Brevet FR2494465A1 — publié le 19820521

Ordinateur de poche. La présente invention concerne un ordinateur de poche du type comportant un boîtier, des cartes lo- gées dans le boîtier et portant des circuits intégrés, un écran plat de visualisation sur la face supérieure du bottier, et des connexions comprenant des bus et un ou plusieurs connecteurs. Il existe déjà des ordinateurs de poche, c'est- à-dire des ordinateurs fonctionnant sur piles et ayant la taille d'un bloc-note ou d'un agenda. Ces ordinateurs peuvent facilement être tenus dans la main lors de leur utilisation, et sont souvent désignés par les initiales H.H.C. ("hand held computers"). De tels ordinateurs offrent les mêmes possibi- lités de programmation et de raccordement à des modules périphériques que les mini-ordinateurs ou "ordinateurs domestiques" existants, et y ajoutent les avantages ré- sultant de leur maniabilité et de leur autonomie. L'invention a pour but d'offrir un ordinateur de poche polyvalent, simple d'emploi, facile à entrete- nir et à fabriquer, et possédant un écran de visualisa- tion de grande surface. Ce but est atteint au moyen d'un ordinateur de poche du type défini en tête de la présente description, et dans lequel, conformminent à l'invention, le boîtier de l'ordinateur comporte un cadre périphérique qui con- tient l'ensemble des connexions et dans lequel lesdites cartes sont enfichées de façon amovible, et en ce que l'écran plat est monté sur le cadre, et est surmonté d'une plaque transparente qui porte une matrice de points ou zones sen- sibles au toucher et qui est également montée sur le ca- dre, l'écran et la plaque occupant la plus grande partie de la face supérieure du boîtier et étant reliés élec- triquement. aux autres circuits de l'ordinateur par con- tact avec le cadre sur lequel ils sont montés. -2494465 L'écran plat offre une surface de visualisa- tion maximale. Il s'étend pratiquement sur toute la fa- ce supérieure du boîtier. L'écran est du type matriciel, par exemple à cristaux liquides. Il peut être activé soit point par point en mode de programmation "graphique", soit par matrices de points en mode de programmation "caractères". La plaque transparente, par exemple en verre, contient sur toute sa surface une matrice de zones sen- sibles au toucher. Les contours des zones sont définis- sables par programmation ainsi que les libellés ou les dessins de caractères visualisés par l'écran en face des zones de la plaque transparente. On peut ainsi obtenir un 'clavier manuel" qui ne comporte qu'une seule touche mécanique:-la touche marche-arrêt, toutes les autres touches étant définies entièrement par programmation. Avantageusement, l'ordinateur de poche selon l'invention comporte un circuit de reconnaissance de phonèmes et un microphone. Le propriétaire de l'ordina- teur a ainsi la possibilité de créer un "clavier vocal" en enregistrant, pour chaque zone du "clavier manuel", un phonème de son choix. La reconnaissance ultérieure de ces phonèmes par l'ordinateur produit le même effet que le toucher des zones correspondantes du clavier manuel. Pour ce qui concerne les claviers, peuvent ainsi être entièrement programmes - l'emplacement et le contour des zones sensi- bles au toucher, i0 _- l'action (programmée)déclenchée par l'acti- vation de chaque zone, - la visualisation graphique de la significa- tion de ces zones, par exemple dessin des caractères ou polices de caractères pour différentes langues, libellés des lignes optionnelles proposées sous forme de menus, etc. - phonèmes dont la reconnaissance par l'ordi- nateur de poche aura même effet que le toucher de ces zones. L'ordinateur de poche selon l'invention peut être rendu inviolable en prévoyant plusieurs niveaux de secret permettant de protéger les informations et de rendre l'appareil totalement inutilisable sans l'accord de son propriétaire. Selon une particularité de l'ordinateur de po- che conforme à l'invention, les liaisons électriques en- tre le cadre et, respectivement, l'écran et la plaque transparente, sont réalisées par pression de bords de l'écran et de la plaque sur des surfaces de contact res- pectives du cadre. Cette pression est produite par exem- ple au moyen de vis de serrage. Selon une autre particularité, un des côtés du cadre comprend un bras mobile par rapport aux autres cô- tés pour permettre, en position ouverte, d'accéder aux cartes enfichées dans le cadre. Ce bras mobile, par exem- ple pivotant, ne comporte pas de bus ou de connecteurs. Toutefois, ce bras est avantageusement creux et contient des accumulateurs