversée par une lumière d'intensité sensiblement différente de celle passant à 5 travers les autres régions, chaque région produisant une combinaison individuelle. Il existe de nombreuses façons différentes dans lesquelles les conducteurs et les. éléments photosensibles peuvent être agencés. Dans une de ces façons, chacun des conducteurs peut être 10 interrompu à l'emplacement d'une région transparente et chacun des éléments photosensibles est relié afin de ponter une interruption dans un conducteur. Dans une autre façon, chacun des conducteurs est associé avec un élément photosensible à l'emplacement de chacune des régions 15 transparentes et un élément photosensible choisi différent ou une combinaison d'éléments photosensibles est rendue inopérante (par exemple par court-circuitage à l'emplacement de chacune de ces régions. Dans une autre façon encore, les conducteurs associés 20 avec chacune des régions transparentes sont agencés par paires, et chaque élément photosensible est agencé pour interconnecter deux conducteurs formant une paire. Dans un autre agencement, un autre conducteur est associé avec chaque région transparente, les éléments photosensibles étant 25 chacun agencé pour connecter un conducteur différent à l'autre conducteur. Enfin, dans un autre agencement, les conducteurs associés avec chacune des régions transparentes sont connectés à une couche conductrice commune par les éléments photosensibles. JO De préférence, les conducteurs et les éléments photosensi bles sont formés sur un substrat. Comme cela apparaîtra, la nature des éléments photosensibles utilisés peut être choisie pour adapter leur agencement par rapport aux conducteurs. Dans quelques exemples de réalisation, les 35 éléments photosensibles seront des éléments photoconducteurs photorésistifs, dans d'autres exemples de réalisation ce seront des éléments du type conçu pour produire une tension électrique quand ils sont éclairés. De préférence, quand les conducteurs et les éléments 4-0 photosensibles sont formés sur un substrat, ces conducteurs sont 71 28088 3 2112194 constitués d'indium ou d'aluminium et les éléments photosensibles sont constitués de sulfure de cadmium dopé avec du cuivre et du chlore. De préférence, des moyens amplificateurs sont prévus pour 5 utiliser les signaux apparus dans les conducteurs. Un exemple de réalisation dans lequel les conducteurs associés avec chaque région transparente sont connectés à une couche conductrice commune par les éléments photosensibles comprend un ensemble de substrat constitué par un substrat transparent, une cou-10 che conductrice transparente déposée sur ce substrat, une couche isolante déposée sur cette couche conductrice, des éléments photosensibles insérés dans des ouvertures réalisées dans cette couche isolante, et des bandes conductrices disposées sur le sommet de cette couche isolante afin de dériver des éléments photoconducteurs 15 choisis. De préférence, cette couche conductrice transparente est formée d'oxyde d'étain ou d'une mince couche d'or. Un autre exemple de réalisation dans lequel les conducteurs associés avec chacune des régions transparentes sont connectés à une couche conductrice commune par les éléments photosensi-20 bles comprend un ensemble de substrat constitué par un.substrat transparent, un premier conducteur déposé sur ce substrat et plusieurs conducteurs déposés également sur ce substrat, le premier conducteur étant conçu pour passer sous l'ensemble des conducteurs, et étant séparé de chacun de ceux-ci soit par un élément photosen-25 sible, soit par un élément isolant, ce premier conducteur étant transparent au moins dans les régions où il est recouvert par un élément photosensible. De préférence, ce premier conducteur est formé d'oxyde d'étain ou encore d'or et il comporte une mince région où il est 30 recouvert par un élément photosensible. D'autres objets et avantages de la présente invention seront plus apparents à la lecture de la description suivante en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue extérieure en perspective d'un 35 dispositif de commande conformément à la présente invention, représentant un agencement convenable des régions transparentes dans un panneau opaque. Cet.exemple de réalisation peut être commandé principalement en plaçant un doigt sur une région choisie, _ La figure 2 est une vue en coupe sous forme de diagramme 40 représentant une partie d'un exemple de réalisation qui peut être 71 28080 4 2112194 commandé en pressant un bouton choisi parmi plusieurs. La figure 3 est une vue en coupe sous forme de diagramme d'une partie d'un exemple de réalisation comprenant des conducteurs et des éléments photosensibles sur un substrat» 5 La figure 4 est une vue de dessus sous forme de diagram me d'une partie de l'agencement de la figure 3» Les figures 5a et 5b représentent deux façons d'agencer des éléments photosensibles dans des interruptions des conducteurs. La figure 6 est une vue en coupe sous forme de diagramme 10 représentant une autre façon d'agencer les conducteurs et les éléments photosensibles sur un substrat. Les figures 7(a) et 7(b) sont encore des vues de dessus sous forme de diagramme représentant deux façons d'agencer des conducteurs et des éléments photosensibles sur un substrat. 