Brevet FR2570211A1 — publié le 19860314

L'invention est relative à un dispositif de commande, de verrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons coulissant dans des orifices d'axes sensiblement parallèles. Notamment mais non exclusivement, l'invention concerne un dispositif destiné à l'affichage d'une page de caractères Braille ou d'un graphisme en vue de sa lecture tactile directe par un non voyant, ou de son impression sur un support. L'invention concerne également un procédé de commande, de verrouillage et d'effacement sélectif dé pistons coulissant dans des orifices cyclindriques et destinés notamment à l'affichage de caractères Braille ou d'un graphisme ainsi qu'à un terminal d'affichage d'une page de caractères Braille ou d'un graphisme en vue de sa lecture tactile directe par un non voyant ou d'une impression sur un support. Actuellement, l'affichage de caractères, notamment de caractères Braille, au moyen de points saillants, est utilisé de manière courante pour permettre aux non voyants d'avoir accès par lecture tactile à des écrits, des livres, des documents Généralement, les caractères sont imprimés par points en relief, selon un alphabet, dans lequel chaque lettre ou signe est représenté par un caractère constitué de un à six points en relief disposés sur deux colonnes de trois points. Récemment, l'évolution de l'électronique et de l'informatique a entralné le développement, pour les non voyants, de dispositifs d'affichage et d'effacement de caractères pour les remplacer par d'autres caractères. Ces dispositifs mettent en oeuvre des aiguilles ou des pistons mobiles entre une position haute ou un picot que porte leur extrémité qui fait saillie de la surface de lecture et une position basse où le picot est effacé par rapport à la dite surface. Les caractères sont transmis sous forme d'impulsions, généralement électriques, à des moyens qui commandent le déplacement des aiguilles ou des pistons et donc l'affichage ou l'effacement des différents picots par rapport à la surface. A ce niveau, l'invention concerne plus particulièrement les dispositifs qui permettent d'afficher une page complète de caractères de type Braille ou d'un graphisme. Elle ne concerne donc pas à priori les dispositifs ne permettant que l'affichage d'un nombre limité de caractères Braille, généralement limités d'ailleurs au nombre des doigts d'une main. Il existe des dispositifs d'affichage où le déplacement des différents pistons est commandé par des bobines d'induction ou des électro-aimants qui agissent directement sur le piston. De tels dispositifs nécessitent la mise en oeuvre d'autant de bobines ou d'électro-aimants qu'il y a de picot, et par ailleurs les impulsions et commandes doivent être maintenues aussi longtemps que l'affichage est réalisé. Ces dispositifs sont donc d'une mise en oeuvre complexe et consomme beaucoup d'énergie. Pour limiter cette consommation à celle nécessaire aux déplacements certains dispositifs mettent en oeuvre un verrouillage mécanique des pistons en position haute ou en position basse. Ainsi, dans le brevet FR-2.411.455, les pistons sont rappelés en position d'effacement par des ressorts, et dès leur sortie qui est commandée par un électro-aimant, une bille vient se loger sous leur partie inférieure de manière à les maintenir en position haute après l'excitation de la bobine. Un dispositif de type semblable est décrit dans le brevet FR-2.450.487. Les pistons sont cependant verrouillés en position basse chacun par un bilame qui, lorsqu'il est traversé par un courant, s'échauffe et libère le piston correspondant. Un ressort provoque alors la sortie du picot et le maintient en position haute. Pour ces deux dispositifs, l'effacement des picots est effectué d'une manière globale par un moyen mécanique distinct qui ramène en meme temps tous les picots en position basse. Ceci constitue un premier inconvénient. En effet, la modification d'un caractère de la page nécessite son effacement complet puis sa réimpression. En outre, chaque piston est commandé par un dispositif électronique individuel. Il y a donc autant de dispositifs que de pistons, ce qui entralne un prix de revient relativement élevé, une fabrication complexe. Ceci constitue également un obstacle