Brevet FR2851828A1 — publié le 20040903

I L'invention concerne un dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux sur une surface d'entrée de données, qui comprend des moyens intégrés dans cette surface pour donner à un utilisateur une information haptique de retour, laquelle s'effectue par des mouvements produits sur la surface d'entrée de données, 5 et un dispositif de traitement des données qui est relié à la surface d'entrée de données pour effectuer le traitement des signaux entrés. Un dispositif pour l'entrée de signaux sur une surface d'entrée de données avec une information haptique de retour est connu par le document DE 41 40 780 AI. Sur une surface de contact ettou d'actionnement, sont disposés des éléments mobiles 10 qui sont couplés à un système de commande, lequel provoque des mouvements des éléments qui sont perceptibles de manière haptique par un utilisateur. Les éléments mobiles sont ici soumis à des vibrations de différentes fréquences et de différentes intensités, par lesquelles des informations sont transmises à l'utilisateur du dispositif. Un inconvénient de ce dispositif consiste en ce que la possibilité de 15 transmission d'informations de la surface d'entrée de données à l'utilisateur n'est que très limitée. En supplément, la complexité mécanique et de technique des circuits pour la réalisation d'un dispositif selon l'état de la technique est très grande, ce qui a pour conséquence des cots de production élevés et une grande sensibilité aux 20 perturbations. L'invention a donc pour but de fournir un dispositif d'entrée de données du genre cité en introduction qui transmette une multiplicité d'informations à l'utilisateur et qui soit d'une construction économique. Ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif d'entrée de données 25 pour l'entrée de signaux sur une surface d'entrée de données, qui comprend des moyens intégrés dans cette surface pour donner à un utilisateur une information haptique de retour, laquelle s'effectue par des mouvements produits sur la surface d'entrée de données, et un dispositif de traitement des données qui est relié à la surface d'entrée de données pour effectuer le traitement des signaux entrés, 30 caractérisé en ce que la surface d'entrée de données est constituée par une surface de projection à laquelle est associé un projecteur au moyen duquel au moins une image est projetée sur la surface d'entrée de données. Le dispositif d'entrée de données selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques avantageuses suivantes: la surface de projection est constituée par une surface de projection arrière transparente, translucide, et le projecteur est disposé sur le côté de la surface de projection qui est opposé à l'utilisateur; - une matrice faite de conducteurs électriques est formée dans la surface de projection, matrice aux noeuds de laquelle sont formés des convertisseurs électromécaniques pour l'entrée de données et/ou pour la production de l'information de retour destinée à l'utilisateur, les convertisseurs électromécaniques étant utilisés aussi bien comme capteurs que comme actionneurs; - les convertisseurs électromécaniques sont constitués par des éléments piézoélectriques; - les convertisseurs électromécaniques sont constitués par des bobines oscillantes; - l'information de retour produite par les convertisseurs électromécaniques est perceptible pour l'utilisateur par voie acoustique. Selon l'invention, le problème est résolu par le fait que la surface d'entrée de données est constituée par une surface de projection à laquelle est associé un projecteur au moyen duquel au moins une image est projetée sur la surface d'entrée 15 de données. L'invention a l'avantage consistant en ce que la surface d'entrée de données est utilisée en même temps comme surface de projection pour la présentation visuelle d'informations. Grâce à la projection d'une image sur la surface d'entrée de données, la surface d'entrée de données remplit une double fonction, ce qui garantit une 20 utilisation très efficace de l'espace disponible. En supplément, pour l'utilisateur de la surface d'entrée de données, il est très commode de pouvoir sélectionner et appeler directement des points de menu sur une image projetée. Dans une forme de réalisation de l'invention, la surface de projection est constituée par une surface de projection arrière transparente, translucide, et le 25 projecteur est disposé sur le côté de la surface de projection qui est opposé à l'utilisateur. Ceci a l'avantage consistant en ce que, lorsque l'utilisateur se rapproche de la surface de projection pour effectuer