Brevet FR2535486A1 — publié le 19840504

Clavier multitouches d'entrée de données dans un ordinateur. Les claviers multitouches d'entrée de données dans un ordinateur sont généralement constitués à l'aide de matrice à conducteurs en X et Y dont les touches servent à mettre en circuit les points d'intersection correspondants, et dont les conducteurs de rang X et Y sont connectés à au moins un déco- deur produisant en sortie un code binaire sur sept ou huit conducteurs représentatifs de la position de toute touche enfoncée, ce code étant destiné à être appliqué à une entrée à lecture numérique correspondante de l'ordinateur. La présente invention a pour objet un clavier de réalisa- tion plus simple, éliminant les décodeurs et connexions nombreuses qu'ils impliquent, conçu pour coopérer notamment avec les entrées analogiques d'un -ordinateur, et se prêtant en outre avantageusement à toute application à grand nombre de touches sans changement de nombre de ses connexions de raccordement. En particulier, à cet effet, le clavier multitouches selon l'invention d'entrée de données dans un ordinateur, dont les touches mettent en circuit les points d'intersection d'une matrice à conducteurs de rang X et à conducteurs de rang Y, est essentiellement caractérisé en ce que les conducteurs de rang X d'une part et Y d'autre part sont respectivement reliés par des résistances d'interconnexion entre eux et avec une sortie X et une sortie Y du clavier destinées à être raccor- 2-5 dées à deux entrées analogiques de l'ordinateur, de sorte que les valeurs de résistance appliquées en entrée à ces dernières sont représentatives du rang O'X et Y de toute touche enfoncée. De plus, il peut être associé à un tel clavier, un tableau contenant des informations positionnées en regard des touches pour effectuer des entrées de données correspondantes par enfoncement des touches choisies. Il peut aussi être associé à un tel clavier un circuit à interrupteur manuel destiné à être connecté à une entrée logique de l'ordinateur afin d'introduire au moins deux données ou fonctions distinctes par touche et par la voie de chaque entrée logique concernée. Un tel clavier peut être en outre d'une réalisation constructive très simple ainsi qu'on le verra dans les exemples de réalisation ci-après décrits, à titre non limitatif, et en référence au dessin, dans lequel - la fig 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation d'un clavier selon l'invention; la fig 2 est un schéma de principe d'un second mode de réalisation d'un clavier selon l'invention; la fig 3 est un schéma en plan de circuit imprimé destiné à constituer un clavier selon le premier mode de réalisation précité; la fig 4 est une vue en plan d'une feuille intercalaire destinée à être interposée entre les circuits imprimés de la- fig 3 à support repliable sur lui-même. Dans le mode de réalisation de clavier illustré par la fig 1, il est prévu une matrice de seize conducteurs en X (dont par souci de clarté seuls les conducteurs de rang impair sont désignés de Xl à X 15) et de seize conducteurs en Y (dont seuls aussi les conducteurs de rang impair sont désignés de Yl à Y 15) Les conducteurs de rang X sont interconnectés entre eux à l'une de leurs extrémités ainsi qu'à une sortie d'extré- mité correspondante désignée par X, par des résistances en série R de valeur égale Il en est de même des conducteurs de rang Y, dont la sortie est désignée par Y Ces sorties sont destinées à être respectivement raccordées à deux entrées analogiques d'un ordinateur Une demi-matrice des conducteurs précitées, ici celle en X, est en outre doublée en parallèle à ces conducteurs d'un réseau de conducteurs c, interconnectés entre eux et constituant un commun aboutissant au point C destiné à être raccordé à une sortie d'alimentation de l'ordi- nateur. A chaque intersection des conducteurs en X, Y et du commun, est prévue une touche T dont le rôle est d'établir, lorsqu'elle est enfoncée, un contact électrique d'intersection entre le commun et chaque conducteur en X et Y correspondant. On comprend aisément ainsi que chaque touche enfoncée va se trouver identifiée dans son rang en X par la valeur des résistances R connectées par elle entre C et la sortie X, et de même par la valeur des résistances R connectées par elle entre C et la sortie Y On a constaté que les entrées analo- giques des microordinateurs actuels du marché peuvent mesurer *avec certitude 64 intervalles de résistances différents, ce qui offre la possibilité de construire ainsi un clavier gui pourrait alors comprendre 4096 touches ( 64 x 6-4) en utilisant une matrice à 64 conducteurs en X et en Y et 12 8 résistances. L'exemple donné d'une matrice de seize conducteurs en X et en Y conduit déjà à un clavier à 256 touches, en utilisant seule- ment 32 résistances et en ne requérant que seize intervalles de mesure sur chaque entrée analogique de l'ordinateur pour identifier le rang de chaque touche, ce qui est bien inférieur à la sensibilité possible de cette entrée d'acquisition de données, de sorte que le-clavier peut être