à la miniaturisation du dispositif, puisque chaque moyen de commande électro-mécanique doit etre entièrement logé en dessous de son piston. On connait également le dispositif décrit dans le brevet FR-2.495.362 où les aiguilles sont verrouillées en position haute par des ergots tous reliés à une meme lame. Par un mouvement de translation de cette lame et donc des ergots les aiguilles sont libérées et, par des ressorts également découpés dans une lame également unique, sont ramenées en position basse. Ce document, cependant, n'indique pas la nature des moyens très certainement électro-mécaniques qui permettent le déplacement en position haute des aiguilles ni un éventuel rôle des ergots affectés à des aiguilles en position basse. Un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif de commande de verrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons qui entrante une consommation d'énergie excessivement réduite. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif qui permette d'afficher et de modifier certains caractères sans qu'il soit nécessaire d'effacer l'ensemble de la page. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif pour lequel les moyens de commande occupent un encombrement réduit, et qu'il est donc possible de miniaturiser. D'autres buts et-avantages de la présente invention appa raltront au cours de la description qui va suivre. Le dispositif de commande, de verrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons est caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque piston - des moyens longitudinaux de verrouillage dans chacune des positions haute et basse, - des moyens transversaux de verrouillage dans chacune des positions haute et basse, - et pour l'ensemble des pistons, une chambre commune et sensiblement étanche, dans laquelle débouche chaque orifice de piston et des moyens pour soumettre à volonté la chambre à une pression et à une dépression de fluide en vue de la commande des déplacements en position haute et basse des pistons. Le procédé de commande de verrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons est caractérisé en ce qu'on sélectionne séquentiellement, pas à pas, chaque piston par une commande multiplexée de déverrouillage des tiges longitudinales et transversales de verrouillage, en ce qu'à chaque pas on soumet la chambre commune à une dépression ou à une pression selon que la position du piston déverrouillé doit être ou non modifiée dans un sens ou dans l'autre et que l'on verrouille ensuite au moins l'une des tiges longitudinale et transversale de verrouillage. Le terminal d'affichage est caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de commande de verrouillage et d'effacement sélectif combiné à des moyens de conversion de signaux numériques en signaux de commande des tiges longitudinales et des tiges transversales. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1: une schématisation du dispositif de commande de verrouillage et d'effacement, - figure 2: une coupe partielle selon II-II de la figure i, montrant à titre d'exemple trois pistons chacun dans des phases différentes de leur déplacement, - figure 3: une coupe selon III-III de la figure 2, - figure 4: une tige de verrouillage longitudinale ou transversale, - figure 5: le dispositif relié à un terminal d'affichage. La figure 1 représente schématiquement en vue de dessus, une matrice d'affichage 1 dont la plaque frontale 2 est perçée d'une pluralité d'orifices 3. Ces orifices sont situés d'une manière matricielle, aux intersections de lignes 4 et de colonnes 5. Pour faciliter la compréhension de la description, la plaque 2 sera considérée comme horizontale, les axes des orifices 3 et d'une manière générale tout ce qui est orthogonal à la plaque 2 sera considéré comme vertical. Ce qui se rapporte aux lignes 4 sera qualifié de longitudinal et ce qui se rapporte aux colonnes 5 sera qualifié de transversal. Il va de soi que ceci a pour unique but de clarifier la description et n'a pas de valeur limitative pour l'invention. La matrice d'affichage 1 présente sous la plaque frontale 2, une plaque intermédiaire dite bâti 6 perçé d'une pluralité d'orifices 7 dont les axes 8 qui sont parallèles et verticaux colncident avec les axes des orifices 