une entrée de données, il ne projette pas sur la surface d'entrée de données une ombre qui pourrait recouvrir l'image produite par le projecteur. Les surfaces de projection sur paroi arrière transparentes peuvent 30 être fabriquées de façon très économique en une matière plastique robuste. Dans une autre forme de réalisation, une matrice de conducteurs électriques est formée dans la surface de projection, matrice aux noeuds de laquelle sont formés des convertisseurs électromécaniques pour l'entrée de données et/ou pour la production de l'information de retour destinée à l'utilisateur, les convertisseurs 35 électromécaniques étant utilisés aussi bien comme capteurs que comme actionneurs. La disposition en matrice des convertisseurs électromécaniques couvre toute la surface de projection, de sorte qu'il est possible de déterminer chaque point de la surface de projection comme lieu d'entrée de données. Pour cela, l'occupation des convertisseurs électromagnétiques, situés aux noeuds de la matrice avec les fonctions qui doivent être commandées par ces noeuds, peut être adaptée au moyen d'un micro-calculateur aux points de menu contenus dans les images projetées, ce qui 5 permet une entrée de données d'une haute flexibilité, correspondant à la situation. En dehors de l'entrée de données, la transmission de l'information de retour à l'utilisateur est rendue facile à adapter aux besoins par la possibilité de piloter librement les convertisseurs électromécaniques. Dans une autre forme de réalisation, les convertisseurs électromécaniques 10 sont constitués par des éléments piézoélectriques. Les éléments piézoélectriques sont très répandus pour la conversion de grandeurs mécaniques en signaux électriques et inversement et, de ce fait, leur mise en oeuvre est donc très économique. Par ailleurs, les éléments piézoélectriques sont d'une très longue durée de vie et fiables, ce qui est justement un avantage décisif pour leur mise en oeuvre 15 dans l'industrie automobile. Dans un développement de l'invention, l'information de retour pour l'utilisateur qui est produite par les convertisseurs électromécaniques est perceptible par voie acoustique. A côté de la perception visuelle et haptique, la perception acoustique représente une autre voie pour la transmission d'informations de l'appareil à 20 l'utilisateur. Comme dans le cas de la réception d'informations par voie haptique, un conducteur de véhicule peut conserver le contact visuel avec la circulation lorsqu'il reçoit des informations par voie acoustique. Dans le cas de la réception acoustique des informations, l'utilisateur a même la possibilité d'enregistrer simultanément différentes informations issues de différentes sources. Par exemple, une confirmation 25 acoustique de l'appareil pour un ordre détecté peut être perçue par l'utilisateur en même temps que la sirène d'un véhicule de secours qui se rapproche. L'invention admet de nombreuses formes de réalisation. Une de ces formes sera expliquée au moyen des figures présentées sur les dessins. Sur ces dessins, - la figure 1 montre une surface d'entrée de données selon l'état de la 30 technique, - la figure 2 montre une surface d'entrée de données selon l'invention, - la figure 3 montre une autre représentation de la surface d'entrée de données selon l'invention, - la figure 4 montre une coupe latérale de la surface d'entrée de données 35 selon l'invention. La figure 1 montre l'état de la technique. On a représenté une surface d'entrée de données 1, un moniteur ou un écran plat 2, un utilisateur 3 et un dispositif de traitement de données 8. La surface d'entrée de données 1 est équipée de moyens pour la rétroaction haptique. Par exemple, si l'utilisateur 3 remarque sur le moniteur 2 un point de menu qui doit être sélectionné, il le sélectionne par une entrée de signal sur la surface d'entrée de données 1. Lorsque le dispositif de traitement de données 8 5 a reconnu l'entrée, la réponse du système peut s'effectuer aussi bien sous la forme d'une représentation visuelle sur le moniteur 2 que sous la forme d'une rétroaction haptique sur la surface d'entrée de données 1. Une rétroaction haptique est une excitation du sens du toucher de l'utilisateur 3 qui signale à l'utilisateur 3, par exemple, le fait que l'entrée des données a été reconnue par le dispositif de 10 traitement des données 8. De telles rétroactions haptiques ont des avantages très variés, par exemple, dans l'utilisation d'un dispositif de traitement des données 8 dans un véhicule automobile. Lorsque des véhicules automobiles sont utilisés dans la circulation urbaine, il convient que le