Brevet FR2565163A1 — publié le 19851206

- 1 - 2565163 Clavier à touches de commande manuelle combinées avec un système d'affichage L'invention concerne la conception et la-réali- sation des claviers, étant entendu que ce terme englobe toutes sortes de claviers, destinés à être utilisés pour la commande manuelle des machines les plus diverses; les claviers des machines de bureaux, notamment ceux des machines à écrire ou des périphériques d'ordinateurs, en sont des exemples particulièrement représentatifs, mais nullement limitatifs. Dans ce cadre, l'invention propose principalement de combiner en un même dispositif, deux modes de fonction- nement différents, à savoir celui des touches mécaniques des claviers classiques et celui des écrans tactiles per- mettant une commande par toucher du doigt, et d'élargir par là les possibilités d'application des claviers, en augmentant leur souplesse d'emploi. L'un des résultats de l'invention est, en effet, de conserver la réaction méca- nique des touches, à laquelle est habitué l'utilisateur des claviers classiques, et d'exploiter néanmoins les per- formances des microprocesseurs, pour permettre une redéfi- nition du clavier, d'un emploi à un autre, en autorisant même un dialogue visuel avec l'utilisateur. Le clavier selon l'invention est un clavier touches de commande manuelle combinées avec un système d'affichage, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une série de barres parallèles à déplacement mécanique par enfoncement sous la pression des doigts de l'utilisateur, un système d'affichage lumineux, dont un écran à commande électrique tactile forme le dessus desdites barres, des circuits d'élaboration d'ordres de commande à partir d'au moins des informations de barres et des informations de touches, lesdites informations de barres étant sélectionnées suivant les barres enfoncées, - 2 - 2 565163 des moyens électroniques pour assigner des fonctions de touches spécifiques à des zones d'écran réparties le long de chaque barre, ou au moins de certaines d'entre elles, des moyens pour commander, par ledit système d'affichage, une représentation visuelle liée à chaque fonction de touche dans la zone d'écran correspondante, des moyens de localisation pour détecter une touche sélectionnée suivant la position de contact des doigts pressant une barre sur lesdites zones d'écran, et des moyens de production desdites informations de touches en fonction de la touche sélectionnée et de la fonction de touche correspondante De préférence, le clavier comporte des moyens pour commander le système d'affichage par les moyens de localisation en fonction de la touche sélectionnée. Les moyens de localisation peuvent avantageusement comporter des moyens pour déterminer une coordonnée Y de la touche sélectionnée suivant la barre enfoncée, et une coor- donnée X de ladite touche sélectionnée suivant la zone d'écran contactée. En fait, pour ce qui concerne la conception du moyen de localisation en liaison avec celle de l'écran tactile et avec l'exploitation des informations de touches, on pourra se reporter aux descriptions qui ont été don- nées dans les demandes de brevets n 83 20480 du 21 décembre 1983 et no 83 19466 du 9 décembre 1983 dépo- sées au nom de Paolo PELLIZZARI. Toutefois, si les modes de réalisation particuliers qui font l'objet de ces brevets peuvent être appliqués de préférence, ils ne sont nullement impérativement nécessaires à la mise en oeuvre de la présente invention. Il existe d'autres formes de réalisation, plus largement connues et disponibles in- dustriellement, qui permettent également, comme le demande le clavier de l'invention, de commander l'affichage lumi- neux sur un écran, de détecter la position du doigt de l'utilisateur sur cet écran, et de déterminer la commande en fonction de la position détectée. Ainsi, on pourra - 3 - 22565163 faire appel aux systèmes d'écrans tactiles fonctionnant par effet capacitif, par exemple. D'une manière particulièrement avantageuse, cha- que barre mobile comprend, en un assemblage rigide, une plaque supérieure transparente comportant des circuits électriques de localisation conçus pour détecter celle de plusieurs touches réservées sur la même barre qui est contactée lors d'un actionnement de la barre, et un dis- positif de visualisation, disposé sous ladite plaque. Le support de l'ensemble peut avantageusement comporter des circuits de traitements préliminaires, tels que des circuits de multiplexage et de démultiplexage en liaison avec les circuits de détection de la plaque d'une part, et avec les circuits de commande du dispositif de visualisation d'autre part. On décrira maintenant plus en détails une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés, dans lequels: - la figure 1 reprend schématiquement la clavier de l'exemple décrit vu de l'extérieur; - la figure 2 représente une barre supposée démontée de ce clavier; - la figure 3 est une vue schématique du clavier en coupe transversale, illustrant la partie mécanique des caractéristiques de l'invention; - la figure 4 est une vue d'une barre en perspec- tive, montrant le dessus de l'écran; - la figure 5 est une autre coupe