3 de la plaque frontale 2. Les orifices 7 du bâti sont de préférence cylindriques et leur diamètre est supérieur à celui des orifices 3 de la plaque frontale 2. A l'intérieur des orifices 7 se trouvent logés des pistons 9, 10, 11 dont la section correspond sensiblement à la section des orifices 7 et qui, de préférence, ont globalement une forme de cylindres de révolution. Dans les orifices 7, les pistons 9, 10, 11 sont mobiles en translation entre une position basse et une position haute, cette dernière position étant par exemple celle représentée à droite de la figure 2. Dans cette position, un picot 12 qui surmonte son extrémité supérieure traverse la plaque frontale 2 et fait saillie à la surface externe de cette plaque frontale 2. Tel que cela est connu, ce picot peut être perçu-de manière tactile par un non voyant et, à cet effet, concourir à la formation de signes tels, notamment, ceux de l'alphabet Braille. En position haute, la fin de course du piston 9 est déterminé par une butée, par exemple, constituée par les épaulements complémentaires créés dans le logement et sur le mobile par la différence de diamètres du corps du piston 8 et de celui du picot 12, d'une part, de l'orifice 7 du bâti 6 et de celui de la plaque frontale 2, d'autre part. A gauche de la figure 2, le piston 11 est représenté en position basse. Dans cette position, le picot 12 porte à l'extrémité supérieure du piston 11 ne fait pas saillie par rapport à la surface externe de la plaque frontale 2 et le piston se trouve en position dite effacée. Selon une caractéristique de l'invention, la matrice d'affichage 1 présente un dispositif de commande, de verrouillage et d'effacement des picots 12 qui comprend pour chaque piston 9, 10, 11 des moyens longitudinaux et transversaux de verrouillage des pistons tant en position haute qu'en position basse, et des moyens communs permettant de commander de manière réversible le déplacement des pistons, lorsqu'ils sont déverrouillés. Dans un mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, l'ensemble des orifices 7 débouche dans une chambre commune 13 sensiblement étanche, et le déplacement des pistons est réalisé en mettant cette chambre sous pression ou sous dépression de fluide notamment et avantageusement d'air. La figure 2 représente les orifices 7 débouchant dans la chambre commune 13 au niveau de leur extrémité inférieure ; Dans ce cas, la chambre 13 est donc située sous les orifices 7. Ceci, naturellement, n'est donné qu'à titre indicatif et tout autre disposition appropriée convient. Par exemple, la chambre 13 pourrait être située dans la partie médiane du bâti 6 et agir en combinaison avec des gorges appropriées des pistons 9, 10, 11 ou pourrait être remplacée pàr plusieurs et par exemple deux- chambres distinctes qui seraient soumises à des pressions de fluides différenciées en fonction du déplacement désiré pour les pistons. Le déplacement d'un piston défini est obtenu par déverrouillage de ses moyens longitudinaux et de ses moyens transversaux puis, selon la position initiale du piston et le déplacement désiré, par mise sous pression ou sous dépression de la chambre commune 13. Dans un mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, les moyens longitudinaux et transversaux de verrouillage des pistons en position haute comprennent des tiges longitudinales et transversales 16, 17 et sur chaque piston 9, 10, 11 deux gorges 14, 15 espacées d'une distance correspondant de préférence à la course du piston. Les moyens de verrouillage longitudinaux et transversaux des pistons en position basse comprennent également des tiges longitudinales et transversales de verrouillage 16 et sur chaque piston, deux gorges supérieures 15, 18. Avantageusement, la distance entre l'axe d'une tige longitudinale 17 de verrouillage et d'une tige transversale 16 est égale à la course du piston 9, 10, 11. Ainsi, le piston 9, 10, 11 peut ne présenter que trois gorges 14, 15, 18, la gorge médiane 15 étant alors utilisée pour les tiges longitudinales et transversales de verrouillage. Les tiges longitudinales et transversales sont de préférence communes respectivement aux pistons d'une même ligne et d'une même colonne. Elles ont avantageusement une forme de cylindre et sont