Brevet FR2475772A1 — publié le 19810814

L'invention concerne les jeux électroniques et a trait notamment à un affichage pour jeux électroniques dans lequel l'habileté du joueur peut être contr8lé et des points marqués en fonction de son accomplissement des tâches imposées, dont le programme est stocké dans un microprocesseur. Grâce à la mise au point d'un microprocesseur sous forme de plaquettes, il est maintenant possible de réaliser des jeux extrêmement sophistiqués qui peuvent être joués à l'aide d'un dispositif tenu à la main. De tels jeux mettent typiquement à l'épreuve l'habileté de l'opérateur à surmonter un certain nombre de problèmes ou d'obstacles préprogrammés et stockés dans le dispositif. Typiques de ces jeux sont ceux décrits dans la revue "Electro- nics Magazine" du 4 mars, 1979, p. 44. De tels jeux comprennent normalement un affichage visuel constitué en général de cristaux liquides, de diodes électroluminescentes (LED) ou analogues. Des affichages visuels pour dispo- sitifs électroniques sont bien entendu,, bien connus et sont illustrés par le type d'affichages à sept segments qui est largement utilisé pour obtenir des caractères alphanumériquespar excitation ou activation de segments sé- lectionnés. En outre, on connait dans l'art antérieur l'utilisation de l'ac- tivationséquentielled'une série de sources lumineuses discrètes en position fixe pour simuler des mouvements, étant illustrés par l'affichage bien connu dans les marquises de théâtre ou les affichages animés que l'on trouve souvent dans les stades. Dans la plupart des cas un tel affichage est cons- titué d'une pluralité d'éléments identiques émetteurs de lumière tels que les lampes normales et incandescentes disposées selon une série de rangées et de colonnes qui s'entrecoupent pour réaliser une pluralité de carrés. ou sont disposés dans un emballage dit hexagonal, au quel cas les rangées de lampes sont disposées pour s'entrecroiser sous des angles d'environ 1800 de manière régulière. De tels affichages, caractérisés en ce qu'ils ne compren- nent plus une pluralité mais une seule forme d'émetteurs lumineux, ont été miniaturisés et équipent maintenant des jeux électroniques tenus à la main pour lesquels les émetteurs lumineux sont ceux pouvant être excités par des sources d'énergie relativement faible. Toutefois, de tels affichagesne per- mettent pas facilement de représenter plusieurs objets différents sans recours à un grand nombre de sources lumineuses. La présente invention a donc pour but de réaliser un nouvel affichage comprenant des pluralités de deux éléments d'affichage différents pour per- mettre d'augmenter les possibilités des représentations pouvant être visua- lisées sans accroître indûment le nombre d'émetteurs lumineux devant être activés. A cette fin, la présente invention a pour objet un affichage pour jeux électroniques tenus à la main comprenant des moyens définissant une plura- lité de traits disposés pour former un réseau régulier de segments et une pluralité de points positionnés chacun dans une des zones délimitée -par les traits. L'affichage comprend en outre des moyens d'excitation des traits et des points ainsi délimités. Ces objets et d'autres de la présente invention seront évidents ou ressortiront de la description qui suit. L'invention concerne par conséquent l'appareil dont la réalisation, la combinaison et la disposition des divers éléments sont données uniquement à titre illustratif, la portée de la protection recherchée étant indiquée dans les revendications annexées. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels-: - la figure I estune vueen perspective de l'extérieur d'un jeux tenu à la main comprenant un affichage réalisé conformément au principe de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un module d'affichage, avec arrachement, de la présente invention; - la figure 3 représente une partie du module de la figure 2, le diffu- seur de recouvrement étant écarté - la figure 4 représente, en coupe transversale, un élément de trait de la figure 2 suivant la ligne 4-4 de la figure 2 - la figure 5 représente, en coupe transversale, un élément point du module suivant la ligne 5-5 de la figure 2; - la figure 6 est une vue schématique, partiellement en bloc, d'un cir- cuit permettant d'exciter de manière sélective les éléments traits et points du module des figures 2 et 3 selon un programme prédéterminé; - la figure 7 est un diagramme de fonctionnement d'un programme simpli- fié permettant d'éclairer de manière sélective les