rechargeables accessibles lorsque le bras est en positiion ouverte. Ces accumulateurs forment une source d'appoint pour des micropiles prévues sur une carte d'alimentation enfichée dans le boîtier. Selon encore une autre particularité, le boî- tier est muni sur sa face inférieure d'une grille permet- tant le passage d'air de ventilation et de sons produits par un microémetteur monté sur une des cartes enfichées dans le boîtier. On obtient donc en définitive un ordinateur de poche de structure très simple: - un cadre périphérique dont trois côtés con- tiennent toutes les liaisons électriques et les connec- teurs (ce qui évite la présence de circuits imprimés), le quatrième côté comprenant un bras creux pivotant pouvant recevoir des accumulateurs rechargeables; - une plaque transparente supérieure formant verre protecteur pour l'écran et contenant une matrice de zones sensibles au toucher - un écran plat permettant de visualiser des textes, des graphiques et des claviers manuels; - des cartes électroniques enfichables à l'in- térieur et à l'extérieur du cadre et contenant par exem- ple: l'alimentation et le micro-émetteur, les circuits intégrés d'une unité centrale et de ses périphériques, des mémoires RAM et ROM, des interfaces de liaison pour les organes périphériques extérieurs; - une grille inférieure pour l'aération et le passage d'émission sonore - des moyens de serrage par vis - un bouton marche-arrêt dont le déplacement mécanique peut être utilisé pour faire fonctionner une "pompe" électrique, par exemple à effet piézoélectrique susceptible de recharger temporairement les accumulateurs; et - un microphone-récepteur. D'autres particularités et avantages de l'or- dinateur de poche conforme à l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre in- dicatif mais non limitatif, en référence aux dessins an- nexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un mo- de de réalisation d'un ordinateur de poche conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1 et à échelle agrandie; - la figure 3 est une vue en coupe suivant le plan III-III de la figure 2 montrant le cadre de l'ordina- teur de la figure 1 et des cartes enfichées dans ce cadre et, - la figure 4 illustre différentes possibili- tés de raccordement de l'ordinateur de poche selon l'invention. L'ordinateur de poche représenté comporte un cadre 10 de forme rectangulaire. Les dimensions du cadre sont par exemple, longueur: 18 cm, largeur: 10 cm, épaisseur 1 cm environ. A l'intérieur du cadre des cartes 20 sont en- fichëes dans des connecteurs 15 prévus dans un (11) des grands côtés du cadre. Un écran de visualisation 21 à cristaux liguides est monté sur un épaulement 16 du ca- dre 10, au-dessus des cartes 20. Une plaque transparente 22 formant une matrice de zones sensibles au toucher, par par exemple un verre, est placée contre la face supé- rieure 17 du cadre 10. Un capot 25, en forme de cadre, prend appui sur les bords de la plaque 22 et sur les arêtes supérieu- res externes du cadre 10. Le capot 25 est maintenu au moyen de vis 26 qui traversent les côtés du cadre et prennent appui sur une grille de protection 27 appliquée contre la face inférieure du cadre 10 (figure 2). Le grand côté 12 du cadre 10, opposé à celui dans lequel les connecteurs 15 sont prévus, a sa partie supérieure, incluant l'épaulement 16, solidaire des cô- tés 13 et 14. Par contre, la partie inférieure du côté 12 forme un bras 12' pivotant à une de ses extrémités, sur le côté adjacent 13 du cadre 10. L'autre extrémité du bras 12' (figure 3) est en forme de crochet 19 qui s'encliquète sur l'extrémité du côté 14 entourant un bouton marche-arrêt 30. L'ouverture du bras 12' permet d'accéder à l'intérieur du cadre 10 pour retirer ou en- ficher les cartes 20. Le bras 12' est, de préférence, creux, par exemple à section transversale en U. Des ac- cumulateurs rechargeables peuvent être logés dans le bras 12' et sont accessibles lorsque ce bras est en po- sition ouverte. Le cadre 10 contient les connexions de l'ordi- nateur, c'est-à-dire, d'une part, les connecteurs pour les cartes 20, les plages de contacts pour l'écran 21 et pour la plaque 22, des connecteurs pour le raccorde- ment de systèmes extérieurs et, éventuellement, de car- tes supplémentaires et, d!autre part, les conducteurs ou bus reliant entre eux ces connecteurs et plages de contacts. La plage de contacts pour l'écran 21 est for- mée sur la partie de l'épaulement 16 portée par les cô- tés 11, 12, 13 et 14. De la même manière, la plage de contacts pour la plaque 22 est formée sur la