logées dans des orifices tels que les orifices 19, 20 débouchant latéralement dans les différents orifices cylindriques 7 des pistons 9, 10, 11. Dans un mode préférentiel de réalisation, les orifices logeant les tiges transversales et longitudinales ont un même diamètre et séparés de l'axe des pistons 9, 10, 11 d'une distance qui est inférieure à la somme des rayons du piston et d'une tige. La figure 4 représente à titre d'illustration une tige 21 longitudinale ou transversale dont la partie centrale est pourvue d'une pluralité de gorges 22. L'espacement entre les gorges 22 correspond à l'espacement entre les pistons d'une même ligne ou d'une même colonne, selon que la tige est longitudinale ou transversale. Les extrémités- 23, 24 de la tige 21 sont de préférence lisses afin de permettre à ce niveau son guidage et- son raccordement à des moyens de commande, de déplacement tels par exemple un vérin ou un électro-aimant ou tout autre moyen approprié. La courbure des gorges 22 des tiges longitudinales et transversales est sensiblement égale ou légèrement supérieure au rayon des pistons 8. De même, la courbure des gorges 14, 15 et 18 des pistons 8 est sensiblement égale ou légèrement supérieure au rayon des tiges 21. Le verrouillage d'un piston 8 est obtenu en faisant coincider la zone 25 comprise entre deux gorges 22 de la tige de commande longitudinale ou transversale de verrouillage du piston avec l'une des gorges correspondantes 14, 15 ou 18 du piston. Par contre, le déverrouillage d'un piston nécessite la mise en coincidance, d'une part1 des gorges 22, des tiges transversales longitudinales avec, d'autre part, l'orifice cylindrique 7 dans lequel se déplace le piston 9, 10,11. A titre d'illustration, la figure 2 représente les trois pistons 9, 10, 11 dans trois phases différentes de son déplacement. Pour le piston 9, la tige transversale 16 assure le verrouillage en position haute par exemple d'une zone 25 dans sa gorge inférieure 14. La tige longitudinale 17 qui n'est pas représentée, peut indifféremment assurer le verrouillage du piston 9 par engagement de sa zone 25 dans sa gorge médiane 15 ou libérer le piston 9 en présentant sa gorge propre 22 face. à la dite gorge médiane 15. Pour le piston 10, la tige 16 a été actionnée de manière à mettre en correspondance sa gorge 22 et l'orifice 7. Il est nécessaire que la tige longitudinale 17 soit dans une position semblable de manière à ce que les tiges longitudinales et transversales ne présentent aucune entrave au déplacement du piston 10. A ce stade, la chambre commune 13 est mise en dépression de manière à entraîner le déplacement du piston 10 de sa position haute à sa position basse ou en pression pour un déplacement inverse. Le piston 11 est verrouillé en position basse par la tige transversale 16 dont une zone 25 s'engage dans sa gorge médiane 15. La position de la tige longitudinale est indifférente. Naturellement, ceci n'est donné qu'à titre d'illustration. L'important est de noter qu'un piston est verrouillé par sa tige correspondante longitudinale ou transversale. Par contre, son déplacement nécessite le déverrouillage des tiges longitudinale et transversale correspondantes. De ce fait, avantageusement, l'affichage de caractères ou un graphisme à l'aide des picots 12 au travers de la plaque frontale 2 peut se faire par une commande multiplexée de déverrouillage des lignes longitudinales et transversales. Ce mode de balayage permet de sélectionner successivement et séquentiellement chaque piston et plus précisément celui situé à l'intersection d'une ligne longitudinale et d'une ligne transversale déverrouillées. Selon les cas, le piston est ou non déplacé par pression ou dépression, par exemple au moyen de la pompe réversible 27 raccordée à la chambre commune 13. Il est nécessaire de remarquer que chaque picot peut être effacé ou affiché indépendamment d'un autre par déverrouillage de la tige longitudinale et de la tige transversale correspondantes, et que son affichage peut être modifié par exemple pour une correction sans qu'il soit pour cela nécessaire d'effacer l'ensemble des picots. La matrice d'affichage 1 de l'invention permet donc, notamment, d'afficher un texte ou un graphisme et de le faire évoluer dans le