15 La figure 8 est un diagramme de circuit d'une forme de tableau de commande qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention. Les figures 9 et 10 représentent deux autres agencements de conducteurs et d'éléments photosensibles sur un substrat. 20 Les figures ll(a) et ll(b) sont des vues sous forme de diagrammes,perpendiculaires l'une à l'autre représentant un autre agencement des conducteurs et des éléments photosensibles sur un substrat. Les figures 12(a) et 12(b) sont des vues perpendiculai-25 res l'une à l'autre représentant un autre agencement des conducteurs et des éléments photosensibles sur un substrat. La figure 13 est une vue de dessus sous forme de diagramme représentant également un agencement de conducteurs et d'éléments photosensibles sur un substrat, et .30 La figure 14 représente un autre diagramme de circuit pour un tableau de commande qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention. La vue générale extérieure en perspective de la figure 1 -représente un tableau de commande comprenant une plaque formant 35 couvercle 1 opaque ayant plusieurs régions transparentes 2. Pen- ^ dant le fonctionnement de ce tableau de commande, un opérateur place simplement un doigt sur une région choisie parmi les régions transparentes, empêchant ainsi la lumière ambiante de tomber sur les éléments photosensibles (non représentés), .montés sous les ré-.[ •••' 40 gions transparentes. . : ^ ,;i ,v ■ . ,L; . /■ 71 28088 5 2112194 La figure 2 représente une partie d'un agencement modifié et préféré. Dans cette figure, un couvercle opaque 1 comporte des régions transparentes 2. Montée sur le dessus du couvercle opaque se trouve une couche de matériau .translucide 3 (par exemple 5 de plexiglas) qui est éclairée par la tranche par des lampes 4 (seulement une représentée) montées sur le bord afin que la lumière passe dans les régions transparentes telles qu'en 2. La couche translucide 3 est percée afin de ne pas s'étendre sur les régions transparentes 2. Une autre couche opaque 5 est montée sur le dessus de 10 la couche translucide 3, et cette autre couche opaque 5 est percée • de manière correspondante, un bouton 6, poussé vers le haut par un ressort 7 étant prévu dans chaque ouverture de la couche opaque 5. Quand un bouton est dans la position représentée, la lumière provenant d'une lampe 4 peut atteindre la région 2 au-dessous de celui-15 ci. Les bords des trous dans la couche translucide 3 sont coniques, comme représenté, pour faciliter l'entrée de la lumière dans les trous du couvercle 1. Quand un bouton est enfoncé, il ferme le trou approprié du couvercle opaque 1, empêchant ainsi la lumière d'entrer dans la région transparente 2 correspondante. L'agencement 20 de la figure 2 présente l'avantage sur celui de la figure 1 que l'excitation des éléments photosensibles (non représentés) sous les régions 2 n'est pas dépendante ou, d'un point de vue pratique, affectée par les conditions d'éclairement ambiant. La figure 3 représente une partie de l'agencement dans 25 lequel les conducteurs et les éléments photosensibles sont situés sur un substrat. Le couvercle opaque 1 avec des régions transparentes 2 (cet agencement peut être comme dans la figure 1 ou comme dans la figure 2) est monté sur un substrat isolant 8. Situés sur le substrat 8, se trouvent plusieurs conducteurs 9, dont l'un d'en-30 tre eux seulement est représenté dans la figure 3. Les conducteurs 9 sont de préférence constitués d'indium ou d'aluminium et sont formés par dépôt de vapeur sous vide. S jus chacune des régions transparentes 2,du couvercle opaque 1, se trouve un dispositif photosensible 10, qui est de préférence constitué de sulfure de cad-35 mium dopé avec du chlore et du cuivre, relié en série dans le trajet du conducteur 9, qui est interrompu à l'emplacement où un dispositif photosensible 10 est inséré. La figure 4 est une vue de dessus de l'agencement de la figure 3, avec le couvercle opaque 1 enlevé. Les cercles 11 indi-40 quent la position des régions transparentes 2 quand le couvercle 1 71 28088 6. 