Brevet FR2497619A1 — publié le 19820709

Clavier à transducteurs magnétiques La présente invention concerne les claviers à transducteurs magnétiques qui assurent la génération de données sous forme de signaux électriques. Les claviers magnétiques actuels comportent classiquement des touches qui commandent mécaniquement la mise en contact d'éléments conducteurs dont certains sont reliés à une alimentation électrique et les autres à des circuits d'exploitations des signaux électriques créés par les mises en contact. Chaque touche est rappelée en position stable par coopération d'un aimant et d'un autre élément magnétique, rémanent ou non, l'un d'entre eux étant mobile et l'autre fixe. Les mises en contact s'effectuent mécaniquement et s'accompagnent des classiques phénomènes de fatigue et d'usure qui s'avèrent gênants pour des applications à longue durée de vie potentielle et/ou à utilisation intensive. De tels claviers doivent être électriquement alimentés préalablement à tout usage et il est généralement prévu un élément interrupteur supplémentaire de commande d'alimentation qui déclenche la mise sous tension du clavier avant emploi. Dans un but de simplification et de fiabilité, la présente invention propose un clavier magnétique d'entrée de données à touches monostables, sans contact électrique, qui soit apte à générer luimême les signaux électriques spécifiques d'actionnement de touche, en en précisant éventuellement le sens et qui réduise le nombre d'éléments actifs mobiles. Selon une première caractéristique de l'invention, le clavier à transducteurs magnétique d'entrée de données comporte au moins une inductance par touche et un aimant, l'un d'entre eux étant mobile avec la touche et l'autre fixe de manière que celui des deux qui est mobile avec la touche génère une force électromotrice de commande dans l'inductance lorsque cette touche est actionnée. Selon une autre caractéristique de l'invention, lorsque ce sont les aimants qui sont mobiles, le clavier comporte une plaque fixe, au moins partiellement composée par un matériau magnétique, sur laquelle sont assujetties les inductances au droit des aimants mobiles et le matériau magnétique est placé sous un isolant électrique sur lequel sont disposées les inductances. La figure 1 présente schématiquement les deux positions extrêmes de deux boutons poussoirs voisins d'un clavier selon l'invention. La figure 2 présente une vue partielle éclatée d'un clavier selon l'invention vu au niveau d'un bouton-poussoir. La figure 3 montre la disposition matricielle des inductances d'un clavier selon l'invention. Les boutons-poussoirs monostables d'un clavier selon 1' inventIon comportent des touches iodes inductances 2 et au moins un aimant 3. Selon l'invention chaque bouton-poussoir est conçu de manière que l'actionnement de la touche 1 entraine une modification des positions relatives de l'inductance 2 et de l'aimant 3 qui lui sont associés, cette modification engendrant en conséquence une force électromotrice dans l'inductance 2 Ceci peut être obtenu par différents moyens, si l'on choisit de rendre les inductances 2 mobiles, l'aimant 3 peut être fixe et commun. Si l'on choisit de rendre les inductances 2 fixes, les aimants 3 sont préférablement mobiles avec les touches 1 qu'ils desservent respectivement, toutefois en variante on peut assujettir un autre élément magnétique à chaque touche et lasser fixes les aimants éventuellement regroupés en un seul élément magnétisant. Dans l'exemple de réalisation, schématisé figure 1 et présenté plus en détail figure 2, chaque bouton-poussoir comporte un aimant mobile 3 assujetti à l'axe de touche 8, d'une manière connue en soi, de manière à suivre le mouvement de translation de cette touche dans le guide du boîtier 5 qui contient le mécanisme du clavier. Chaque aimant mobile 3 assure le rappel magnétique du boutonpoussoir en position haute par coopération avec une plaque 6 qui est au moins partiellement composée par un matériau magnétique et qui est fixée dans le boitier 5 par des moyens classiques non présentés ici. Dans l'exemple de réalisation choisi la plaque 6 est constituée par une plaque en tôle magnétique émaillée contre laquelle les aimants mobiles 3, tels 