temps. Naturellement, le nombre des picots par ligne et par colonne ainsi que leur disposition relative sont déterminés en tenant compte des habitudes ou des conventions dans la lecture tactile de caractères par les non voyants. Ainsi, les picots 12 ou plus précisément les orifices 3 pourront être répartis par groupe de deux colonnes de trois picots pour la représentation de l'alphabet Braille ou naturellement selon tout autre disposition appropriée. La figure 5 représente une application avantageuse de l'invention, dans le cas d'un terminal d'affichage d'une page de caractères Braille ou un graphisme notamment en vue de sa lecture tactile directe par un non voyant ou une impression sur un support. Le terminal comprend une matrice semblable à la précédente munie d'orifices 3 que sont susceptibles de traverser des picots. On a représenté de manière schématique en 30, les extrémités des tiges longitudinales, en 31 les moyens de commande du déplacement des tiges longitudinales, par exemple une bobine à noyau plongeur ou un électro-aimant, en 32 les extrémités des tiges transversales et en 33 les moyens de commande du déplacement de ces tiges. Les informations à afficher sur la matrice 1 sont traduites en impulsions électriques appliquées aux moyens 31 à 33 de déplacement des tiges ainsi qu'à la pompe 27 selon des séquences qui peuvent être facilement déterminées par l'homme de l'art. La traduction des informations est réalisée par des moyens de conversion de signaux numériques spécifiques ou répondant à un standard connu RS 232, V24. Ces moyens de conversion sont représentés de manière schématique par une carte électronique 34 en figure 5. A titre d'illustration, cette carte est reliée à un micro-ordinateur 35 mais elle pourrait tout aussi bien y être intégree. Ce terminal d'affichage peut être avantageusement associé à un clavier de type Azerty ou Qverty spéeialement adapté pour les non voyants, l'ensemble permettant à ces personnes d'avoir accés à l'informatique et à la télématique. Naturellement la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif et on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. En particulier, la matrice 1 pourrait permettre d'imprimer par points un document appliqué sur sa face supérieure 2. Egalement, cette matrice pourrait être réalisée de manière modulaire ce qui permettrait en fonction des besoins de lui donner des dimensions les plus appropriées. Bien que décrite en référence à une matrice d'affichage en caractères Braille, il est évident que l'invention s'applique à n'importe quels signes qu'ils soient perçus de manière tactile ou visuelle. Dans ce dernier cas, les picots présentent une couleur caractéristique évidemment luminescente et la matrice est associée à des moyens d'éclairage naturels ou artificiels qui rendent visibles les picots en position sortie et non visibles les autres. A cet effet, les picots peuvent présenter une forme appropriée différente de celle représentée dans les figures. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande, de verrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons (9, 10, 11) prolongés par des picots (12) coulissant dans des orifices (7) d'axes sensiblement parallèles entre une position haute et une position basse et dont en position haute, les picots (12) font saillie sur la surface externe d'une plaque frontale (2) par rapport à laquelle sont perpendiculaires les axes (8) des orifices (7 qui sont répartis selon une matrice (1) présentant des lignes (4) longitudinales et des colonnes (5) transversales, ce dispositif destiné par exemple à l'affichage d'une page de caractères Braille ou d'un graphisme en vue de sa lecture tactile directe par un non voyant, de son impression sur un support ou d'une lecture visuelle, étant CARACTERISE par le fait qu'il comprend pour chaque piston (9, 10, 11) - des moyens longitudinaux (17) de verrouillage des pistons (9, 10, 11) dans chacune des positions haute et basse des dits pistons, - des moyens transversaux (16) de verrouillage des pistons (9, 10, 11) dans chacune des positions haute et basse des dits pistons, - et, au moins pour plusieurs sinon pour l'ensemble des pistons (9, 10, il), une chambre commune (13) et sensiblement étanche,. dans laquelle