face supérieure des cotés 11, 12; 13 et 14. Un connecteur 31 est logé dans le côté 13, du côté extéerieur du cadre 10. Ce connecteur 31 est par exemple un connecteur pour "interface série" normalisé du type RS 232 (CCITT V 24). Un autre connecteur 32 est logé dans le côté 14, du côté extérieur du cadre 10. Ce connecteur 32 est par exemple un connecteur normalisé du type I.E.E.E. (GPIB) pour "interface parallèle" (8 bits). Des connecteurs 15' analogues aux connecteurs sont prévus dans le côté 11, du côté extérieur de celui-ci pour recevoir, le cas échéant, des cartes addi- - tionnelles s'enfichant à l'extérieur du cadre 10. On no- tera que les connecteurs 15 et 15' se trouvent à des ni- veaux horizontaux différents, ce qui permet de leur conférer une profondeur relativement grande (voir figu- re 2). Des repères sont formés sur le capot 25, le long du côté 11, au niveau des connecteurs 15' afin de faci- liter la mise en place des cartes additionnelles dans les connecteurs 15'. Comme le montre la figure 1, ces repères montrent la position des détrompeurs prévus pour la mise en place de ces cartes. Les conducteurs formant les bus de données, de commande et d'adresses sont noyés dans les côtés 11,12 13 et 14 du cadre 10. Ces quatre côtés, de même que le bras pivotant 12'peuvent être réalisés en matière plastique moulée. On remarquera que le bras pivotant 12t ne contient aucun connecteur ou bus, mais peut contenir des accus rechargeables. Les cartes amovibles internes 20 sont avanta- geusement des cartes dites "hybrides", c'est-à-dire comportant plusieurs puces de circuits intégrés noyées dans une matière plastique et des contacts superficiels formés le long d'un bord de la carte, de chaque côté de celle-ci. Le montage de chaque carte et son raccordement électrique sont obtenus en enfonçant le bord avant pré- sentant les contacts superficiels dans un connecteur 15. Comme le montre la figure 2, la carte est maintenue en place par contact du bord arrière de celle-ci avec le bras 12'en position fermée. La technique de fabrication des cartes 20 est par exemple analogue à celle utilisée pour les "cartes de débit" mises à la disposition de particuliers par les établissements bancaires pour ef- fectuer des paiements dans la limite d'un montant total prédéterminé. Bien entendu, ceci n'exclut pas la possi- bilité d'utiliser d'autres types de cartes portant des circuits intégrés. A titre indicatif, les cartes internes 20 sont au nombre de quatre et comportent des circuits leur per- mettant d'assurer les fonctions suivantes: - alimentation et microémetteur: cette carte porte les micropiles et les circuits d'alimentation ain- si que des circuits d'émission sonore. - unité centrale et ses unités périphériques (entrées-sorties, calcul rapide,.....) - mémoire centrales à accès direct RAM et mé- moires mortes ROM. - interfaces: cette carte porte les circuits d'interface entre les cartes intérieures et les connec- teurs extérieurs. Comme on peut le voir sur la figure 3, des es- paces sont ménagés entre les cartes intérieures afin de favoriser la ventilation et la propagation du son pro- duit par le micro-émetteur. Le passage de l'air de ven- tilation et l'émission sonore se font à travers la gril- le 27. Cette grille présente des petites protubérances extérieures 27a formant pieds lorsque l'ordinateur est posé sur une surface plane. L'écran de visualisation 21 est un écran à cristaux liquides à matrices de points, par exemple du type de celui commercialisé sous l'appellation "DOT MATRIX" par la Société japonaise EPSON (référence MA-B965B Alphanumeric LCD MODULE). L'écran 21 porte des contacts superficiels le long d'au moins deux de ses quatre bords appliqués contre la plage de-contacts de l'épaulement 16. La pression né- cessaire aux contacts électriques est produite par les vis 26 et transmise sur les bords de l'écran 21 par le capot 25, la plaque transparente 22 et une entretoise 29 interposée entre- la plaque 22 et l'écran 21. L'entretoi- se 29 a une forme de cadre et surplombe l'épaulement 16 le long de tous les côtés du cadre 10. Cette entretoise 29 peut être en un matériau élastique. L'affichage sur l'écran 21 est commandé par l'unité centrale selon le programme en cours. L'informa- tion affichée peut être alphanumérique ou graphique. On notera que toute la surface de l'écran 21 inscrite à l'intérieur du cadre 10 est visible et disponible pour l'affichage. L'ordinateur-de poche conforme à l'inven- tion est donc muni d'un écran qui occupe presque toute sa surface supérieure (voir figure 1). On dispose