2112194 est en place. Les conducteurs 9 sont formés sur le substrat 8. Dans l'exemple représenté, il existe sept conducteurs parallèles, passant sous les régions transparentes 2 représentées. Les éléments sensibles 10 insérés dans les conducteurs interrompus sont situés 5 sous les régions 2. Les figures 5 (a) et 5(b) représentent deux façons d'agencer les éléments photosensibles insérés dans le trajet d'un conducteur sur un substrat 8. Dans la figure 5(a), les éléments photosensibles 10 sont tout d'abord formés sur le substrat 8 et ensuite les 10 conducteurs 9 sont déposés afin de recouvrir légèrement les éléments photosensibles. Dans la figure 5(b) les conducteurs 9 sont formés tout d'abord, et ensuite les éléments photosensibles 10 sont formés et recouvrent légèrement les conducteurs 9. La figure 6 représente un agencement différent. Dans cet-15 te figure, le substrat 8 est transparent. Un conducteur transparent 12, constitué par exemple, par un mince dépôt d'oxyde d'étain ou une mince couche d'or, est déposé sur le substrat ét ensuite un élément photosensible 10 ayant la forme indiquée, est formé. Après cela, les conducteurs 9 sont déposés afin que, sur un côté de l'interrup-20 tion dans un conducteur 9 ils recouvrent légèrement un conducteur 12 et sur l'autre côté de cette interruption, le conducteur 9 recouvre une partie importante de l'élément 10. Un agencement comme représenté dans la figure 6 est monté sous le couvercle opaque 1 (non représenté dans la figure 6) avec le substrat le plus supé-25 rieur (c'est-à-dire le plus proche du couvercle) comportant les éléments 10, situé bien sûr sous les réglons transparentes 2 afin que la lumière passant à travers une région transparente 2 dans le couvercle 1 passe à travers le substrat 8 et le conducteur transparent 12 avant d'atteindre un élément photosensible 10. 30 Les figures J(a) et 7(b) représentent deux détails d'agen cements différents qui peuvent être utilisés dans un dispositif, comme représenté de façon générale dans la figure 4. Dans cette figure 4, sept dispositifs photosensibles sont représentés sous chaque région transparente 2 dans le panneau opaque 1, chaque dispositif 55 étant en série dans le trajet d'un conducteur 9 interrompu différent. Comme il sera évident, si l'intensité de la lumière passant à travers l'une des régions transparentes est modifiée, la résistance de chacun des éléments photosensibles sous cette région sera également modifiée. Dans la figure 7(a), trois bandes conduc-40 trices 13, chacune déposée sur le dessus d'un élément photosensible 71 28088 7 2112194 différent parmi trois éléments sont représentées, court-circui-tant ainsi ces trois éléments. Dans la figure 7(b) seulement quatre des conducteurs 9 sont interrompus sous la région particulière représentée et ils comportent des éléments photosensibles dans les 5 interruptions. Dans ces deux agencements, seulement quatre des conducteurs (ceux ayant des dispositifs insérés 10) seront modifiés dans leur résistance totale par variation de la lumière passant à travers la région 2 en question - comme représenté dans les premier, quatrième, cinquième et septième conducteurs, en comptant 10 vers le haut dans les figures 7(a) et 7(h). En prévoyant (dans la figure 7(a) )une combinaison différente des bandes conductrices 13 sous chaque région transparente, où, (dans la figure 7(b)) en prévoyant une combinaison différente des éléments insérés 10 sous chaque région transparente, il est possible de déterminer quelle 15 région transparente a été recouverte en lisant les sorties dérivées de ces sept conducteurs. La figure 8 est un diagramme de circuit. Les régions 21, 22, 23... 34 correspondent aux régions transparentes 2 dans le couvercle opaque 1, et la présence d'un élément photosensible effi-20 cace 10 (c'est-à-dire un élément photosensible qui n'est pas court-circuité comme dans la figure 7(a) par une bande conductrice 13) est indiquée par un point. On verra qu'une combinaison différente des dispositifs photosensibles efficaces est prévue à l'emplacement de chaque région transparente. Chaque conducteur 9 est relié à un 25 amplificateur 35 à lecture de niveau. Pendant le fonctionnement, un potentiel est appliqué aux bornes d'entrée 36, et des signaux de sortie sont dérivés des bornes de sortie 37. Quand l'intensité lumineuse passant à travers l'une des régions transparentes 2 du couvercle opaque 1 varie, la résistance d'une combinaison