éléments du module des figures 2 et 3 lors d'une partie; et - la figure 8 est un schéma simplifié représentant les éléments du mo- dule des figures 2 et 3 activés de manière séquentielle par le pro- gramme de la figure 7. En se référant à la figure 1, on y voit une vue en perspective d'un jeu tenu à la main 20 qui comprend un module d'affichage 22 recouvert par un écran diffuseur ou filtre, qui transmet de préférence de la lumière d'une seule couleur. Le jeu peut comprendre également un haut-parleur 24 permet- tant d'émettre des effets audibles associés au déroulement du jeu sur le module d'affichage. De préférence, on prévoit un certain nombre de boutons à commande manuelle, tels qu'un bouton marche-arrêt 26, dont l'actionnement permet de commander le jeu en le reliant à une source de courant, de préfé- rence une pile interne. Un second bouton 28 permet de commander l'électroni- que du dispositif pour choisir un parmi plusieurs jeux différents. Ce qui est plus important, on prévoit, à des fins de manipulation de la représen- tation formée par des portions éclairées du module d'affichage 22, quatre boutons 30, 32, 34 et 36 dont chacun permet de couper l'éclairage d'un élé- ment sélectionné de l'affichage,etde rétablir l'éclairage d'un élément voisin suivant selon une direction orthogonale correspondante sélectionnée, simulant ainsi ou donnant l'impression d'un mouvement de lumière dans le sens orthogonal représenté par le bouton particulier manipulé. Il est évi- dent qu'un seul élément de commande peut remplacer les quatre boutons. Par exemple, on peut faire appel à un seul élément qui provoque le mouvement apparent de la lumière sur le module d'affichage suivant un sens correspon- dant à l'une quelconque de plusieurs directions dans lesquelles le seul élé- ment de commande est manoeuvré, sensiblement parallèlement à la surface du jeu. Comme on l'a déjà mentionné, la nouveauté principale de la présente invention réside dans la réalisation du module 22 représentée sur les figures 2 et 3. Comme on le voit sur la figure 2, le module 22 comprend un bloc 38 de matière opaque à la lumière qui est de préférence électriquement isolante. Ainsi, une matière préférée constitutive du bloc 38estla matière plastique ABS 'ceargée de dioxide de titane afin d'assurer également, de préférence, un pouvoir réflecteur élevé. Un écran ou diffuseur 42, monté sur une surface supérieure du bloc 38, est constitué de préférence de Mylar, d'une épaisseur de 0,254, qui laisse passer une lumière rouge rubis, pouvant être soit trans- parente soit translucide. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, le bloc 38 comprend une série d'éléments d'affichage sous forme de perforations traversant le bloc depuis la surface supérieure 40 à la surface inférieure. L'écran 42, comme on le voit sur la figure 2, recouvre toutes les perforations. Les formes de ces perforations pratiquées dans la surface 40 du bloc 38 sont de deux types. Un type est constitué par un trait 44, c'est-à-dire un élément de-forme allongée, présentant une dimension allongée sensiblement plus grande que sa largeur. Selon le mode de réalisation préférée, l'élément 44 n'est symétrique que dans deux sens autour d'un axe longitudinal. L'autre type de perforations est un élément sous forme de points 46, c'est-à-dire un élément compact présentant une symétrie sensiblement radiale, par conséquent un cercle, polygone équilatéral o analogue, pour le distinguer du trait 44. Tous les traits 44 sont de préférence de la même taille, et tous les points 46 sont de préférence de la même taille, les points et les traits étant approximativement du même ordre de grandeur en ce qui concerne le diamètre du point et la largeur moyenne du trait. Les traits 44 sont disposés de façon à réaliser un certain nombre de rangées et de colonnes segmentées qui s'en- trecoupent, chaque rangée et chaque colonne étant constituée d'une série de traits séparés situés sur une ligne commune co-linéaire par rapport à leurs axes longitudinaux. Les traits et les colonnes de traits 44, comme on le voit sur le dessin, s'entrecoupent de préférence au niveau des intervalles entre les traits, formant ainsi un réseau régulier quadrilatéral segmenté 48. Il sera évident à l'homme du métier que le réseau 48 comprend un certain nombre d'affichages bien connus du type à sept segments. L'affichage repré- senté sur la figure 3 comprend en outre une pluralité de points 46, dont chacun est positionné de préférence sensiblement centralement dans une des zones quadrilatérales