Brevet FR2850178A1 — publié le 20040723

l L'invention porte sur un clavier comportant une pluralité de touches sur lesquelles on agit par pression affleurement ou mouvement des doigts pour commander une action ou pour opérer une sélection de caractères ou de symboles prédéfinis. On utilise communément les claviers pour saisir des informations qui sont à traiter par un système tel qu'un système informatique. L'invention a pour objet un clavier ergonomique pourvu d'un nombre de 10 touches déterminé et dont la disposition permet un apprentissage rapide. On parvient à cet objectif avec un clavier comportant une pluralité de touches disposées selon deux groupes, un pour la main gauche et un pour la main droite, caractérisé par le fait que chacun des groupes comporte, pour 15 les quatre doigts sauf le pouce, une touche de base et deux touches adjacentes alignées de part et d'autre de celle-ci, et pour les pouces une touche de base, les dites touches de base et adjacentes représentant les 26 lettres de l'alphabet. Conformément à une autre caractéristique au moins une partie des touches de base représentent les lettres les plus fréquentes dans les langues latines. En particulier, les touches d'une main représentent les cinq voyelles et les touches de bases de l'autre main sauf le pouce les quatre consonnes parmi " Ni R. T, S, L, D " Selon un mode de réalisation préféré, les touches de base et les touches adjacentes pour les doigts sauf le pouce respectivement sont alignées perpendiculairement à la direction formée par les deux groupes de touches. En particulier, les touches de base du majeur et de l'annulaire sont en avant 30 par rapport aux touches correspondantes de l'index et de l'auriculaire. Conformément à une autre caractéristique, le clavier comprend des touches annexes pour l'index et l'auriculaire disposées selon une ligne parallèle à la ligne formée par la touche de base et les touches adjacentes respectives. Il 35 comporte aussi des touches annexes de part et d'autre de la touche de base pour chacun des pouces. Selon un mode de réalisation particulier, le clavier comporte au moins un groupe de touches supplémentaires, telles que des touches numériques, 40 fonctionnelles, ou directionnelles. De préférence, les touches ont une forme incurvée, les bords des touches situées à la périphérie des dits groupes étant rehaussés. Conformément à une autre caractéristique, les caractères ou symboles sont affectés aux touches par étages, on passe d'un étage à l'autre en agissant sur une touche prédéfinie. En particulier, le clavier comprenant plusieurs étages de caractères correspondant à des langues latines différentes, les touches de base et les touches adjacentes sont affectées à des caractères 10 communs dans les dites langues. Notamment, les caractères propres à une langue sont affectés aux touches annexes. Afin de faciliter encore l'apprentissage, on affecte aux touches adjacentes des caractères formant avec les caractères des touches de base des liens 15 mnémoniques. Conformément à une autre caractéristique, l'affectation des chiffres à l'étage numérique est déterminée par l'utilisateur. En particulier, on affecte un chiffre par touche en fonction du chiffre que l'on affecte de façon réflexe 20 sur chacun de ses doigts. L'invention va être présentée plus en détail dans la description qui suit d'un mode de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente la disposition des touches d'un clavier conforme à l'invention, - les figures 2 à 4 représentent trois étages différents de caractères associés au clavier, - la figure 5 montre le profil des touches selon les coupes AA BB et CC de 30 la figure 1, - la figure 6 représente une variante de clavier. Dans la description qui suit, on se rapporte en premier à une forme internationale de clavier pour les langues à alphabet latin comportant 42 35 touches. Dans une autre forme, il peut en comprendre 89 ou bien un nombre intermédiaire. Dans sa forme de base, telle que représentée