considéré comme très fiable On notera que dans les deux exemples chiffrés précédemment donnés le nombre de connexions de raccordement restera le même c'est-à-dire qu'il est indépendant du nombre de touches désirées. Le mode de réalisation représenté à la fig 2 est inspiré du même principe dans le cadre d'une matrice à seuls conducteurs en X et Y, (ici représenté comme à huit-conducteurs en X et Y par souci de simplicité du dessin) dont toute intersection est destinée à être mise en contact électrique par l'intermédiaire de chaque touche correspondante T, lorsqu'elle est enfoncée. Un point commun C d'alimentation est relié à l'extrémité d'entrée d'une série de résistances R, de même valeur, inter- connectant les extrémités adjacentes des conducteurs en X l'extrémité de sortie étant désignée par X Il en est de même en Y o la sortie est désignée par Y En outre, chacun des conducteurs en X et en Y comporte à son extrémité adjacente de connexion avec les résistances R, une résistance à fonction de compensation de mesure destinée à conserver ici toujours la même valeur de résistance pour chaque touche en X et chaque touche en Y Ces résistances sont désignées de CX 1 à CX 8 et de CY 1 à CY 8 et sont à voir comme étant de valeur décroissante dans l'ordre de 1 à 8, de la valeur de chaque résistance R. Ainsi, si l'on appuie sur une touche T telle que celle représentée en trait plein sur la fig 2, lorsque la scrutation en X est appelée par l'entrée analogique correspondante de l'ordinateur, il circule un courant de C vers X empruntant initialement deux voies en parallèle désignées d'une part par la flèche 1 et, d'autre part, par les flèches 2, 3, 4 i avant que de passer par les six résistances R en série restantes jusqu'à la sortie X Pour toute touche en X, les résistances telles que C Yl à C Y 8 compensent la variation de résistance de cette branche en Y, de sorte que la valeur de résistance en X reste bien constante. Pour la touche T en trait plein considéré, lorsque la scrutation en Y est appelée par l'entrée analogique correspon- dante de l'ordinateur, il circule un courant de C vers Y empruntant initialement les deux voies en parallèles désignées, d'une part, par la flèche 2 et, d'autre part, par les flèches 1, 5 et 6, avant que de passer par les quatre résistances R en série restantes jusqu'à la sortie Y Pour toute touche en Y les résistances telles que C Xl à CX 8 compensent alors la valeur de résistance de cette branche en X, de sorte que la valeur en Y reste bien constante. Etant donné ici l'interférence des circuits de mesure en X et et en Y, s'il advient que l'ordinateur est du type à scrutation simultanée des entrées analogiques auxquelles sont raccordées les sorties X et Y du clavier, il convient alors d'introduire une alternance des sorties en X et Y avant raccor- dement à l'ordinateur, ce qui peut être simplement effectué comme représenté en trait mixte à la fig 2, en branchant les. deux sorties de la matrice sur les entrées d'un multivibrateur astable MV de période appropriée, dont les sorties seront ainsi alternativement activées pour une scrutation alternée en X et en Y. Dans une forme de réalisation conforme au schéma de principe de la fig i et illustrée par les fig 3 et 4, la demi-matrice en X (conducteurs XI à X 20) et d'autre part la demi-matrice en Y (conducteurs-YI à Y 13) avec le commun à conducteur c, sont imprimées sur les deux moitiés d'une feuille F repliable autour de l'axe indiqué en P, de sorte que les touches T imprimées sur la demi-matrice en X, se trouve alors placées après pliage en regard d'une série correspondante de zones de contact semi-circulaires Yc et Cc, respectivement formées sur la demi-matrice en Y et le réseau conducteur du commun La demi-matrice en X est par ailleurs bordée à l'une des extrémités de ces conducteurs d'une piste résistive RX, de même que la demi-matrice en Y est bordée d'une piste résistive en RY, lesdites pistes étant respectivement connectées à leur extrémité libre dépassante à des conducteurs de sortie en X et Y, l'entrée d'alimentation du commun étant désignée par C. Dans le cas présent, il est en outre prévu d'adjoindre aux touches du clavier des interrupteurs manuels à touches destinés à être connectés chacun à une entrée logique de l'ordinateur afin d'introduire autant de données ou fonctions distinctes par touche T du clavier et par la voie logique concernée. Ces interrupteurs, ici au nombre de trois, sont respecti- vement constitués par des zones circulaires de contact Cl, C 2, C 3 ménagées sur-le conducteur général du commun et par des touches SI, 52, 53, ménagées symétriquement par rapport à la ligne de pliage P et toutes reliées, par un tronçon de pistes résistives, respectivement Ri, R 2, R 3, à un conducteur commun M destiné à être raccordé à la polarité opposée à celle du commun (par exemple à la masse alors que le commun est à alimentation de polarité positive) Entre les touches Si, 52, 53 et les pistes résistives Ri, R 2, R 3 sont branchés des conducteurs dérivés à sortie Ll, L 2, L 3, dont l'état logique haut ou bas dépend