transversale d'une barre, qui illustre surtout la partie électronique des caractéristiques de l'invention. elon la figure 1, le clavier selon l'invention, Selon la figure 1, le clavier selon l'invention, parmi ses éléments visibles de l'extérieur, comporte une série de barres parallèles 2, sur un châssis 1, qui à titre d'exemple, peut être construit comme celui d'une machine à écrire. Dans la disposition appropriée à l'emploi, les barres 2 sont horizontales, orientées de gauche à droite et se succédant les unes aux autres dans la direction Y. Sur le clavier, les barres 2 fonctionnent comme les touches d'un clavier mécanique: elles s'enfoncent verticalement sous la pression des doigts de l'utilisateur. A cet effet, elles sont montées mobiles à travers le cou- vercle 4 du châssis (figure 3) grâce à un système de leviers 5, les reliant en leurs deux extrémités à un support 6, fixe à l'intérieur du châssis. Sur le support 6 se trouvent, par ailleurs, les circuits électroniques 7 qui élaborent les ordres de eom- mande, dont ceux qui sont transmis aux appareils exté- rieurs que le clavier sert à commander. Il peut s'agir notamment d'une imprimante, d'un moniteur vidéo, d'une unité d'enregistrement magnétique des données, etc., en passant par l'unité centrale d'un système d'ordinateur dont le clavier de l'invention constitue un périphérique. Un dispositif de contact électrique entre des plots 8 et 9, fixés respectivement sous chaque barre 2 et sur le support 6, permet de détecter l'enfoncement de la barre et de transmettre des informations de barres corres- pondantes aux circuits électroniques. Ces informations traduisent l'état enfoncé ou non d'une manière spéci- fique à chaque barre, caractérisant ainsi la coordonnée Y suivant la barre que l'utilisateur actionne. Au cas o le déplacement effectif des barres ne serait pas jugé suffisant dans leur réaction mécanique, les circuits peuvent émettre un son rappelant le déclic des touches d'un clavier uniquement mécanique classique. Par contre, l'inertie de ces dernières est loin de se retrouver dans les barres du clavier de l'invention, - 5 - lesquelles sont au contraire conçues pour pouvoir consti- tuer chacune, plusieurs touches de commande réparties le long de l'axe X. Ceci est obtenu grâce à un système d'affichage lumineux à écran tactile dont on décrira ci- après un exemple de réalisation, étant entendu qu'il peut être de tout autre type. Il est toutefois souhaitable qu'un tel système reste de faible encombrement comme les écrans à commande par effet capacitif qui sont maintenant connus du public ou le système à plaque transparente électriquement conductrice que l'on a décrit dans la demande de brevet français n 83 20480 déposée le 21 décembre 1983 au nom de Paolo PELLIZZARI sous le titre "Tableau de présentation d'informations graphiques. Suivant notamment les figures 4 et 5, chaque barre, sauf la barre d'espacement d'un clavier alpha- bétique ou alphanum6rique, comporte sur le dessus une plaque de détection 11, transparente, et dessous une plaque de base 12, ces deux plaques étant encadrées et reliées ensemble par deux jouées latérales 13. Le dispositif de visualisation qui détermine l'affichage lumineux est formé sous la plaque supérieure 11. Il est du type à cristaux liquides, par exemple. La barre renferme enfin une partie des circuits électroniques de traitement des signaux, sous forme d'un circuit imprimé fixé en 14 sur la plaque de base 12. Ces cicuits comporte en particulier des cicuits de multiplexage et des circuits de démultiplexage, qui traitent d'une part les informations de localisation de la touche contactée par l'utilisateur, issues de la fonction de détection de la plaque 11, d'autre part les ordres de commande d'affichage élaborés par les circuits extérieurs et transmis au dispositif de visualisation. On voit sur la figure 4, notamment, que la plaque 11 porte sur sa face supérieure, deux séries de conducteurs en parallèle. Ceux de la première série 15 et ceux de la seconde série 16 viennent jusqu'à proximité les uns des autres, dans l'axe de la barre, en -6 -2 5.65 16 3 des endroits régulièrement écartés le long de celle-ci, qui représentent autant de points de détection et de localisation, sensibles au contact du doigt de l'utili- sateur qui assure la conduction électrique entre les conducteurs des deux séries. Les signaux obtenus traduisent donc la position en X de la touche contactée sur la barre actionnée. L'information est transmise jusqu'aux circuits 14 grâce à une bande conductrice 17, intercalée entre les plaques 11 et 12 le long d'un côté de la barre. Cette bande est conductrice sélectivement dans le sens vertical, d'une plaque à l'autre, et elle assure ainsi la liaison entre les conducteurs de la plaque 11 et des dépôts conducteurs 18 formés sur la plaque de base 12, par l'intermédiaires de dépôts conducteurs 19 formés dans des encoches ménagées sur un côté de la plaque 11, ceux situés en bout de la barre étant réservés à la première série de conducteurs 15, les autres à la seconde série de conducteurs 16. L'ensemble de cette conception préserve la transparence de la plaque 11 nécessaire à la