Brevet FR2525786A1 — publié le 19831028

CLAVIER OPTIQUE UTILISABLE EN PARTICULIER POUR EQUIPER DES TERMINAUX ELECTRONIQUES Les grands equipements en contact avec le public tels que les aéroports, les gares, les banques et les centres commerciaux utilisent de plus en plus des terminaux électroniques reliés à des ordinateurs pour fournir au public qui les utilise et sous le contrôle des administrations auxquelles appartiennent les ordinateurs, des renseigne"ents quasi instantanées. Ces systemes évitent d'avoir recours a des agents d'information spécialisés, dont l'unique fonction est de renseigner le public en interrogeant le terminal. Ces terminaux electroniques de type connu ont rapidement acquis une bonne réputation auprès du public, grace a la facilité et a la rapidité de transmission des informations demandees et au gain de temps qu'ils procurent àieux qui les utilisent. Ces terminaux connus sont tous constitués dune partie mecanique, actionnée par des boutons poussoirs d'un clavier et reliée à des contacts electriques. Cette partie mécanique des terminaux, même en utilsation normale, présente rapidement des détériorations qui vont s'aggravant lorsque le clavier est à la libre disposition du public qui,en plus de la négligence nabituelle en pareil cas n'est pas encore formé à l'utilisation des terminaux d'ordinateurs. Ce manque de fiabileté des terminaux électroniques de type connu, lorsqu'ils sont actionnés par des claviers ou par des boutons laissés à la disposition du public,conduit en général à les confier à un personnel spécialisé auquel le public s'adresse pour obtenir rapidement les informations qu'il désire. Le risque de dégradation des claviers électroniques est ainsi réduit mais leur accessibilité au public est réduite et leur coût d'accès est grevé de charges de personnel importantes. La présente invention vise à la solution des problèmes qui viennent d'être décrits, au moyen d'un terminal d'ordinateur dans lequel le clavier est remplace par un système de faisceaux de lumière infrarouge accouplés à la partie frontale d'un écran de télévision où le clavier et ses touches sont remplacés par un signal ou son équivalent qui apparaît sur l'écran en même temps que les renseignements nécessaires pour l'actionnement du terminal, cet actionnement étant réalisé par la simple présence du doigt de l'opérateur sur la surface de l'écran au point ou apparait le signal sur l'écran. La digitation du signal correspondant à une touche est obtenue au moyen de l'interruption des dx faisceaux de lumière infrarouge qui se croisent juste au-dessus du signal visible sur l'écran. Selon l'invention, le envier optique utilisable en particulier pour équiper des terminaux de dialogue avec des ordinateurs est caractérisé en ce qu'il comporte une matrice d'émetteurs et de récepteurs directionnels de faisceaux lumineux, notamment de lumière in?rarurt,c--nvenablement fixée à proximité de la face extérieure frontale d'un (cran cathodique tel que celui d'un télé- viseur,les émetteurs et les recepteurs ét?flt disposés latéralement dans la matrice de façon à permettre une intersection orlwhogonale des faisceaux de lumière émis en un réseau orthogonal de points ou de zones de croisement constituant les touches optiques du clavier.Les intersections orthogonales des rayons de lumière omis par les émetteurs et les récepteurs constituent les points d'actionnement ou des touches à la surface de l'écran cathodique du terminal de dialogue permettant l'actionnement d'une touche du clavier par interception manuelle des rayons lumineux reçus par deux récepteurs. Selon le mode de réalisation -le plus courant de l'invention la matrice comporte au moins deux séries orthogonales de récepteurs de faisceaux lumineux tels que des photodiodes ou de phototransistors sur chacun desquels est pointe le faisceau lumineux, notamment de lumière infrarouge, d'un émetteur, de façon que les faisceaux lumineux emis se croisent orthogonalement avant d'atteindre les récepteurs. La matrice comporte un cadre carré QU rectangulaire dont chaque coté est équipé d'au moins une série d'émetteurs et de récepteurs de faisceaux lumineux, ces émetteurs et ces récepteurs entant imbriques alternativement les uns dans les autres de telle manière que deux faisceaux lumineux parallèles et successifs voisins soient emis dans des directions opposées et que chaque faisceau intersecte avec des faisceaux orthogonaux successifs emis dans des directions alternativement opposées pour constituer des zones de points d'actionnement de la matrice. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les photodiodes ou les phototransistors sont disposés chacun à l'intérieur d'un tube dont la face'intérieure est munie d'une couche ou d'un garnissage non réfléchissant a la lumière. La matrice formee par les émetteurs et les récepteurs peut être montée sur un cadre comportant une lame d'un matériau transparent tel que du verre ou de l'acrylique fumé et d'une épaisseur suffisante pour éviter d'eventuelles distorsions et maintenir le parallélisme des faisceaux lumineux. L'écran cathodique constitue en fait un support de clavier doté d'un quadrillage de repères de forme convenable, notamment carrée permettant d'identifier les points d'actionnement ou les touchesdu clavier, les supports des émetteurs et des récepteurs étant alignés dans la matrice pour que les projections de leurs axes se croisent sensiblement au centre d'un repère ou d'une intersection du quadrillage pour permettre par action manuelle sur ce repère d'intercepter simultanément les deux faisceaux lumineux qui se croisent sur ce repère ou cette intersection figurant l'une des touches du clavier. Le clavier optique selon l'invention peut constituer un véritable terminal d'ordinateur, puisque, les signaux optiques qui apparaissent sur l'écran cathodique matérialisent un clavier avec les explications correspondantes à son usage représentées en filigramme sur l'écran. Cette double utilisation de l'écran rend directement accessible au public le terminal d'information qui, de cette façon, est actionné sans usage d'aucune partie mobile, puisque celles-ci ont été éliminées. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation faite à titre non limitatif et au regard du dessin annexé où : - la figure 1 représente de façon schématique la disposition d'un clavier optique selon l'invention constitué d'émetteurs et de récepteurs de lumière infrarouge imbriqués autour d'un écran cathodique; - la figure 2 est un schéma de montage d'un clavier optique à deux groupes de quatre faisceaux lumineux croisés laissant inoccupé par le clavier une partie de l'écran cathodique; - la figure 3 illustre en coupe et selon des plans différents le montage des phototransistorsdu clavier à l'intérieur d'un tube les protégeant de l'action de la lumière ambiante; - la figure 4 représente la disposition du clavier optique sur l'écran cathodique et sur son armature de support; ; - la figure 5 représente schématiquement les liaisons des photodiodes et des phototransistors du clavier. Le clavier optique selon l'invention comporte une matrice d'émetteurs (1) et de récepteurs (2) directionnels de lumière infrarouge, convenablement fixes a la périphérie de la partie frontale extérieure d'un écran cathodique (3),tel qu'un écran de télévision. Les émetteurs (1) et les récepteurs (2) sont placés de façon à permettre une intersection orthogonale des faisceaux lumineux. Les zones d'intersection des faisceaux lumineux constituent les points d'actionnement ou "touches" du terminal réalisé sur l'écran cathodique. Chaque fois qu'un rayon horizontal et un rayon vertical de lumière infrarouge sont interceptés par une touche, le système de terminal est actionné, de la même manière que si une touche pressait un contact mécanique. La matrice réalisée sur la figure 2 constitue un clavier optique par le montage de quatre photodiodes'par exemple du type TIL 31), émettrices de lumière infrarouge et situées en position horizontale et de quatre émetteurs semblables disposés verticalement. Les photodiodes (1) sont pointées sur des récepteurs correspondants (2) constitués par des phototransistors (par exemple du type TIL 81), récepteurs du faisceau de lumière infrarouge. Comme représenté sur la figure 3, pour eviter l'interférence indésirable de la lumière ambiante et de l'émission de photodiodes non alignées, les phototransistors (5) peuvent être fixes a l'aide d'un support (6) a l'inté- rieur d'un petit tube court (4), dont la face interieure (4') est traitée d'un revêtement noir terne, dont la finalitéest d'empêcher les reflets éventuels de la lumière ambiante de venir interferer avec les faisceaux directionnels de lumière infrarouge. Comme représenté sur la figure 4, la matrice d'émetteurs et de récepteurs, dans la position représentée précédemment , est montée au moyen d'une fixation convenable constituée d' une lame de verre terne ou d'acrylique fumé ou tout autre matériel suffisamment épais pour éviter d'éventuelles torsions et pour