ainsi de l'état d'enfoncement ou de non enfoncement de la touche correspondante. La fig 4 illustre la réalisation d'une feuille isolante intercalaire I destinée à être immobilisée entre les deux- demi-feuilles repliées l'une vers l'autre de la feuille F (par exemple par collage) et présentant une série de perforations correspondant aux touches T et Si, 52, 53, de sorte que ces dernières doivent alors être enfoncées par déformation de la feuille F au travers desdites perforations pour établir les contacts d'activation des sorties X, Y et éventuellement Ll, L 2, L 3 Ces dernières et les conducteurs de raccordement C et M sont rassemblés sur une languette G ménagée d'un même côté de la ligne de pliage P de façon à constituer une languette de connexion plate avec une prise femelle non représentée de conducteurs de raccordement correspondant aux entrées de l'ordinateur. En particulier, la feuille F peut être transparente et les touches T être imprimées directement ou au verso, avec 1 o leur signe d'identification Leur signe peut aussi être rapporté par collage au verso de la feuille. De plus, selon les applications, il peut être associe à un tel clavier à touches un tableau renseigné sur les options spécifiques de cette application et comportant un dessin de touche propre à l'application se superposant à celle du clavier. De telles applications peuvent être entre autres: Entrée de données inscrite à des endroits spécifiques d'un document conçu comme constituant le tableau à superposer aux touches du clavier pour ce faire. Sélection d'objets ou équivalents figurant sur un tableau superposable aux touches, ou traitement d'informations les concernant. Données de relation géographique ou topographique avec un écran de visualisation, établies par l'intermédiaire d'un tableau superposable au clavier (surveillance de locaux ou système d'enseignement par exemple). Cette liste n'est pas exhaustive mais on en retiendra en ce cas qu'un matériel (le tableau) peut ainsi être associé au logiciel correspondant de l'ordinateur dans chaque application, ce tableau pouvant être plus difficile à reproduire si par exemple il est fait avec des couleurs pâles et à une dimension de clavier dépassant le format classique des photocopieurs. Bien entendu diverses variantes de réalisation ou appli- cations peuvent être imaginées tout en restant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Clavier multitouches d'entrée de données dans un ordinateur, dont les touches mettent en circuit les points d'intersection d'une matrice à conducteurs de rang X et à conducteurs de rang Y, caractérisé en ce que les conducteurs de rang X d'une part, et de rang Y d'autre part, sont respec- tivement reliés par des résistances (R) d'interconnexion entre eux et avec une sortie X et une sortie Y du clavier, destinées à être raccordées à deux entrées analogiques de l'ordinateur, de sorte que les valeurs de résistance appliquées en entrée à ces dernières sont représentatives du rang X et du rang Y de toute touche enfoncée. 2 Clavier multitouches selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il lui est associé un tableau contenant des informations positionnées en regard des touches pour effectuer des entrées de données correspondantes par enfoncement des touches choisies. 3 Clavier multitouches selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un circuit à inter- rupteur manuel (Si, 52, 53) destiné à être connecté à une entrée logique de l'ordinateur afin d'introduire au moins deux. données ou fonctions distinctes par touche et par la voie de chaque entrée logique concernée. 4 Clavier multitouches selon la revendication 3, dans lequel chaque interrupteur manuel est constitué par une touche de fermeture du circuit correspondant. Clavier multitouches selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux feuilles de circuit imprimé en regard séparées par une feuille d'isolement perforée à l'endroit des touches, qui sont matéria- lisées sur l'une des feuilles de circuit imprimé au moins qui est souple et enfonçable à l'entroit desdites touches, l'une desdites feuilles portant en outre la demi-matrice de conduc- teurs en X et l'autre la demi-matrice de conducteur en Y, et l'une des demi-matrices étant en outre doublée en parallèle à ses conducteurs d'un réseau conducteur constituant un commun. 6 Clavier multitouches selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les résistances précitées sont déposées sous forme de couches sur chaque feuille en regard du circuit imprimé. 7 Clavier multitouches selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chaque circuit a interrupteur manuel et sa touche correspondante sont respectivement ménagées sur les deux feuilles de circuit imprimé précitées. 8 Clavier multitouches selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 7, caractérisé par en ce que les deux feuilles de circuit imprimé résultent du pliage d'une seule feuille imprimée sur elle-meme, l'une desdites feuilles présentant une languette débordante portant les conducteurs d'entrée et sortie du clavier.