Brevet FR2327592A1 — publié le 19770506

L'invention concerne les systèmes de commande de fonctions par application ou pression d'un doigt sur une touche. Les systèmes connus répondant à cet usage comprennent principalement des boutons-poussoirs qu'on enfonce ou bascule par une pression du doigt et dont le mouvement déplace des pièces de contact électrique qui établissent, interrompent ou inversent les circuits de commande de la fonction choisie. Les pièces de contact peuvent etre remplacées par des pièces magnétiques que la pression du doigt déplace devant un semi-conduc- teur à effet Hall ou par des semi-conducteurs sensibles à la pression (piézo-transistors). Les inconvénients de ces systèmes, utilisant des pièces mobiles, sont - temps relativement long exigé pour leur manoeuvre, - usure des pièces mécaniques et des pièces de contact electri que en mouvement, - contactes multiples intempestifs produits par les rebonds dus à l'élasticité des pièces de contact, - sensibilité de toutes les pièces mobiles aux accélérations éventuellement imposées à l'appareil utilisateur, - étanchéité compliquée à réaliser, - petites étincelles produites par les contacts rendant diffici le à établir la securité intrinsèque de l'appareil. On connait par ailleurs des systèmes entièrement statiques, sans aucune pièce en mouvement, exempts par conséquent des défauts signalés ci-dessus, utilisant divers principes physiques en électroniques, tels que : variation de capacité par approche d'un doigt provoquant le déréglage d'un circuit oscillant à haute fréquence déplacement d'électrons dans des électrets (condensateurs à charge permanente) ; effet d'antenne sur la grille d'un transistor à effet de champ (F.E.T.) ; conductibilité électrique de la peau entre deux électrodes, etc... Les inconvénients correspondants sont respectivement : rayonnement électromagnétique extérieur qui peut être gênant ; difficulté du réglage et de la consertation de ce réglage; encombrement et prix prohibitifs ; emploi de gants impossible; fonctionnement défectueux en présence deau (ruissellement ou immersion). Le principe de la touche de commande objet de la présente in vention, consiste à utiliser l'opacité de l'extrémité du doigt , ganté ou non, pour interrompre un faisceau lumineux entre une lampe émettrice de lumière, telle que ; lampe à filament incandescent, lampe à décharge dans un gaz, diode émettrice de lumière (L.E.D.), soit directement, soit par l'intermédiaire de fibres optiques ou d1un dioptre quelconque et un élément sensible la lumière (par exemple : photo-diode, photo-transistor ou moyen équivalent). La variation obtenue du courant dans l'élément sensible, convenablement amplifiée et traitée, produit l'établissement de la fonction choisie. La touche de commande comprend principalement : une zone émettrice de lumière constituée par une pastille, plaquette ou bande en matériau transparent ou translucide dans laquelle est logée la source de lumière, encastrée dans un corps en matériau opaque, une zone réceptrice constituée par une deuxième pastille, plaquette ou bande, en matériau transparent ou translucide dans laquelle est logé l'élément photo sensible, encastrée également dans le corps opaque à quelque distance de la précédente, la communication optique entre les deux zones étant réalisée par un logement usiné dans le corps opaque avec une largeur et une forme convenables pour, d'une part, pénétrer dans les deux pastilles transparentes et, d'autre part, permettre l'application de l'extrémité d'un doigt pour obturer le faisceau lumineux. Accessoirement, le fond du logement constituant la touche proprement dite, est muni d'une plaquette ou rondelle disposée de telle sorte qu'elle reçoive une partie du faisceau lumineux de la source pour illuminer les indications imprimées ou gravées que por- te la dite plaquette pour signaler la fonction réalisée par la tou chue. Selon une réalisation de l'invention décrite ci-après à titre d'exemple et représentée par la Planche unique (Fig.l : vue en coupe - Fig.2 : élévation face avant ) sur laquelle on voit, en , le corps constitué par une plaque opaque, en "2" une pastille cylindrique en matériau transparent du genre plexiglas, encastrée à l'arrière de la plaque "1" et ne débouchant pas sur la face avant, la dite pastille étant percée d'un trou "3" dans lequel est introduite la lampe source