particu-30 lière d'éléments photosensibles variera et une combinaison unique de signaux de sortie sera présente aux bornes de sortie. La figure 9 représente un autre agencement du type à substrat. Dans cette figure, les conducteurs 9 sont groupés par paire, avec chaque dispositif photosensible agencé pour relier les 35 deux conducteurs d'une paire. Les dispositifs photosensibles ont une résistance faible quand ils sont éclairés, typiquement de l'ordre d'un mégaohm et une résistance élevée, typiquement de l'ordre de 105 mégaohms quand ils ne sont pas éclairés. Ainsi, la résistance entre les bornes de sortie de chaque paire de conducteurs sera 40 modifiée de manière appréciable si un dispositif photosensible si- 71 28088 8. 2112194 tué entre celles-ci est éclairé ou obscurci. La figure 10 représente un autre agencement du type à substrat. Dans cette figure, le substrat 8 est transparent et est recouvert d'une couche conductrice transparente 40, par exemple 5 d'oxyde d'étain ou d'or mince. Sur cette couche, se trouve une couche de revêtement isolante 41' avec les conducteurs sous forme de bandes 9 disposés sur elle. Certaines régions choisies de la couche isolante s'étendant au-dessous des conducteurs 9 sont constituées d'une matière photosensible. 10 Pendant le fonctionnement, l'agencement de la figure 10 est monté avec le substrat 8 à la partie la plus supérieure, c'est-à-dire le plus proche des régions transparentes 2 dans le couvercle opaque 1, de sorte que la lumière brillant à travers une région transparente passe à travers le substrat 8 et la couche transparen-15 te conductrice 40 avant de tomber sur un dispositif photoconducteur 10. Quand le dispositif photoconducteur 10 est excité, il relie le conducteur sous forme de bande 9 à la couche conductrice transparente 40. Les figures 11(a) et ll(b) représentent encore un autre 20 agencement. Dans ces figures, à la place de la couche conductrice transparente 40 de la figure 10, il existe une série de doigts conducteurs transparents 41, 42, par exemple, d'oxyde d'étain ou d'or mince. Les éléments photosensibles 10 sont situés afin de séparer les doigts transparents des conducteurs 9 sous forme de ban-25 des. La figure 12 représente un agencement quelque peu similaire. Dans cette figure, la référence 43 représente un doigt fait d'une matière non transparente sur la plus grande partie de sa longueur. Cependant, dans chaque région 44 où un doigt 43 doit être 30 traversé par un conducteur 9 sous forme de bande, ce doigt est rendu suffisamment mince pour que la lumière puisse le traverser. Une matière convenable pour ces doigts est l'or. Dans cette figure également, les éléments photosensibles 10 séparent les doigts 43 des conducteurs 9 sous forme de bandes. 35 Avec les agencements des figures ll(a), ll(b) et 12, les substrats sont montés à la partie la plus supérieure afin d'être le plus près possible du couvercle opaque 1. La lumière passant à travers les régions transparentes 2 dans le couvercle opaque passera en conséquence à travers le substrat avant de tomber sur les .40 dispositifs photosensibles. 71 28088 9 2112194 La figure 13 représente de manière plus complète un agencement du même type que celui représenté dans la figure 11. Dans cette figure, trois des dispositifs photosensibles sont remplacés par des isolants 45 de préférence constitués d'oxyde de si-5 licium. Ainsi, les quatre conducteurs 9 qui sont associés avec les éléments photosensibles 10 produiront des signaux de sortie modifiés en réponse aux variations de l'intensité lumineuse tombant sur le substrat. De nouveau, si une combinaison différente de dispositifs photosensibles efficaces est associée avec chaque région 10 transparente de la plaque de recouvrement opaque, il est possible de déterminer dans quelle région transparente une variation de lumière s'est produite en lisant les sorties dérivées des sept conducteurs. N'importe lequel des agencements représentés dans les 15 figures 9, 10, 11 et 12 peut être adapté de manière similaire en remplaçant quelques-uns des éléments photosensibles par des éléments isolants et on obtient une combinaison d'identification de signaux pour chaque région transparente. La figure 14 représente un diagramme de circuit pour un tel agencement. Dans cette figure, 20 les régions différentes 21 34 correspondent aux régions transparentes 2 différentes du couvercle opaque 1, et la présence d'un élément photosensible efficace 10 est indiquée par un point 10, les éléments isolants étant Indiqués par des croix 45- Les signaux d'entrée sont appliqués entre les bornes d'entrée 36 et une 25 borne commune 46 qui est reliée aux conducteurs 47, qui correspondent à la couche 40 de la figure 10, aux conducteurs 41 et 42 de la figure 11 ou au conducteur 43 de la figure 12. Les conducteurs 9 sont reliés aux amplificateurs de lecture de niveau 35 pour donner des signaux de sortie sur les bornes de sortie 37. 