Brevet FR2476876A1 — publié le 19810828

La présente invention concerne les tablettes graphiques à nappes de fils utilisables notamment dans des systèmes de téléécriture. Elle concerne également des appareils comportant des surfaces communes d'écriture et d'affichage, c'est à dire de visualisation d'écriture. Une technique connue d'écriture directe sur écran est celle du photostyle (en anglais: light-pen). Elle est fondée sur l'utilisation d'un tube cathodique et est donc inutilisable dans le cas d'un écran plat de type matriciel (cristaux liquides, plasmas, poudres électrolumi- nescente, etc.). La technique des photostyles est fondée sur la détec- tion synchrone par une photodiode du faisceau d'électrons balayant le tube cathodique. Par construction, le système ne permet d'acquérir qu'une position du photostyle toutes les demi-images, ce qui empêche toute détection fine d'un mouvement rapide et donc impose une vitesse d'écriture très lente. Par exemple, le système ne peut servir à l'acqui- sition fine d'une signature. Les tablettes graphiques à fils sont connues. Une tablette graphi- que à fils comprend une plaque non conductrice comportant deux nappes de fils perpendiculaires entre elles, les fils étant tous isolés les uns des autres. Les fils d'une nappe sont séquentiellement parcourus par un courant électrique, puis les fils de l'autre nappe, et ainsi de suite. Une sorte de stylo ou crayon à bille permet d'écrire ou de des- siner sur une feuille de papier recouvrant la plaque non conductrice. Le stylo comporte des moyens sensibles au champ électrique créé par les courants passant dans les fils et délivre un signal de sortie à partir duquel les coordonnées de l'extrémité du stylo sont déduites. Le signal ainsi recueilli sert-ensuite à afficher par exemple sur un écran de tube cathodique l'écriture ou le dessin exécutés sur la tablette graphi- que. La tablette peut ainsi servir à acquérir en temps réel un dessin ou une écriture, à numériser le signal et à faire parvenir les informa- tions à un appareil de visualisation affichant le dessin ou l'écriture sur un écran, par exemple un écran de tube cathodique. Ce système de téléécriture présente l'inconvénient majeur d'avoir une surface d'écriture dissociée de la surface d'affichage ou de visua- lisation. Un objet de l'invention consiste à prévoir une tablette graphi- que à fils qui soit transparente et non nécessairement plane afin de pouvoir faire coïncider la surface d'écriture avec la surface d'afficha- ge. 2 2476876 Des expériences ont montré qu'il existait des couplages entre le tube écran et le stylo de la tablette. Pour obvier à cet inconvénient, qui rend les dessins inutilisables, il convient, dans l'état actuel de la technique, d'éloigner écran et stylo de l'ordre de un mètre. Un autre objet de la présente-invention consiste à prévoir des moyens permettant de superposer une tablette graphique transparente à fils sur un écran de tube cathodique. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu une tablette graphique à fils dont la plaque non conductrice est transparen- te et dont, de plus, les nappes de fils perpendiculaires entre elles sont constituées de conducteurs électriques transparents ou de fils conducteurs fins, ce qui les rend pratiquement invisibles. Suivant une autre caractéristique, la plaque non conductrice supportant les nappes de fils est non plane. Suivant une autre caractéristique, la plaque non conductrice constitue une support déformable. Suivant une autre caractéristique, quand la tablette d'écriture à fils est appliquée sur un écran de tube cathodique, le courant électri- que parcourant les nappes de fils étant un courant basse fréquence, l'écran du tube cathodique est recouvert d'une couche transparente métallique reliée à la masse. Suivant une autre caractéristique, quand la tablette graphique à fils est appliquée sur un écran de tube cathodique, le courant électri- que parcourant les nappes de fils à haute fréquence, par exemple de l'ordre de 10 MHz. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la descrip- tion suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'un appareil d'écriture et d'affichage suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe d'une tablette transparente sui- vant l'invention, la Fig. 3 est une vue en coupe d'une variante de la tablette de la Fig. 2, appliquée sur un écran de tube cathodique, et la Fig. 4 est une vue d'une tablette entourée d'un cadre. A la Fig. 1, on a représenté un appareil à tube cathodique 1 fonctionnant comme un récepteur de télévision, sur l'écran duquel est 3 2476876 appliqué une tablette graphique transparente 2. Le stylo 3 associé à la tablette est relié à un circuit émission, lui-même relié à un circuit réception qui alimente le récepteur de l'appareil 1. Il faut noter que, dans les conditions d'utilisation de l'inven- tion, l'usage d'un stylo laissant une trace écrite n'est pas obligatoire. Un style, au sens original du terme, suffit. Ce style peut même être une tige métallique gainée par un isolant et ayant un bout arrondi. Sur l'écran du tube cathodique, s'affiche le dessin exécuté par le stylot 3 sur la tablette 2. La transmission du stylo à l'appareil étant instantanée, l'opérateur a l'impression d'écrire directement sur l'écran du tube, visible à travers la tablette. Par ailleurs, si le récepteur de l'appareil est également susceptible de recevoir des si- gnaux provenant d'autres tablettes, l'opérateur peut directement parti- ciper à une conférence. Sur la coupe de la Fig. 2, on a montré un voile 4 avec, d'un côté, des conducteurs horizontaux 5 et, de l'autre côté, des conduc- teurs verticaux, tels que 6. Le matériau du voile 4 est transparent, isolant, mais perméable au rayonnement électromagnétique. Parmi les matériaux susceptibles d'être utilisés pour constituer le voile 4, on peut citer le verre. Les conducteurs 5 et 6 sont des bandes conductrices, de résistan- ce négligeable et transparentes. Pour obtenir ces bandes conductrices, plusieurs techniques sont connues, telles que, par exemple: - une pulvérisation cathodique d'une couche conductrice transpa- rente d'un mélange d'oxydes d'étain et d'indium (ou en anglais: Indium Tin Oxide - ITO), - une utilisation du procédé PYROSOL, mis au point au Commissa- riat à l'Energie Atomique, appliqué aux revêtements transparents conducteurs, - une fabrication de films conducteurs et transparents d'oxyde d'indium, suivant une technique décrite dans la revue technique américaine "Journal of Vacuum Science Technology", Vol. 12, NI 1, janvier 1975, - des dépôts sur verre Triplex de SnO2, dopé au fluor, suivant une technique développée par la Société Saint-Gobain, - des dép8ts d'In 202 sur du verre, suivant une technique dévelop- pée par la Société Protis. Il est également possible de remplacer les dépôts conducteurs par des fils, par exemple métalliques,. de résistance négligeable et très fins, par exemple de quelques centièmes de mm. Ces fils peuvent être soit collés sur un substrat transparent, soit noyés dans celui-ci. La finesse de ces fils les rend quasiment invisibles, d'o la transparence de la tablette à fils. Il est clair qu'à partir du moment o l'on sait déposer des con- ducteurs ou coller des fils des nappes de la partie active d'une tablet- te à fils, on peut facilement réaliser ces nappes sur des surfaces non planes. De même, la partie active de la tablette à fils peut être réali- sée sur un support déformable. Dans ce cas, le substrat non conducteur, transparent et perméable aux champs électromagnétiques doit être défor- mable. Les coefficients d'élasticité respectifs du substrat et du maté- riau des nappes de conducteurs doivent être choisis de manière que la déformation du substrat n'entraîne pas de cassure des conducteurs. Dans l'exemple montré à la Fig. 2, le courant électrique passant dans les conducteurs 5 et 6 est un courant à très haute fréquence de l'ordre de 10 MHz. Dans la demande de brevet français 77 39395, il est décrit une tablette graphique à fils dont les nappes sont parcourues par du courant à une fréquence de l'ordre d'une dizaine de mégahertz, la fréquence d'exploration des fils des nappes étant de l'ordre d'une centaine de kilohertz. Indépendamment des avantages déjà obtenus en utilisant cette tablette à courant haute fréquence, il a été constaté que, si on applique une telle tablette sur l'écran d'un téléviseur qui reçoit les signaux recueillis par le crayon de la tablette, les pertur- bations mentionnées plus haut n'existent plus, c'est à dire que le spot lumineux de l'écran suit la position du crayon sur la