simples du réseau 48, zone délimitée par les rangées et colonnes de traits 44 qui s'entrecoupent. Dans l'exemple représenté, le réseau de %traits 44 délimite un ensemble de 5 x 3 de zones quadrilatérales élémentaires dans lesquelles sont disposés 15 points, le nombre total d'élé- ments d'affichage s'elevant donc à 53. Il va de soi que la forme particulière du réseau, et le nombre d'éléments représentés sur la figure 3, sont donnés uniquement à titre d'exemple et que l'on peut prévoir un nombre plus ou moins grand de traits 44 et de points 46 pour réaliser des réseaux plus ou moins grands délimitant des quadrilatères, dont les bords peuvent être renfermés par des traits ou non, en totalité ou en partie. En outre, on peut prévoir d'autres configurations de points. Par exemple, on peut utiliser un moindre nombre de points, certaines des zones quadrilatérales ne comprenant donc pas de points. Comme on le voit sur la figure 4, chaque perforation délimitant un trait 44 des figures 2 et 3est réalisée sous forme de perforation conique 49 dont la dimension la plus grande se situe au niveau de la surface supé- rieure 40 du bloc 38 à proximité de l'écran 42, la perforation est donc disposée sur une plaque à circuit imprimé 50 qui porte les conducteurs né- cessaires et la source lumineuse nécessaire 52, telle qu'une diode électro- luminescente ou analogue, cette dernière étant disposée à l'extrémité étroite de la perforation. L'élément 46 en forme de point représenté sur la figure 5 indique que la perforation représentant cet élément est réalisée dans le bloc 38 sous forme de perforation sensiblement cylindrique 56, dont la dimension en sec- tion droite ne varie pratiquement pas. Comme pour le cas de l'élément en forme de trait de la figure 4, une extrémité de la perforation 56 est fermée par un écran 42 tandis que, à l'autre extrémité de la perforation, est dis- posée une plaquette à circuit imprimé 50 portant un élément émetteur de lumière 54 qui pénètre dans la perforation. Il est évident que, si le bloc 38 est en une matière plastique chargée de dioxyde de titane, les surfaces intérieures des perforations 49 et 56 représentées sur les figures 4 et 5, seront blanches et extrêmement réfléchissantes, de sorte que les perforations servent essentiellement de tuyaux transmettant dans le bloc 38 de la lumière destinée à l'éclairage de l'écran 42 et à établir les formes désirées de traits 44 ou de points 46, suivant le cas. Comme le montre la figure 6, des moyens sont de préférence prévus per- mettant d'exciter ou d'éclairer de manière sélective les formes en trait et point ou éléments44 et 45 du réseau 48, représentées sur les figures 2 et 3. A cette fin, comme on le voit sur la figure 6, on prévoit une pluralité de sources lumineuses 60 dont le nombre correspond à la pluralité d'éléments en traits et points du réseau 48 du module d'affichage 22, Par conséquent, on trouve 53 diodes électroluminescentes disposées selon une matrice connue 62, dans laquelle chacune peut être excitée de manière sélective par l'acti- vation d'une paire sélectionnée de conducteurs électriques conduisant dans la matrice. Un groupe de sept lignes, dont six sont reliées aux cathodes des diodes d'entrée tandis que la septième ligne est relié aux cathodes des cinq diodes, est attaqué par un circuit asynchrone 62, tel qu'un ensemble de transistors Darlington de type ULN2004A, cet ensemble étant monté sur une plaquette monolithique, à haute tension et à courant élevé commercialisé par la société dite Texas Instruments, Incorporated, Dallas, Texas ou Sprague Electric Co., et qui est décrit dans un mémoire de la Sprague Electric Co intitulé "Séries ULN-2000A Darlington Transistor Arrays-Description and Application". Huit lignes de connexion pénètrent dans la matrice 62 en vue de leur connexion respectivement aux anodes des diodes, quatre de ces lignes étant les sorties d'un premier MOS à quatre segments reliés à la micropla- quette 64 d'attaque des anodes des diodes, tel que le circuit SN75491 com- mercialisé par la société dite Motorola Company Texas Instruments, Incorporated, et National Semiconductor, et est décrit aux pages 43-47 de l'ouvrage The Display Driver Data Book for Design Engineers, 1977, Texas Instruments. Les quatre autres lignes proviennent des sorties d'une micro- plaquette 66 portant un circuit analogue SN75491. Comme micro-ordinateur 68 sur une seule microplaquette, le circuit de la figure 7 comprend une unité TMS 1400 NLL qui est un micro-ordinateur comprenant une mémoire