sur la figure 1, le clavier comporte 42 touches. Les faces supérieures des touches sont situées globalement dans un même plan. On considère que le clavier est dans une position convenable pour le confort de l'utilisateur lorsqu'il passe: sous la pulpe du bout des index, majeurs, annulaires, auriculaires et par le bord palmaire de la dernière phalange du pouce lorsque la main est en 5 position de repos et d'équilibre sur un plan horizontal, doigts demifléchis; - sous la face palmaire de l'éminence hypothénar; - à un travers de doigt sous la face palmaire du poignet; - sous le coude. Ceci donne une position globalement horizontale lorsque l'utilisateur est assis à un bureau. Le clavier comporte des cales amovibles, non représentées, destinées à relever le bord avant lorsqu'il est situé plus haut que la face inférieure des 1 5 coudes de l'utilisateur. Il comporte également des cales destinées à relever le bord arrière, dans le cas contraire, pour une utilisation debout comme dans les pharmacies par exemple. Dans le cas d'un clavier peu épais, les faces inférieures des éminences hypothénar reposent sur le plan de travail (ou sur la partie postérieure d'un ordinateur portable) à condition de régler 20 la hauteur du siège de façon à ce que la face inférieure des coudes soit au niveau de la face supérieure du plan de travail. Un reposoir doit être prévu si le clavier est épais. Les faces supérieures des huit touches annexes externes et internes sont 25 relevées de un millimètre environ. On distingue sur le clavier plusieurs catégories de touches: les touches de base, les touches adjacentes et les touches annexes. Il y a dix touches de base Bl à Bl 0. Elles sont situées sous chacun des dix 30 doigts lorsque les mains sont posées, doigts demi-fléchiss, en position de repos sur un plan horizontal. Conformément à une caractéristique importante de l'invention, les dix touches de base représentent essentiellement les lettres parmi les plus 35 fréquemment utilisées dans les langues latines. Ainsi, on prévoit d'attribuer les cinq voyelles " A, E, 1, O, U " aux cinq touches de base B l à B5 d'une main et quatre lettres parmi " N,R,S,T,L,D " aux quatre touches de base B7 à B 1 0 correspondant aux quatre doigts sauf le pouce de l'autre main. Les touches B2, B3 et B8, B9 situées sous les annulaires et les majeurs sont placées sur une parallèle à l'axe droite-gauche de l'utilisateur, un peu en avant des touches des auriculaires BI, BI 0 et index B4, B7 qui sont, elles aussi, sur une parallèle. Avantageusement, le décalage est d'un demi-entre-axe, soit 9 mm pour un clavier adulte. La touche du pouce B5, respectivement B6 est située sur une 10 perpendiculaire à l'axe droite gauche de l'utilisateur passant par la touche de l'index, B4 respectivement B7. Le groupe des touches de base de la main gauche et celui de la main droite sont séparés par une distance de deux touches et demie, soit ici 45 mm. Les groupes sont symétriques l'un de l'autre par rapport à une perpendiculaire à l'axe droite gauche de 1 5 l'utilisateur. Pour les quatre doigts autres que le pouce, on compte deux touches adjacentes AE1 AE2 etc. et AIl, A12 etc. par doigt. Elles sont situées en alignement de part et d'autre de chacune des touches de base. Une touche 20 AE est située en avant, dite externe par rapport à la paume, l'autre touche AI en arrière, dite interne par rapport à la paume. L'axe passant par le centre des trois touches affectées à un même doigt, autre que le pouce, est perpendiculaire à l'axe droite-gauche de l'utilisateur. En effet, lorsque l'on place les mains devant soi sur un plan horizontal et que l'on fléchit et étend 25 les doigts en les laissant glisser sur ce plan, les trajets décrits par les bouts des doigts sont quasi droits et perpendiculaires à l'axe droite-gauche de l'utilisateur. Dans cette configuration, chaque doigt sauf le pouce est affecté à une touche de base et à deux touches adjacentes. Les touches adjacentes représentent les autres