regard de l'utilisateur 3 soit aussi peu distrait de la circulation que possible. Si les messages envoyés du dispositif de traitement des 15 données 8 à l'utilisateur 3 s'effectuent par une rétroaction haptique, il n'est pas indispensable d'effectuer un contrôle visuel supplémentaire sur un moniteur 2. De cette façon, l'utilisateur 3 du véhicule automobile peut mieux se concentrer sur la circulation urbaine. Toutefois, la séparation entre la surface d'entrée de données 1 et le moniteur 2 nécessite un espace supplémentaire dans la région de l'habitacle du 20 véhicule automobile. Etant donné qu'un grand nombre de systèmes et de composants sont justement implantés dans l'habitacle d'un véhicule automobile, une construction peu encombrante est d'une très grande importance dans cette région. Une forme de réalisation de l'invention telle que celle représentée sur la figure 2 économise l'espace d'encombrement nécessaire pour le moniteur. Sur la figure 2, 25 on a représenté un utilisateur 3, un dispositif de traitement des données 8, un projecteur 5 et une surface d'entrée de données 1. La surface d'entrée de données 1 est utilisée en même temps comme surface de projection. Dans la surface d'entrée de données 1, sont intégrés des convertisseurs électromécaniques qui sont décrits de façon plus détaillée sur la figure 3. L'utilisateur regarde tout d'abord la surface de projection 4, avec les informations produites par le projecteur 5 et il se décide pour un point de menu qu'il souhaiterait sélectionner. Dans cet exemple de réalisation, la surface de projection 4 est constituée par une surface de projection sur paroi arrière. Le projecteur 5 est disposé sur le côté de 35 la surface de projection 4 qui est opposé à l'utilisateur 3. Grâce à ce mode de construction, l'utilisateur 3 peut regarder la surface de projection 4 et la toucher sans projeter d'ombre sur la surface de projection 4. Etant donné que, selon l'invention, la surface d'entrée de données 1 est utilisée comme surface de projection 4, l'utilisateur 3 peut saisir directement sur l'image produite par le projecteur 5 et ainsi sélectionner le point de menu qui y est affiché. Etant donné que la surface d'entrée de données 1 est constituée par une simple surface de projection 4 et qu'elle n'est pas intégrée dans un écran plat 2 ni dans un moniteur, elle peut être fabriquée de façon relativement simple et robuste, par exemple en matière plastique, et elle peut être équipée des convertisseurs électromécaniques 7 nécessaires (voir figures 3 et 4). En supplément, la forme de 10 construction de la surface d'entrée de données selon l'invention représente une unité très économique, multifonctionnelle. Selon une forme de réalisation de l'invention, les convertisseurs électromécaniques ont pour fonction d'opérer aussi bien en capteurs pour saisir les ordres d'entrée donnés par l'utilisateur 3, qu'en actionneurs pour mettre à la 15 disposition de l'utilisateur 3, une réponse du système sous la forme d'un signal haptique et donc palpable. L'utilisation de la perception haptique en supplément de la perception visuelle permet de transmettre des informations à l'utilisateur 3 par différentes voies, ce qui ne serait pas possible dans le cas de l'utilisation exclusive de la perception visuelle. En particulier, un utilisateur 3 qui se concentre sur la circulation 20 urbaine peut recevoir par des excitations haptiques des informations qu'il n'aurait reçues que beaucoup plus tard s'il avait été averti uniquement par contact visuel avec un moniteur ou analogue. Sur la figure 3, la surface d'entrée de données 1 indiquée sur la figure 2 est représentée avec plus de détails. Dans la surface d'entrée de données 1 est intégrée 25 une matrice 6 de conducteurs électriques aux noeuds desquels sont disposés des convertisseurs électromécaniques 7. La surface d'entrée de données 1 est composée d'une matière transparente, de préférence d'une matière plastique. L'information pouvant être perçue visuellement est projetée sur la surface d'entrée de données 1, la surface d'entrée de données 1 étant alors utilisée comme surface de projection 4. La 30 surface d'entrée de données 1 est d'une construction en sandwich. La matrice 6 composée de conducteurs électriques est formée sur une première couche translucide transparente. Les convertisseurs électromécaniques 7 se trouvent aux noeuds de la matrice 6 faite de conducteurs électriques. Ici, il peut s'agir, par exemple, d'éléments de construction piézoélectriques ou de bobines oscillantes. Sur la matrice 35 6 composée de conducteurs électriques, est déposée une autre couche