morte à 4096 mots, une mémoire à accès direct à 12 mots et une unité logique arithmétique à 4 bits, l'ensemble sur une seule microplaquette semi-conductrice. Ces microplaquettes de micro-ordinateurs TMS 1400 sont commercialisées par la société dite Texas Instruments, Incorporated et sont décrites-dans le bulletin de Texas Instruments, Incorporated publié le 19 septembre 1979. Les canaux de sortie R, R0 à R7, de la microplaquette 68 sont connectés respectivement à des entrées corres- pondantes des microplaquettes 64 et 66 qui servent à commander les anodes des diodes électroluminescentes de la matrice 62. Les canaux de sortie 0, 00 à 06, des microplaquettes 68 sont connectés en tant qu'entréesde la micro- plaquette 62 afin de commander les cathodes des diodes électroluminescentes de la matrice 62. Pour contr8ler le fonctionnement de la microplaquette 68, une matrice de commutation est prévue comprenant tous les six boutons de commande re- présentés notamment sur la figure 1. A cette fin, la borne de sortie R9 de la microplaquette 68 est reliée à un c8té des boutons de commutation 30, 36 et 34 tandis que la borne de sortie R10 est connectée à un c8té des boutons de commutation 28, 26 et 32. La borne d'entrée K1 de la microplaquette 68 est reliée à l'autre côté des boutons de commutation 32 et 34. La borne d'entrée K2 de la microplaquette 68 est reliée à l'autre côté des boutons de commutation 26 et 36. Enfin, la borne d'entrée K3 de la microplaquette 68 est reliée à l'autre côté des boutons de commutation 28 et 30. En tant que source de courant interne, une pile 70 est connectée entre les bornes d'en- trée VDD et VSS de la microplaquette 68. Enfin, des moyens sont prévus pour contrôler la synchronisation des microplaquettes 68 et, à cette fin, une résistance 72 et un condensateur 74 sont connectés respectivement aux bornes opposées de la pile 70, les autres côtés des éléments 72 et 74 étant reliés entre eux et en commun aux bornes d'entrée OSCI et OSC2 de la microplaquette 68. Ce circuit de synchronisation réalisé par la résistance 72 et le conden- sateur 74 constitue un controle à filtre RC qui attaque l'oscillateur in- terne de la microplaquette 68, comme cela est décrit dans les documents cités. Comme on le voit sur la figure 7, une microplaque microprocesseur 68 peut 8tre aisément programmée pour permettre de jouer un jeu qui est typique des jeux assez complexes que l'on peut jouer sur le module d'affichage con- forme à l'invention, avec un nombre modéré d'éléments d'affichage. On peut supposer que le bouton 28 a été enfoncé un certain nombre de fois pour obte- nir le jeu programmé selon l'organigramme représenté sur la figure 7. Celui- ci représente, sous forme simplifiée, un jeu de labyrinthe visible o il faut déplacer un "ballon" à travers une série d'obstruction le plus rapidement possible. Les boutons de commande de direction servent à déplacer un seul "ballon" représenté par un point éclairé à travers un labyrinthe représenté par un nombre sélectionné de traits éclairés pour le mettre dans le but. Ce dernier est représenté par trois traits éclairés constituant les trois cotés d'un quadrilatère, le côté central étant un trait marginal disposé à l'ex- trémité supérieure ou à l'extrémité inférieure du module d'affichage. Ainsi par exemple, comme on le voit sur la figure 8, le point éclairé représenté en 46A est la position de départ du "ballon", le but 76 étant représenté par trois traits 44A, 44B et 44C, et le labyrinthe étd treprésenté par les traits éclairés 44D à 44J inclusivement. Comme on le voit sur la figure 7, dès que le jeu a été sélectionné, la position du but 76 est sélectionnée par le microprocesseur 68 dans sa mé- moire à accès direct qui stocke les six positions possibles du but. La po- sition du ballon est ensuite sélectionnée dans la mémoire à accès direct parmi les trois positions possibles du ballon situé à l'autre extrémité du - module d'affichage par rapport à la position du but. Enfin, les traits du labyrinthe sont sélectionnés de manière aléatoire, par exemple, dix struc- tures de labyrinthe différentes stockées dans la mémoire à accès direct 68. Ensuite le programme, par suite de l'ordre de sélectionner le jeu de laby- rinthe et les éléments associés, commande l'éclairage, comme on le voit sur la figure 8, du but 76, du ballon 46A et du labyrinthe délimité par les traits 44D à J inclusivement. Ces sélections effectuées par la micropla- quette 68 activent,bien entendu, les microplaquettes d'attaque 64, 68 et 62 pour commander