Brevet FR2486267A1 — publié le 19820108

L'utilisation de plus en plus répandue des ordi- nateurs dans tous les domaines de la vie moderne a con- duit à se demander comment on peut améliorer et simpli- fier le dialogue entre l'homme et la machine. L'em- ploi de plus en plus fréquent d'écrans de visualisation est particulièrement intéressant à cet égard. Alors que de tels écrans de visualisation n'étaient utilisés à l'origine que pour présenter un texte, des représen- tations graphiques, et d'autres données, à l'observateur, on tend aujourd'hui à utiliser également des écrans de visualisation pour l'introduction de données. Cette introduction s'effectue par exemple de la manière suivan- te: L'opérateur touche avec le doigt un point déterminé d'une représentation graphique sur l'écran de visualisa- tion. Le point touché est détecté par un dispositif détecteur approprié et les coordonnées de ce point sont introduites dans l'ordinateur. Là, une évaluation cor- respondante peut avoir lieu. Pour assurer la détection de points touchés avec le doigt sur la surface de l'écran de visualisation, il est connu de disposer, devant celui-ci par rapport à l'observateur, un réseau de barrages photoél.ectriques fermant des lignes et des colonnes. A cet effet, on dispose sur le bord supérieur ou sur le bord inférieur et sur le bord gauche ou sur le bord droit de l'écran de visualisation une rangée de sources lumineuses dont les faisceaux focalisés projetés vers le côté opposé à chacune d'elles sont détectés par des photodétecteurs. Si l'on prévoit une distance appropriée entre les diffé- rents faisceaux, le toucher avec le doigt de l'écran de visualisation provoque l'interruption d'au moins un faisceau lumineux de ligne et d'au moins un faisceau lumineux de colonne. On peut alors déterminer les coor- données du point touché d'après les signaux de sortie correspondants des photodétecteurs. Les matrices de détecteurs connues de ce type exigent comme supports, pour les sources lumineux et les photodétecteurs ainsi que pour les lignes d'amenée associées et, éventuellement, pour l'électronique d'éva- luation, quatre plaquettes à circuits imprimés, qui sont disposées de telle manière que les sources lumineu- ses des lignes se trouvent en regard des photodétecteurs des lignes et les sources lumineuses des colonnes en regard des photodétecteurs des colonnes. Non seulement cela se traduit par un coût de fabrication relativement grand, mais encore cela exige également un ajustage précis des plaquettes à circuits imprimés individuel- les lors du montage. L'invention a pour objet de créer une matrice de détecteurs pour écrans de visualisation du genre en question, pouvant être fabriquée d'une manière simple et n'exigeant aucun ajustage lors du montage. A cet effet, suivant l'invention, les sources lumineuses et les photodétecteurs sont disposés sur un support commun sensiblement plan et parallèle au plan de l'image, et il est prévu un dispositif réflec- teur qui réfléchit les faisceaux lumineux émanant des différentes sources lumineuses dans une direction paral- lèle au support et les faisceaux lumineux ainsi réflé- chis vers le côté de l'écran de visualisation opposé auxdites sources lumineuses, en direction des photodé- tecteurs associés. - Dans la matrice de détecteurs suivant l'invention, toutes les sources lumineuses et tous les photodétecteurs peuvent être disposés sur une seule et même plaquette à circuits imprimés. Comme leur position relative est ainsi fixée, un ajustage lors du montage n'est pas néces- saire. Selon une forme d'exécution de l'invention, le dispositif réflecteur est constitué par un cadre optique d'une seule pièce et présente des surfaces incli- nées par rapport à la trajectoire des faisceaux, surfa- ces sur le côté intérieur desquelles se produit une réflexion totale des faisceaux lumineux. On obtient ainsi un dispositif réflecteur particulièrement avanta- geux pouvant être moulé par injection d'une seule pièce en matière plastique transparente. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, les sources lumineuses émettent de la-lumière infrarou- ge, les photodétecteurs sont sensibles à la lumière infrarouge et le cadre optique est en un matériau trans- parent à la lumière infrarouge mais opaque à la lumière visible. Cette forme d'exécution présente comme avantage supplémentaire une grande insensibilité à la lumière ambiante. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue en coupe transversa- le d'une matrice de détecteurs pour écrans de visualisa- tion suivant l'invention, et - la figure 2-est une vue de dessus schématique de la plaquette à circuits imprimés utilisée dans la forme d'exécution de la figure 1. Sur la figure 1, la référence 13 désigne l'écran de visualisation d'un tube image 11. Devant l'écran de visualisation 13 est disposée une vitre protectrice usuelle 15, qui est à son tour protégée par une couche de recouvrement transparente 17. Une plaquette à circuits imprimés 19 porte des sources lumineuses infrarouges 21 et des photodétecteurs 23 sensibles à la lumière de ces sources. Sur la figu- re 1, un seul élément de chacun de ces types est repré- senté. Un cadre optique 25 en matériau transparent à la lumière infrarouge mais opaque à la lumière visible produit une déviation de la lumière émanant de la sour- ce lumineuse 21 le long d'une trajectoire qui est indi- quée par une ligne en trait mixte 27. Le cadre optique présente à cet effet des surfaces 29 et 31 inclinées chacune de 450 par rapport à la plaquette à circuits imprimés 19, surfaces sur le côté intérieur desquelles se produit une réflexion totale de la lumière infra- rouge. Le faisceau émanant de la source lumineuse 21 est en conséquence tout d'abord réfléchi dans une di- rection parallèle à l'écran de visualisation 13, puis vers le photodétecteur 23. Les surfaces 33 et 35 du cadre optique 25 respectivement tournées vers les sources lumineuses 21 et les photodétecteurs 23 sont bombées à la manière de lentilles et assurent une focalisation du faisceau lumineux. Le cadre optique 25 est en même temps agencé de manière à servir d'élément de support à la vitre protectrice 15 et à la couche de recouvrement 17, et porte en outre, par l'intermédiaire d'un cadre d'espa- cement 37, la plaquette à circuits imprimés 19, de sorte qu'on obtient une unité compacte, dont les pièces indi- viduelles s'emboîtent les unes dans les autres sans jeu et, par conséquent, ne nécessitent aucun ajustage. Sur la figure 2, la plaquette à circuits imprimés 19 est représentée schématiquement en vue de dessus (prise de la gauche de la figure 1). Elle présente une grande ouverture centrale 41 destinée à recevoir le tube image 11. Les sources lumineuses infrarouges 21 et les photodétecteurs 23 sont disposés parallèlement au bord extérieur de la plaquette à circuits imprimés 19, de telle manière qu'un photodétecteur se trouve en regard de chaque source lumineuse et qu'on obtienne ainsi un réseau en forme de matrice de barrages photo- électriques. Si l'on touche avec le doigt la couche de recouvrement 17 (figure 1) en un point désiré quel- conque, au moins un faisceau lumineux de ligne et au moins un faisceau lumineux de colonne sont interrompus, à condition que les intervalles entre les sources lumi- neuses 21 et entre les photodétecteurs 23 soient plus petits que la largeur du doigt. Le point touché est détecté en tant que point d'intersection entre les deux faisceaux lumineux interrompus. Sur la figure 2, un exemple d'un tel point d'intersection est représenté en 43. L'évaluation électrique ou électronique des coordonnées du point touché ainsi détectées s'effectue d'une manière connue en soi et ne fait pas l'objet de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Matrice de détecteurs pour écrans de visualisa- tion, comportant un cadre, qui entoure l'écran de visuali- sation et porte des sources lumineuses et des photodétec- teurs associés, de telle manière qu'un réseau de lignes et colonnes de barrages photoélectriques soit formé devant l'écran de visualisation par rapport à l'observa- teur, ladite matrice de détecteurs étant caractérisée en ce que les sources lumineuses (21) et les photodétec- teurs (23) sont disposés sur un support commun (19) sensiblement plan et parallèle au plan de l'image, et en ce qu'il est prévu un dispositif réflecteur (25, 29, 31), qui réfléchit les faisceaux lumineux émanant des différentes sources lumineuses dans une direction parallèle au support et les faisceaux lumineux ainsi réfléchis vers le côté de l'écran de visualisation (13) opposé auxdites sources lumineuses, en direction des photodétecteurs associés. 2. Matrice de détecteurs suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le dispositif réflecteur est constitué par un cadre optique d'une seule pièce (25) et présente des surfaces (29, 31) inclinées par rapport à la trajectoire des faisceaux et sur le côté intérieur desquelles se produit une réflection totale des faisceaux lumineux. 3. Matrice de détecteurs suivant la revendica- tion 2, caractérisée en ce que les sources lumineuses (21) émettent de la lumière infrarouge, en ce que les photodétecteurs (23) sont sensibles à la lumière infra- rouge, et en ce que le cadre optique (25) est en un matériau transparent à la lumière infrarouge mais opaque à la lumière visible.