tablette. Sur la coupe de la Fig. 3, on retrouve le voile 4, portant ses nappes de conducteurs 5 et 6, placé contre l'avant de la paroi frontale 7 du tube du téléviseur. Entre le voile 4 et la surface de la paroi 7, est prévue une couche très mince 8 en matériau non magnétique qui peut être un métal ou un oxyde métallique conducteur comparable au matériau utilisé pour la réalisation des bandes conductrices, l'épais- seur du film 8 étant suffisamment faible pour qu'il paraisse transpa- rent. Le film 8, qui constitue une surface métallique continue est électriquement relié à la masse. Dans cette variante, on peut utiliser du courant à fréquence faible dans les nappes de la tablette. En effet, le film 8 constitue un écran découplant le courant de la tablette du faisceau d'électrons du tube. Dans les exemples précédents, on a prévu entre les deux nappes de conducteurs 5 et 6, un voile 4. Toutefois, comme ce voile remplit deux fonctions, à savoir former un support matériel pour les nappes et les isoler, il apparaît que, si on utilise des fils émaillés, on peut se dispenser du voile comme support et utiliser directement la face avant du tube du téléviseur pour soutenir les fils. Les fils peu- vent être rendus solidaires de la face du tube par collage avec de la colle transparente. Le positionnement des fils sur le tube peut être amélioré en prévoyant des sillons définissant latéralement leurs positions. Dans les exemples précédents, on a utilisé comme dispositif d'af- fichage un écran de tube cathodique. Il doit être bien entendu que les tablettes graphiques transparentes à fils suivant l'invention peuvent également être appliquées sur d'autres dispositifs d'affichage. Il faut bien entendu relier les extrémités des fils constituant les nappes aux sources de courant pour effectuer l'exploration de la surface d'écriture, par exemple comme il est décrit dans le brevet français 77 39395. A cet effet, on prévoit autour de la surface d'écri- ture de la tablette, un cadre en matière isolante dans lequel chaque extrémité de fil de nappe est reliée à un commutateur électronique monté sur le cadre, ou bien à une borne de connexion porté par le cadre. Les courants d'alimentation et de commande étant en grand nom- bre, il est avantageux, pour réduire le nombre des connexions, de pré- voir des décodeurs d'adresse directement montés sur le cadre, à proximi- té des commutateurs. La Fig. 4 montre une tablette munie d'un cadre 9 qui enserre le tube écran. Sur la tablette, les nappes de fils sont montées de manière à corriger l'erreur de parallaxe due au tube. Chaque extrémité de fil est prolongée sur le cadre 9 jusqu'à un commutateur 10, qui dans l'exemple décrit peut satisfaire 70 connexions. Pour faciliter la réalisation, on peut prévoir plusieurs connecteurs, au lieu d'un seul. REVENDICATIONS 1) Tablette graphique à fils pour système de téléécriture dont la plaque non conductrice est transparente caractérisée en ce que, de plus, les nappes de fils perpendiculaires entre elles sont constituées de conducteurs électriques transparents ou de fils conducteurs fins, ce qui les rend pratiquement invisibles. 2) Tablette graphique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque non conductrice supportant les nappes de fils est non plane, par exemple pour épouser la forme de la surface de visualisation. 33 Tablette graphique suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sée en ce que la plaque non conductrice constitue une support déforma- ble. 4) Tablette graphique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, quand elle est appliquée sur un écran de tube cathodique, le courant électrique parcourant les nappes de fils étant un courant basse fréquence, l'écran du tube cathodique est recouvert d'une couche transparente conductrice non magnétique. ) Tablette graphique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, quand elle est appliquée sur un écran de tube cathodique, le courant électrique parcourant les nappes de fils à haute fréquence, par exemple de l'ordre de 10 MHz. 6) Tablette graphique suivant la revendication 4 ou 5, caractéri- sée en ce qu'un cadre, qui immobilise la tablette sur l'écran, contient les connexions des fils et éventuellement des commutateurs et des déco- deurs logiques de commande de ces derniers.