lettres de l'alphabet latin. Leur affectation est développée plus loin en relation avec une mnémonique. On a ainsi vingt-six touches principales, une pour chaque lettre de l'alphabet. Le clavier comporte également des touches annexes. En effet, vingt-six touches ne suffisent pas à constituer un clavier complet. Les pouces comprennent deux touches annexes situées, pour le pouce 40 gauche AnE5 et AnI5: - touche droite AnE5, dite externe par rapport à la paume, adjacente mais décalée vers l'utilisateur d'un demi-entre-axe. Dans l'exemple représenté, il est de 9 mm; - touche gauche AnI5, dite interne par rapport à la paume, sur la même 5 ligne parallèle à l'axe doite-gauche de l'utilisateur. La frappe est plus aisée en extension, c'est-à-dire de la touche de base vers la touche adjacente externe que vers la touche adjacente interne. Pour le pouce droit AnE6 et AnI6. Dans le présent exemple, la touche AnE6 est la touche espace et la touche AnE5 est la touche Entrée. 10 En raison de la mobilité des index et auriculaires, le clavier comprend douze touches annexes à leur niveau. Ce sont les touches annexes: externes AnEl, AnE4, AnE7 et AnElO, médianes AnMl AnM4 AnM7 et AnMlO, et internes AnI i AnI4 AnI7 et AnI 1 0. Elles comportent en fait 1 5 essentiellement des signes accessoires et représentent peu de frappes. Selon un mode de réalisation préféré, une séparation est ménagée entre les touches des deux mains. Par exemple, cet écart peut s'étendre sur un demientre-axe entre les touches annexes des index et les adjacentes externes des 20 pouces, c'est-à-dire ici 9 mm. Le plan général est représenté sur la figure 4. Avantageusement, la sensibilité des touches, notamment celles qui sont en position annexe et adjacente, est assez grande. La sensibilité des touches de base est déterminée de façon à permettre aux doigts d'être posés dessus, au 25 repos sans déclencher le contact. Les touches présentent une morphologie permettant un contact aisé. La face supérieure de chacune d'elle est creuse en son centre et relevée en 30 périphérie de façon à ce que le doigt ait la perception de sa position par rapport au clavier et que le passage entre deux touches frappées par le même doigt se fasse par une passerelle de même hauteur. Par exemple, l'élévation des bords peut progressivement aller jusqu'à 3 mm par rapport au centre de la touche. De façon à séparer les touches, on laisse un espace d'un millimètre entre elles. Le bord supéro-externe descend en pente abrupte jusqu'au niveau zéro. Les dix touches de base BI à BlO, situées sous les doigts au repos ont, de préférence, une couleur et une texture différente des autres touches, de façon à être reconnues comme différentes par les doigts et par les yeux. Conformément à un mode de réalisation préféré, chaque touche permet un signal différent selon la façon dont elle est actionnée. - Le simple clic, o la touche est enfoncée puis relâchée rapidement, actionne la fonction principale attribuée à la touche dans un étage donné. 10 - Le double clic, o la touche est enfoncée, relâchée, enfoncée de nouveau, puis relâchée, à la manière du double clic de la souris telle que connue, actionne la fonction seconde attribuée à une touche dans un étage donné. A l'étage de base pour les touches de base et les touches adjacentes, cependant 15 le double clic actionne la répétition du simple. Ainsi, à l'étage des lettres en minuscules de la langue maternelle, le double clic sur une lettre. permet deux fois la frappe. - L'appui persistant, o la touche est enfoncée et le reste pendant tout le 20 temps de l'action, à la manière de la touche "maj" ou "ctrl" dans les claviers conventionnels. Ceci donne la possibilité de taper d'autres fonctions pendant cet appui persistant. - L'appui relâché, o la touche est enfoncée un certain temps avant d'être 25 relâchée. Ceci permet le changement d'étage. Les deux derniers types d'appui ne coexistent pas sur une même touche à un même étage. Certains types de contacts ne produisent pas