débouche chaque orifice (7) de ces pistons (9, 10, 11) et des moyens (27) pour soumettre à volonté la chambre (13) à une pression et à une dépression en vue de la commande des déplacements des pistons dévérouillés vers celles de leurs positions haute et basse qui est souhaitée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens longitudinaux de verrouillage en position haute ou en position basse comprennent pour chaque piston (9, 10, 11) au niveau de son corps, deux gorges (15, 18) espacées d'une distance correspondant à la course du piston (9, 10, 11), dans lesquelles s'engage une tige longitudinale de verrouillage (17) dans la gorge inférieure (15) du piston (9, 10, 11) pour un verrouillage en position haute et dans la gorge supérieure (18) pour un verrouillage en position basse. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens transversaux de verrouillage en position haute ou en position basse comprennent pour chaque piston (9, 10, 11) au niveau de son corps, deux gorges (14, 15) espacées d'une distance correspondant à la course du piston (9, 10, 11), dans lesquelles s'engage une tige transversale (16) de verrouillage dans la gorge inférieure (14) pour un verrouillage en position haute et dans la gorge supérieure (15) pour un verrouillage en position basse. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la distance entre une tige longitudinale (17) et une tige transversale (16) est égale à la course du piston (9, 10, 11) et par le fait que le corps du piston présente trois gorges (14,- 15, 18) espacées l'une de l'autre d'une distance égale à la course du piston (9, 10, 11) et par le fait que la gorge médiane (15) est commune aux moyens longitudinaux et transversaux de verrouillage. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque tige longitudinale (17) de verrouillage est commune à l'ensemble des pistons (9, 10, 11) d'une même- ligne (4) et qu'elle présente des gorges (22) dont l'espacement correspond sensiblement à celui des pistons (9, 10, 11) de la ligne. 6. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que chaque tige transversale (16) de verrouillage est commune à l'ensemble des pistons (9, 10, 11) d'une même colonne (5) et qu'elle présente des gorges (22) dont l'espacement correspond sensiblement à des pistons (9, 10, 11) de la colonne. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que les pistons -(9, 10, 11) et les tiges (16, 17) ont des formes de cylindres, par le fait que les gorges (14, 15, 18, 22) sont annulaires et par le fait que-la courbure des gorges (14, 15, 18) des pistons est sensiblement égale au rayon des tiges (21) et la courbure des gorges (22) des tiges (16, 17) égale au rayon des pistons (9, 10, 11). 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que c'est à son extrémité opposée à celle logeant le picot que chaque orifice cylindrique (7) débouche dans la chambre commune (13) et par le fait que la paroi inférieure de la chambre commune (13) constitue une butée pour les pistons (9, 10, 11) en position basse. 9. Procédé de commande, de déverrouillage et d'effacement sélectif d'une pluralité de pistons coulissant respectivement dans des orifices (7) cylindriques selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que l'on sélectionne séquentiellement, pas à pas, chaque piston (9, 10, 11) par une commande multiplexée de déverrouillage des tiges longitudinale et transversale de verrouillage, par le fait que, selon que la position du piston déverrouillé doit ou non être modifiée, à chaque pas, on soumet ou on ne soumet pas la chambre commune (13) à une dépresion ou à une pression et ce en fonction du sens de la modification souhaitée et, par le fait que l'on verrouille ensuite chaque piston avec au moins l'une des tiges longitudinale et transversale de verrouillage. 10. Terminal d'affichage d'une page de caractères Braille ou d'un graphisme en vue de sa lecture tactile directe par un non voyant ou d'une impression sur un support, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de commande de verrouillage et d'effacement sélectif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et des moyens de conversion (34) de signaux numériques en signaux de commande des tiges longitudinales et des tiges transversales.