fonction d'affichage. Les cristaux liquides du dispositif de visuali- sation sont compris entre deux plaques de verre 21 et 22,- la plaque supérieure au moins devant être transparente. Ces plaques portent les dépôts conducteurs qui commandent l'affichage lumineux, aux points de concours entre les conducteurs de deux séries qui sont sélectionnés par les ordres de commande d'affichage. La connexion électrique entre le dispositif de visualisation et les circuits 14, par l'intermédiaire de conducteurs déposés sur la plaque 18, grâce à une bande 23, du même type que la bande 17, disposée de l'autre côté de la barre. Un câble 24, ou un conducteur souple de tout type connu, assure les connexions utiles avec les circuits électroniques extérieurs 7. La conception de ces derniers, comme celle des circuits de multiplexage et démultiplexage 14, est à la portée de l'homme de l'art, du moment que ce derniers a connaissance des fonctions à - 7 - réaliser. Il s'agit, entre autres, d'assigner des fonctions spécifiques aux zones d'écran définies le long de chaque barre, les zones étant définies en liaison avec le système de localisation de la détection d'un contact, mais pour des fonctions dont la définition peut être variée à volonté, de produire des informations de touches en fonction, non seulement de la touche sélec- tionnée lors du contact, mais aussi de la fonction de touche correspondante, de commander par le système d'affichage, une représentation visuelle liée à chaque fonction de touche dans la zone d'écran correspondante. Le système d'affichage fournit ainsi des informations fort utiles à l'utilisateur du clavier, en faisant apparaître par exemple sous ses doigts, une figuration symbolique de la fonction assignée aux touches individuelles, pour une opération déterminée, en visualisation un ordre d'instruction, ou en indiquant si une fonction a été actionnée, et laquelle. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée A20 par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre À25 d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combi- naisons. - 2 -16 REVENDICATIONS 1. Clavier à touches de commande manuelle-combi- nées avec un système d'affichage, caractérisé en ce qu'il comporte une série de barres parallèles à dépla- cement mécanique par enfoncement sous la pression des doigts de l'utilisateur, un système d'affichage lumineux dont un écran à commande électrique tactile forme le dessus desdites barres, des circuits d'élaboration d'ordres de commande à partir d'au moins des informations de barres et des informations de touches, lesdites infor- mations de barres étant sélectionnées suivant les barres enfoncées, des moyens électroniques pour assigner des fonctions de touches spécifiques à des zones d'écran réparties le long de chaque barre, ou au moins de cer- taines d'entre elles, des moyens pour commander par ledit système d'affichage une représentation visuelle liée à chaque fonction de touche dans la zone d'écran corres- pondante, des moyens de localisation pour détecter une touche sélectionnée suivant la position de contact des doigts pressant une barre sur lesdites zones d'écran, et des moyens de production desdites informations de touches en fonction de la touche sélectionnée et de la fonction de touche correspondante 2. Clavier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander le système d'affichage par les moyens de localisation en fonction de la touche sélectionnée. 3. Clavier selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que les moyens de localisation comportent des moyens pourdéterminer une coordonnée Y de la touche sélectionnée suivant la barre enfoncée, et une coor- donnée X de ladite touche sélectionnée suivant la zone d'écran contactée. 4. Clavier suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que chaque barre mobile comprend, en un assemblage rigide, une plaque -9- supérieure transparente (11) comportant des circuits électriques de localisation (15, 16), conçus pour détecter celle de plusieurs touches réservées sur la même barre qui est contactée lors d'un actionnement de la barre, et un dispositif de visualisation (25), disposé sous ladite plaque. 5. Clavier suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que chaque barre comporte des circuits de traitement préliminaire, tels que des circuits de multi- plexage et de démultiplexage (14) en liaison avec les circuits de détection de la plaque d'une part, et avec les circuits de commande du dispositif de visualisation d'autre part. 6. Clavier selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que certaines au moine desdites barres comportent chacune, une plaque supérieure transparente, portant des conducteurs de détection et localisation d'un contact du doigt de l'utilisateur sur une zone d'écran de la barre, définissant la touche sélectionnée sur la barre corres- pondante, un dispositif de visualisation à cristaux liquides par exemple, et des bandes latérales assurant une liaison électrique unidirectionnelle entre des conducteurs formés sur la plaque de base et, d'une part, les conducteurs de la plaque supérieure et, d'autre part, le dispositif de visualisation.