ainsi de la surface maximale d'affichage qui permet de se passer d'un écran périphérique (T.V.) dans de nombreuses applications. La plaque transparente 22 est Par exemple une plaque de verre de type de celle commercialisée sous l'appellation "TOUCH PANEL" E 270 par la Société ELOGRAPHICS Inc. (U.S.A.). La plaque 22 porte des contacts superficiels le long d'au moins deux de ses auatre bords appliqués contre la plage de contacts de la face supérieure 17 du cadre 11. La pression nécessaire aux contacts électri- ques est produite par les vis 26 et transmise par le capot 25. La plaque 22 peut être assimilée à une matrice de zones sensibles au toucher. Une zone touchée par un utilisateur est identifiée par ses coordonnées. Certaines zones ont des affectations prédéfi- nies modifiables par programmation. Elles correspondent notamment aux "touches" de commande les plus usuelles d'un éditeur de texte et sont situées à la périphérie de la plaque 22. La fonction associée à chacune de ces zones est symbolisée par un signe, lettre ou chiffre im- primé sur le capot 25 en face de la zone correspondante. D'autres zones ont une affectation définie par programme. On peut ainsi constituer un clavier par logi- ciel au moyen de l'écran 21 et de la plaque 22. A cet effet, on commande l'affichage d'un clavier avec ses "touches" usuelles sur l'écran 21. Pour chaque "touche", le programme définit: le contour d'un emplacement, c'està-dire la zone sensible au toucher sur la plaque 22 au-dessus de l'écran 21 pour "actionner'!' la touche; le libellé interne à cette zone, c'est-à-dire la significa- tion de la touche; et la ou les opérations à accomplir lorsque la touche est "actionnée", par exemple la lectu- re d'un code ASCII. On notera que la réalisation de cla- vier par logiciel permet d'obtenir très facilement des claviers avec les caractères de n'importe quelle langue, et des touches de commande libellés en clair. La possibilité d'obtenir un clavier par logi- ciel avec une structure aussi simple que celle de l'or- dinateur de poche conforme à l'invention est une carac- téristique particulièrement intéressante. En outre, il peut ne subsister qu'une seule touche mécanique, la tou- che marche/arrêt 30 placée à l'angle des côtés 12, 14 du cadre 10. On peut utiliser le déplacement mécanique de cette touche pour faire fonctionner une pompe électrique (par exemple à effet piézoélectrique) susceptible de re- charger temporairement les accumulateurs d'appoint pré- vus dans le bras 12'. Avantageusement toutefois, un tel clavier n'est utilisé qu'en complément d'un système de reconnaissances de phonèmes. A cet effet, l'ordinateur est muni d'un microphone 33, logé à l'angle des côtés 13 et 11 et couplé à une carte de reconnaissance pour entrée phoni- que. Le cas échéant, cette carte particulière est enfi- chée dans un des connecteurs 15 ' prévus sur le bord ex- térieur du côté Il du cadre 10. On notera qu'il s'agit d'une entrée phonique validée pour un seul interlocuteur et limitée aux phonèmes, c'est-à-dire excluant les idéo- grammes vocaux qui impliquent une reconnaissance de la sémantique. Des cartes de reconnaissance de 32 ou 64 phonèmes sont commercialisées par la Société HEURISTICS (U.S.A.) pour être utilisées avec les ordinateurs domes- tiques connus sous l'appellation "APPLE". L'utilisation d'une carte de reconnaissance de phonèmes, d'une part, permet d'utiliser le clavier comme appoint lorsque le besoin s'en fait sentir (erreur de re- connaissance) et, d'autre part, offre la possibilité de coder certains signes pour éviter tout emploi non autorisé. La présente invention réside dans la combinai- 3 5 son des différents éléments électriques constitutifs de l'ordinateur (cartes, connecteurs, écran, plaque sensi- ble au toucher) et d'un cadre formant le support mécani- que et assurant les liaisons électriques pour ces élé- ments, ceci afin d'obtenir un ordinateur de poche de construction très simple et muni d'un écran de visuali- sation aussi grand que possible. Bien que l'invention ne réside pas dans une u- tilisation ou une application particulière de l'ordina- teur de poche, on décrira ci-après, différentes utilisa- tions possibles. Plusieurs possibilités de raccordement exté- rieur de l'ordinateur de poche décrit plus haut sont re- présentées sur la figure 4. Dans le cas d'un processus de télétraitement, l'ordinateur de poche peut être connecté à un ordinateur "hôte" 35 par le connecteur d'interface série 31, un cou- pleur acoustique 36 et une ligne de télécommunication 37. Différentes liaisons d'instrumentation