3', viennent se plaquer par attraction magnétique. Classiquement l'application d'une pression suffisante sur une touche 1 permet de vaincre l'attraction magnétique de l'aimant correspondant 3 en assurant un enfoncement total de la touche en raison des caractéristiques rapidement décroissantes des-forces d'attraction magnétiques en fonction de l'écartement pièce aimantée-aimant. Selon l'invention les inductances 2 sont réalisées sur un substrat isolant électrique 61 qui couvre la surface de la plaque 6, soit dans l'exemple choisi, sur la couche d'émail 61 qui recouvre la tôle 60 sur sa face tournée vers les aimants 3. Cette réalisation peut s'effectuer par tout procédé de report usuel et en particulier les inductances 2 peuvent être réalisées par les procédés d'impression usuellement mis en oeuvre pour les circuits réalisés sur tôle emaillé. Ceci présente l'avantage particulier de permettre de réaliser sur la plaque 6 de clavier des circuits électroniques imprimés destinés à coopérer avec les inductances de ce clavier et par conséquent de simplifier notablement les problèmes de connexion entre les claviers et les circuits qu'ils alimentent, en limitant le nombre de bornes de connexion vers l'extérieur. Bien entendu il est également envisageable d'utiliser l'autre race de la plaque dûment recouverte d'une couche isolante 62 de même nature que la couche 61 pour y déposer des circuits imprimés pouvant recevoir des composants électroniques. Selon l'invention on associe au moins une inductance 2 à chaque touche et préférablement une paire d'inductances 2, telles 2A et 2B, (voir figure 2) à partir du moment où l'on prévoit une organisation matricielle des sorties électriques du clavier. Les deux inductances 2 associées à la touche 1 sont disposées chacune face à un pôle N ou S différent de l'aimant mobile 3 avec lequel elles coopèrent, de manière à être traversées en série par le flux magnétique créé par cet aimant 3. Ainsi dans l'exemple présenté figure 2, l'aimant 3 a ses grandes faces parallèles à la plaque 6, quelle que soit l'enfoncement de la touche 1, et les deux inductances 2 sont disposées symétriquement par rapport au plan médian transversal de l'aimant, de part et d'autre de la tige 8 qui porte l'aimant 3, ceci permettant d'assurer que ces inductances sont placées dans des conditions électromagnétiques quasi identiques quelle que soit la position du bouton-poussoir qui les comporte. Bien entendu le déplacement de l'ensemble aimant 3-tige 8touche 1 produit une force électromotrice dans chacune des deux inductances 2 associées à cet ensemble et cette force électromotrice varie en sens avec le sens du déplacement, ce qui permet éventuellement de fournir une information spécifique pour chaque sens puisque les mouvements inverses d'une même touche se traduisent par des impulsions de polarité inverse. Ainsi qu'il a été énoncé plus haut l'emploi de deux indue- tances 2 par bouton-poussoir facilite l'organisation matricielle des sorties électriques du clavier ainsi que le présente la figure 3. En effet, les mouvements d'un bouton-poussoir créent simultanément deux forces électromotrices dans les deux inductances 2 de ce bouton, sans qu'il soit nécessaire d'alimenter le clavier en énergie électrique pour cette création. Selon l'agencement présenté figure 3 les inductances 2, telles 2A00 et 2B00, des différents boutons-poussoirs sont électriquement connectées selon un arrangement matriciel dans lequel les deux inductances d'une même touche, sont respectivement reliées l'une aux inductances de position correspondante de même colonne, telle l'inductance 2A00 aux inductances 2A10, 2A20, 2A30, et l'autre aux inductances de position correspondante de même ligne, telle l'inductance 2B00 aux inductances 2B01, 21302 et 2B03. De manière connue, une impression des inductances 2A et 2B et/ou de leurs connexions sur des couches différentes permettent de réaliser les nécessaires chevauchements sans contact des fils qui se croisent. Ainsi l'enfoncement d'une touche 00 entrain le mouvement de l'aimant correspondant 300' la création d'une force électromotrice induite dans les enroulements 2A00 et 2B00 et par conséquent la transmission d'une impulsion par chacun des fils CO