maintenir le parallélisme des rayons de lumière infrarouge. L'ensemble de l'équipement est fixé par des moyens mécaniques appropriés,orthogonalement à l'axe du tube de l'écran cathodique au ras delta partie frontale de l'écran. L'ecran cathodique qui matérialise le clavier optique peut être doté de signaux (8) de formes convenables (normalement carrés), qui identifient les zones sensibles des touches du clavier ou des points d'actionnement. Les petits tubes (4) porteurs des photodiodes et des phototransistors doivent être alignés avec précision dans le cadre (7) , pour que leurs axes se croisent toujours au centre du signal figuré sur l'écran et permettent de bien intercepter les intersections des rayons lumineux pour actionner le clavier optique comme s'il s'agissait d'une touche à contact mécanique alors que seule l'interruption des deux rayons de lumière infrarouge se croisant au centre du signal actionne la touche. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICTZONS 1.- Clavier optique utilisable en particulier pour équiper des terminaux de dialogue avec des ordinateurs, caractérisé en ce qu'il comporte une matrice d'émetteurs (1) et de récepteurs (2) directionnels de faisceaux lumineux, notamment de lumière infrarouge, convenablement fixée à proximité de la face extérieure frontale, d'un ecran cathodique (3) tel qu'un écran de television, les émetteurs (1) et les récepteurs (2) étant disposés latéralement dans la matrice, de façon a permettre une intersection orthogonale des faisceaux de lumière émis en un réseau orthogonal de points ou de zones de croisement constituant les touches optiques (8) du clavier. 2.- Clavier optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les intersections orthogonales dee rayons de lumière émis par les émetteurs (1) et les récepteurs (2), constituent les points d'actionnement ou les touches a la surface de l'écran cathodique (3) Xu terminal de dialogue permettant l'actionnement d'un contact du clavier par intarception manuelle des rayons lumineux reçus par deux recepteurs (22. 3.- Clavier optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caracterise en ce que la matrice comporte au moins deux séries orthogonales de récepteurs (2) de faisceaux lumineux tels que des photodiodes Q des phototransistors (5) sur chacun desquels est pointe un faisceau lumineux , notamment de lumière infrarouge, issu d'un émetteur (1) de façon que ies faisceaux lumineux émis se croisent orthogonalement avant d'atteindre les recepteurs (2). 4.- Clavier optique selon la revendication 3, caractérise en ce que la matrice comporte un cadre carre ou rectangulaire (7) dont chaque coté est équipe d'au moins une serie d'émetteurs (1) et de récepteurs (2) de faisceaux lumineux, les emetteurs (1) et les récepteurs (2) étant imbriqués alternativement les uns dans les autres de telle manière que deux faisceaux lumineux parallèles et successifs voisins soient émis dans des directions opposées et que chaque faisceau intersecte,avec des faisceaux orthogonaux successifs émis,dans des directions alternativement opposées pour constituer les zones (8) des points d'actionnement de la matrice. 5.- Clavier optique selon la revendication 3 ou 4, caractérise en ce que les photodiodes ou les phototransistors (5) sont disposes chacun a l'intérieur d'un tube (4) dont la face intérieure (4')est munie d'une couche ou d'un garnissage non réfléchissant a la lumière. c.- Clavier optique selon Itune des revendications 1 a 5, caractérise en ce que la matrice formée par les emetteurs (1) et les récepteurs (2) est montée sur un cadre (7) comportant une lame d'un matériau transparent tel que du verre ou de l'acrylique fume et d'une épaisseur suffisante pour éviter d'eventuelles distorsions et maintenir le parallélisme des faisceaux lumineux. 7.- Clavier optique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérise en ce que l'écran cathodique (3) constitue un support de clavier doté d'un quadrillage ou de repères (8) de forme convenable, notamment carre, permettant d'identifier les points d'actionnement ou les touches du clavier, les supports (4) des émetteurs (1) et des récepteurs (2) étant alignés dans la matrice pour que les projections de leurs axes se croisent sensiblement au centre d'un repère (8) ou d'une intersection du quadrillage pour permettre par action manuelle sur ce repère (8) d'intercepter simultanément les deux faisceaux lumineux qui se croisent sur ce repère ou cette intersection figurant l'une des touches du clavier.