les sources lumineuses sélectionnées assurées par les diodes électroluminescentes 60. La direction du "mouvement" du ballon 46A dans le labyrinthe est dictée uniquement en fonction des touches de direction en- foncées sur le panneau de commande frontal, voir la figure 1. Si l'on appuie sur le bouton 36, il en résulte que le ballon en position 46A s'éteint et que le ballon voisin, dans le sens allant vers le haut, s'allume, si la lo- gique du programme le permet. De même, la manipulation du bouton 32 a pour effet de "déplacer" le ballon un pas vers le bas sur le module d'affichage tandis que la manipulation des boutons 30 et 34 respectivement a pour effet de "déplacer" le ballon soit une place vers la gauche ou une place vers la droite. Ainsi, un seul point 46 est allumé sur l'écran à un moment donné. Le mouvement apparent des points, matérialisés par le ballon 46A, suivant la logique de l'organigramme de la figure 7, est empêché non seulement par les limites physiques du module d'affichage 22, mais aussi par chacun des traits horizontaux 44D à J inclusivement qui ont été sélectionnés pour constituer le labyrinthe. Lorsque; grâce à une manipulation appropriée des boutons 30, 32, 34 et 36, le. ballon se trouve enfin dans le but 76, il est préférable qu'un signal sonore, indiquant ce succès, soit produit et émis par le haut-parleur 24. Ensuite, pendant une durée prédéterminée, le labyrinthe est effacé de l'affichage et à sa place, sous forme d'affichage à sept segments, le nombre total d'unités de temps écoulé entre la matérialisation initiale du labyrinthe et "l'entrée" du ballon 46A dans le but 76, est affiché sur l'écran en guise de score. Après l'affichage du score, la logique de la fi- gure 7, produisant son effet par le circuit de la figure 6, efface ou éteint l'affichage et recommence le jeu de labyrinthe pour que le même ou un autre joueur puisse s'attaquer à nouveau à un autre labyrinthe sélectionné selon l'organigramme de la figure 7. Bien entendu, un nombre important d'autres jeux plus complexes peut être joué sur le même dispositif représenté sur la figure 1, les possibilités offertes par le jeu tenu à la main étant dans une grande mesure dues à la forme unique du module d'affichage 22. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être portées au dispositif décrit et représenté sans pour autant sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend, en combi- naison, des moyens délimitant la pluralité des traits (44) disposés de façon à constituer un réseau régulier de segments (48), et une pluralité de points (46) dont chacunest disposé dans une des zones dudit réseau, et des moyens d'excitation des traits et des points. 2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (60) permettant d'exciter de manière sé- lective un ou plusieurs des traits (44) et des points (46). 3. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens délimitant la pluralité de traits (44) et de points (46) comprend un bloc (38) d'une matière sensiblement opaque comprenant au moins une surface sensiblement plane (40) et une pluralité de perforations (49, 46) perçées dans ladite surface et s'étendant jusqu'au côté opposé du bloc, l'intersection des perforations et de la surface délimitant respectivement les traits et les points. 4. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière est une matière synthétique chargée d'un pigment réfléchis- sant. 5. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les perforations (49, 46) qui coupent la surface (40) pour former les traits (44) sont de forme conique, l'extrémité la plus large de la perfora- tion (49) se situant au niveau de la surface (40), les perforations (46) qui coupent la surface (40) pour former les points (46) étant sensiblement cylin- driques. 6. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un écran de transmission de la lumière (22), propre à transmettre une cou- leur prédéterminée,est disposé sur ladite surface. 7. Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'excitation comprennent des sources lumineuses (54) pouvant être commandées séparément, dont chacune est disposée dans une perforation correspondante. 8. Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les sources lumineuses (54) sont des diodes électroluminescentes. Il 9. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau (48) est quadrilatéral. 10. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points (46) sont positionnés chacun sensiblement centralement dans une zone correspondante du réseau (48).