de lumière "4" (par exemple à incandescence de très petit diamètre), en "5" une deuxième pastille -transparente, encastrée à l'arrière sans déboucher sur la face avant de la plaque "1", la dite pastille "5" étant percée d'un logement "6" de forme convenable pour recevoir le photo-élément"7" (par exemple photo-transistor ou photo-diode), en "8" la touche proprement dite, constituée par un fraisage cylindrique à fond plat, pratiqué dans la face avant du corps "1", d'un diamètre tel que sa surface cylindrique s'approche des logements "3" et "6" et tel que la pointe d'un doigt pénètre suffisamment pour intercepter le faisceau lumi neux qui traverse le dit fraisage entre la lampe "4" et le photo CI-ent "7", l'introduction du doigt dans la touche "8" étant fa cilitée par un zha > -rein "9" pratiqué à l'entrée du fraisage dans la face avant. Enfin, une rondelle mince "10", sur laquelle est gravée la fonction, est placée au fond du fraisage "8". Les divers éléments ci-dessus sont assemblés par emmanchement dur ou au moyen d'une colle transparente. Une m & e plaque opaque peut emporter plusieurs touches voi- sines. En particulier, deux touches et deux photo-éléments peuvent entre placés de part et d'autre d'une même source de lumière. Plusieurs touches peuvent également recevoir une seule source de lumière par l'intermédiaire de fibres optiques ou de dioptres (prismes, miroirs, etc.0.). La variation importante du courant délivré par le photo-élément lorsqu'on applique le doigt sur la touche, permet de déterminer parfaitement la commande de la fonction choisie. La touche de commande selon l'invention a un fonctionnement entièrement statique, sans pièces en mouvement, elle n'apporte aucune gêne extérieure et n'est nullement influencée par la lumière ambiante, par les rayonnements électro-magnétiques, par l'eau douce ou salée (ruissellement ou immersion). Elle est entièrement étanche et assure la sécurité intrinsèque de l'appareil qui l'uti- lise. La touche de commande selon l'invention est utilisable en particulier pour la sélection des liaisons téléphoniques ou ra diotéléphoniques dans toutes les application des télécommunica- tions. REVENDICATIONS 1 - Touche de commande de fonction par interposition d'un doigt ou d'un objet de petite section entre une lampe émettrice de lumière et un récepteur photo-sensible, caractérisée par le fait que ces deux éléments (émetteur et récepteur) sont contenus dans des logements ou trous adéquats pratiqués dans deux douilles, pastilles ou plaquettes en matériau transparent ou translucide, les dites douilles, pastilles ou plaquettes étant introduites et fixées par collage ou emmanchement dans deux alvéoles borgnes pratiqués à partir de la face arrière dans une plaque ou un bloc en matériau opaque, la communication lumineuse entre les deux dites douilles, pastilles ou plaquettes contenant l'émetteur et le récepteur de lu mièvres étant obtenue par l'usinage, par exemple fraisage d'un troisième alvéole borgne à partir de la face avant de la dite plaque ou du dit bloc opaque, de telle sorte que la surface extérieure de ce troisième alvéole pénètre dans le matériau transparent ou translucide des dites douilles, pastilles ou plaquettes jusqutà proximité des dits logements ou trous contenant les éléments émetteur et récepteur de lumière, le dit troisième alvéole, qui constitue la touche de commande proprement dite, ayant en outre une forme et des dimensions adaptées à la forme et aux dimensions moyennes d'un doigt. 2 - Touche de commande de fonction par interposition d'un doigt entre un émetteur et un récepteur de lumière selon revendication 1, caractérisée par le fait qu'une plaquette ou rondelle mince, sur laquelle des indications définissant la fonction sont gravées ou imprimées, est placée et fixée au fond de l'alvéole constituant la touche de telle sorte que la dite plaquette ou rondelle recueille une partie du faisceau de l'émetteur de lumière. 3 - Touche de commande de fonction par interposition d'un doigt entre un émetteur et un récepteur de lumière selon revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que deux ou plusieurs touches de commande, chacune avec sa douille ou pastille contenant le récepteur photo-sensible, reçoivent la lumière d'une même source, soit directement, soit par l'intermédiaire de fibres optiques ou de dioptres tels que miroir ou prisme.