et LO. Ceci permet classiquement de localiser la touche enfonçée au moyen de circuits classiques qui ne seront pas décrits ici étant hors du domaine de l'invention. De même le fait que deux impulsions sont successivement produites à l'enfoncement puis lors du rappel sur chaque fil, tel CO ou LO, permet éventuellement d'assurer une validation sélective en retour puisque les deux impulsions successives sont de polarité différentes. Bien entendu chaque bouton-poussoir peut être muni de plus de deux inductances et l'on peut éventuellement envisager un système à paires d'inductances étagées sur la même plaque fixe 6 ou sur plus d'une plaque, si besoin avec mise en oeuvre de plus d'un aimant mobile par touche. De même on peut munir chaque bouton-poussoir de circuits auxiliaires connus en eux-même permettant - soit de simuler l'enfoncement d'une touche par création d'impulsions dans les fils L et C, tels L0 et C0, en particulier par mutuelle induction à l'aide d'inductances auxiliaires 7 (figure 1) situées à proximité des inductances 2, ceci étant notamment prévu pour permettre une télécommande du clavier, - soit de superposer au flux magnétique permanent de l'aimant un flux magnétique variable en particulier par mutuelle induction à l'onde d'inductances auxiliaires 7 (figure 1) situé à proximité des inductances 2, ceci dans le but d'élargir les modes d'exploitation des signaux. Dans une variante préférée de réalisation ces inductances auxiliaires 7 sont réalisées sur une couche 64 d'un circuit multicouche qui est voisine des couches qui portent les inductances 2 et leur disposition est analogue à celle de ces inductances 2 telle que présentée en figure 3. REVENDICATIONS 1/ Clavier à transducteurs magnétiques d'entrée de données sous forme électrique à l'aide de touches mobiles monostables caractérisé en ce qu'il comporte au moins une inductance (2) par touche (1) et un aimant (3),l'un d'eux étant mobile avec la touche (1) et l'autre fixe, ladite inductance (2) et ledit aimant (3) étant disposés l'un par rapport à l'autre de manière que le mouvement de celui des deux qui est mobile avec la touche (1) génère une force électremotrice de commande dans l'inductance 2) lorsque ladite touche (1) est actionnée. 2/ Clavier selon la revendication 1, dans lequel chaque touche (1) comporte un aimant mobile (3) en translation avec cette touche (1), caractérisé en ce qu'il comporte une plaque fixe(4 au moins partiellement composée par un matériau magnétique, sur laquelle sont assujetties les inductances (2) au droit des aimants mobiles (3), ledit matériau magnétique étant placé sous un isolant électrique sur lequel sont disposées les inductances (2). 3/ Clavier selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque fixe 6 est constituée par une tôle émaillée servant de support de report pour un ensemble de circuits imprimés comprenant les inductances (2). 4/ Clavier selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux inductances (2A, 2B) par touche (1), qui font respec- tivement face à un pôle différent de l'aimant mobile (3) de manière à être traversées en série par le flux magnétique créé par cet aimant mobile (3). 5/ Clavier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les inductances des différentes touches sont électriquement connectées selon un arrangement matriciel dans lequel les deux inductances (2A, 2B) d'une même touche (1) sont respectivement reliées l'une aux inductances (2B) de position correspondante des touches de même ligne (L) et l'autre aux inductances (2A) de position correspondante des touches (1) de même colonne (C). 6/ Clavier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux inductances sont symétriquement situées par rapport au plan médian transversal de l'aimant mobile. 7/ Clavier selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des inductances auxiliaires (7) aptes à induire sélectivement, dans les inductances (2) des boutons, des forces électromotrices équivalentes à celles créées par les mouvements des aimants mobiles sous les actions des touches. 8/ Clavier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les inductances auxiliaires (7) sont superposées aux inductances (2) selon une organisation analogue.