30 En agençant de manière convenable la disposition des dis positifs photosensibles efficaces, il est possible, avec sept conducteurs sous chaque région 2, d'obtenir des signaux de sortie conformément à un code binaire à sept bits et convenant pour alimenter directement un calculateur ou un dispositif similaire. On con-35 naît des codes binaires à sept bits représentatifs des lettres de l'alphabet et des chiffres 0 à 9, et un tableau de commande selon la présente invention peut être facilement conçu pour fonctionner en conformité avec un tel code. La présente invention n' est pas limitée aux exemples de 40 réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire "de^St* ^ Tariantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme 71 28088 10 2112WTE REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de commande pour appliquer des instructions ou des données notamment à un calculateur, caractérisé en ce qu'il comprend un panneau opaque comportant plusieurs régions 5 transparentes ; plusieurs (n) conducteurs associés avec chacune des réglons transparentes ; et un nombre, n'excédant pas (n), d'éléments photosensibles associés avec chaque région transparente, chacun des éléments photosensibles étant associé avec un conducteur différent afin que, quand la lumière passant à travers 10 l'une des régions transparentes à une intensité sensiblement différente de celle passant à travers les autres régions, un signal puisse être dérivé de l'un des conducteurs ou de plusieurs, l'agen cernent des éléments photosensibles étant tel que la combinaison des conducteurs à partir desquels les signaux peuvent être dérivés 15 dépend de la région transparente qui a été traversée par la lumière d'intensité sensiblement différente de celle passant à travers les autres régions, chaque région constituant une combinaison indi viduelle. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce que chaque conducteur est interrompu à l'emplacement d'une région transparente et chacun des éléments photosensibles est connec té afin de ponter une interruption dans un conducteur. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des conducteurs est associé 25 avec un élément photosensible à l'emplacement de chacune des régions transparentes et en ce qu'un élément photosensible différent choisi ou une combinaison de plusieurs éléments photosensibles est rendue inopérante. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en 30 ce que les conducteurs associés avec chacune des régions transparentes sont agencés par paires, et chaque élément photosensible est agencé pour interconnecter deux conducteurs formant une paire. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérise e:\ ce qu'un autre conducteur est associé avec chaque région tran^pr - 35 rente, les éléments photosensibles étant chacun agencé pour connec ter un conducteur différent à cet autre conducteur. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs associés à chacune des réglons transparentes sont connectés à une couche conductrice commune par les élé- 40 ments photosensibles. BAD OR/Giiv,-^ 71 28089 n 2112194 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les conducteurs et les éléments photosensibles sont formés sur un substrat. 8 - Dispositif selon l'ensemble des revendications 6 5 et 7» caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de substrat constitué par un substrat transparent, une couche conductrice transparente déposée sur ce substrat, une couche isolante déposée sur cette couche conductrice, des éléments photosensibles insérés dans des ouvertures dans la couche isolante et des bandes conductri-10 ces déposées sur le dessus de la couche isolante afin de dériver des éléments photoconducteurs choisis. 9 - Dispositif selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de substrat constitué par un substrat transparent, un premier conducteur déposé 15 sur ce substrat et plusieurs conducteurs déposés également sur ce substrat, le premier conducteur étant agencé pour passer sous les conducteurs, et étant séparé de chacun des conducteurs soit par un élément photosensible, soit par un élément isolant, ce premier conducteur étant transparent au moins dans les régions où il est 20 recouvert par un élément photosensible.