peuvent être réalisées, le cas échéant simultanément, en reliant le connecteur d'interface parallèle 32 à un écran vidéo 38, une imprimante 39, un lecteur de cassettes magnéti- ques 40, un lecteur de disque souple 41 ("FLOPPY-disque'), un lecteur de disque dur 42 ("HARD disque"), des cartes d'extension mémoire 43 à circuits ROM et RAM, un clavier professionnel 44, une table traçante 45, des interfaces 46 pour capteurs, commande de processus,. Les applications de l'ordinateur de poche se- lon l'invention sont extrêment variées: échéancier- répertoire, jeux-vidéo, formation personnelle, ingénieur, bureau, terminal, commande de procédés. Cet ordinateur est dans sa version de base u n éditeur, c'est-â- dire adapté au traitement des textes. Le terme textes en- globe ici les ensembles de caractères alphanumériques, les graphismes et les ensembles de sons (musique). Les 2-494465 fonctions usuelles regroupées à la périphérie de la pla- que sensible au toucher sont alors par exemple les com- mandes liées au traitement de texte (rechercher, rempla- cer, effacer, insérer, déplacer, recopier, visualiser) les éléments du texte (caractère, ligne, paragraphe, page, bloc-mémoire, fichier), les commandes liées au défilement du texte (démarrage/stop, + ou - vite, O, 1) , le déplacement de curseur (t,, -->,1-,I' Bien entendu, différentes modifications ou ad- jonctions pourront être apportées au mode de réalisation décrit plus haut d'un ordinateur conforme à l'invention sans pour cela sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Ordinateur de poche comportant un boîtier, des cartes logées dans le boîtier et portant des circuits in- tégrés, un écran plat de visualisation sur la face supé- rieure du boîtier, et des connexions comprenant des bus et un ou plusieurs connecteurs, caractérisé en ce que le boîtier de l'ordinateur compor- te un cadre périphérique qui contient l'ensemble des connexions et dans lequel lesdites cartes sont enfichées de façon amovible, et en ce que l'écran est monté sur le cadre, et est surmonté d'une plaque transparente qui for- me une matrice de points ou zones sensibles au toucher qui est également montée sur le cadre, l'écran et la plaque oc- cupant la plus grande partie de la face supérieure du boîtier et étant reliés électriquement aux autres cir- cuits de l'ordinateur par contact avec le cadre sur le- quel ils sont montés. 2. Ordinateur de poche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'affichage d'un clavier sur l'écran de visualisation et de commande d'une action prédéterminée en réponse au toucher d'une zone sensible de la plaque transparente dont l'emplace- ment correspond à une touche du clavier. 3. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les liaisons électriques entre le cadre et, respectivement, l'écran et la plaque transparente, sont réalisés par pression de bords de l'écran et de la plaque sur des surfaces de con- tact respectives du cadre. 4. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des connec- teurs sont disposés sur plusieurs côtés du cadre vers l'intérieur et vers l'extérieur de celui-ci. 5. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un des côtés du cadre comporte un bras qui peut être déplacé par rap- port aux autres côtés pour permettre, en position ouver- te, d'accéder aux cartes enfichées dans le cadre. 6. Ordinateur de poche selon la revendication 5, caractérisé en ce que des cartes situées à l'intérieur du boîtier sont enfichées dans le côté du cadre opposé audit bras déplaçable et sont maintenus par ledit bras déplaçable lorsque celui-ci est en position fermée. 7. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites cartes sont des cartes électroniques en technologie hy- bride comportant des circuits intégrés noyés dans une matière plastique. 8. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des espaces libres sont ménagés entre les cartes à l'intérieur du bottier pour assurer la ventilation. 9. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de reconnaissance de phonèmes et un micro- phone. 10. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une seule touche électromécanique. 11. Ordinateur de poche selon la revendication 10, caractérisé en ce que la touche électromécanique action- ne une micro-pompe électrique. 12. Ordinateur de poche selon l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisé en ce qu'il est muni sur sa face inférieure d'une grille permettant le passa- ge d'air de ventilation et de sons produits par un micro- émetteur monté sur une des cartes enfichées dans le boîtier.