translucide qui est assemblée intimement à la première couche translucide, ce qui complète la surface d'entrée de données 1. En supplément, les surfaces des couches translucides qui sont éloignées de la matrice 6 sont munies de moyens pour la suppression des reflets ou pour la représentation tridimensionnelle de l'image. Les convertisseurs électromécaniques 7 prévus aux noeuds de la matrice 6 faite de conducteurs électriques servent aussi bien de capteurs pour la réception des 5 ordres donnés par l'utilisateur 3 que d'actionneurs pour la transmission d'informations du système à l'utilisateur 3. En dehors des excitations haptiques, les convertisseurs électromécaniques 7 peuvent aussi transmettre à l'utilisateur 3 des excitations perceptibles par voie acoustique. La surface d'entrée de données 1 assure ainsi trois ou quatre fonctions différentes. Tout d'abord, la réception des données, 10 deuxièmement la présentation visuelle des informations et, troisièmement, la transmission d'informations haptiques et/ou acoustiques à l'utilisateur 3. Pour la production des excitations haptiques et/ou acoustiques, aux noeuds de la matrice 6, il est possible d'attaquer un conducteur horizontal avec une fréquence inaudible, par exemple de 25 kHz et d'attaquer un conducteur vertical avec une 15 fréquence inaudible de 25,5 kHz. Au noeud o les deux conducteurs se rencontrent, un signal de différence peut être produit par une interférence destructive. Ce signal différence possède la fréquence audible de 500 Hz qui se forme au noeud des deux conducteurs sélectionnés. Sur la figure 4, est représentée une coupe latérale de la surface d'entrée de 20 données 1 équipée du projecteur 5 associé qui est représentée sur la figure 3. Pour pouvoir utiliser la surface d'entrée de données 1 comme surface de projection sur paroi arrière, cette surface est composée de deux couches translucides transparentes 9, 10. Entre les deux couches translucides 9, 10 sont disposés les convertisseurs électromécaniques 7 et les conducteurs électriques qui forment une matrice 6. Sur la 25 surface de projection de paroi arrière, on peut produire, au moyen du projecteur 5, une image qui contient les informations visuelles nécessaires. Les convertisseurs électromécaniques 7 servent de capteurs pour l'entrée d'informations par l'utilisateur 3 ainsi que d'actionneurs pour la production d'excitations haptiques avec lesquelles des informations sont restituées à l'utilisateur 3. Des éléments piézoélectriques ou 30 des bobines oscillantes sont particulièrement bien appropriés pour être utilisés comme convertisseurs électromécaniques 7. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux sur une surface d'entrée de données (1), qui comprend des moyens intégrés dans cette surface pour donner à un utilisateur (3) une information haptique de retour, laquelle s'effectue par des mouvements produits sur la surface d'entrée de données (1), et un dispositif de traitement des données (8) qui est relié à la surface d'entrée de données (1) pour effectuer le traitement des signaux entrés, caractérisé en ce que la surface d'entrée de données (1) est constituée par une surface de projection à laquelle est associé un projecteur (5) au moyen duquel au moins une image est projetée sur la surface d'entrée de données (1). 2. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de projection (4) est constituée par une surface de projection arrière transparente, translucide, et le projecteur (5) est disposé sur le côté de la surface de projection (4) qui est opposé à l'utilisateur (3). 3. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que une matrice (6) faite de conducteurs électriques est formée dans la surface de projection (4), matrice aux noeuds de laquelle sont formés des convertisseurs électromécaniques (7) pour l'entrée de données et/ou pour la production de l'information de retour destinée à l'utilisateur, les convertisseurs électromécaniques (7) étant utilisés aussi bien comme capteurs que comme actionneurs. 4. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux selon la revendication 3, caractérisé en ce que les convertisseurs électromécaniques (7) sont constitués par des éléments piézoélectriques. 5. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les convertisseurs électromécaniques (7) sont constitués par des bobines oscillantes. 6. Dispositif d'entrée de données pour l'entrée de signaux selon au moins une des revendications précitées, caractérisé en ce que l'information de retour produite par les convertisseurs électromécaniques (7) est perceptible pour l'utilisateur (3) par voie acoustique.