d'effet sous certaines touches à un étage donné. Conformément à une caractéristique importante de l'invention, le clavier comporte plusieurs étages accessibles, par exemple, par un appui relâché sur une des vingt-six touches alphabétiques. On définit un étage comme étant l'ensemble des affectations des touches pour la même affectation de la 35 touche de changement d'étage. A un étage donné, un certain nombre de fonctions sont activées lors de la frappe des touches. Au changement d'étage, les touches changent d'affectation. La disposition permet d'associer par une mnémonique simple: "étage plus touche égale fonction". Par exemple, on définit huit étages AAA à HHH, auxquels on accède par un appui relâché de la touche marquée à la lettre correspondante. Ensuite, par exemple, la frappe de la touche marquée d/D sonne selon l'étage les valeurs suivantes: - d, à l'étage AAA, rassemblant les caractères minuscules de la première langue qui est la langue maternelle; - D, à l'étage BBB, rassemblant les caractères majuscules de la langue 10 maternelle; - $ (dollar), à l'étage CCC, rassemblant les chiffres et les signes, en simple clic; - (dont la graphie ressemble à $), à l'étage CCC, en double clic; - d, à l'étage LLL, rassemblant les caractères en minuscule de la seconde 15 langue; - D, à l'étage MMM, rassemblant les caractères majuscules de la seconde langue; - d, à l'étage NNN, troisième langue en minuscule; - D, à l'étage 000, troisième langue en majuscule; 20 - ô à l'étage GGG, grecque en minuscule; - A à l'étage HHFH grecque en majuscule; - un étage particulier DDD, comprend les touches de déplacement navigation comme cela est représenté sur la figure 4. Cette méthode permet de créer autant d'étages qu'il y a de touches. Cette disposition permet un apprentissage particulièrement rapide. En effet, il existe un lien entre chaque doigt et un symbole numérique chez 30 la plupart des individus. Selon les régions du globe et les peuples, la projection symbolique est différente. Pouce = 1, index = 2 etc. pour la plupart des latins. Index ou auriculaire = 1, pouce = 5 pour certains anglosaxons. De plus, certains individus commencent par la main droite, d'autres par la main gauche. On respecte cet automatisme pré existant. Il appartient 35 à chaque utilisateur d'introduire son propre code sur chacune des dix touches de base (O pour 10) à l'étage CCC des chiffres et des signes. Pour 80 % des latins, cela donne: pouce droit = 1, index droit = 2, majeur droit = 3, annulaire droit = 4, auriculaire droit = 5, pouce gauche = 6, index gauche = 7, majeur gauche = 8, annulaire gauche = 9, auriculaire gauche = 0; pour d'autres personnes, la répartition est différente. La méthode d'apprentissage utilise ce réflexe cérébro-dactyle pour créer un 5 autre automatisme liant chaque doigt à la lettre de sa touche de base. Ceci est indispensable pour les huit doigts autres que les pouces car ils doivent taper chacun deux autres lettres adjacentes. Pour ancrer solidement cet automatisme, on crée également un lien entre chaque doigt homologue (index Droit - index Gauche, majeur Droit - majeur Gauche, etc.) 10 Les lettres constituant ce lien homologue sont dans ce cas NE RA TI SO ou HU NE RA TI SO à épeler ou à lire selon la langue. Lors de cette phase, on apprend à taper de manière réflexe des enchaînements fréquents de la langue, par exemple en Français: ent, ses, ont, son, sen, oi, ai, tr, etc. 15 Une fois le réflexe cérébro-dactyle créé avec certitude pour les huit lettres des bases fondamentales, on utilise des mnémoniques d'apprentissage liant les trois lettres d'un même doigt entre elles. Cette deuxième phase d'apprentissage commence à la main gauche. Un premier élément est la position W, X, Y, Z dans l'ordre de l'index à l'auriculaire sur les adjacentes internes. Ceci les rend facilement mémorisables. Le deuxième élément est constitué par les mnémoniques 25 liant les trois lettres entre elles. VOZ, qui en espagnol signifie "voix", O et Z étant déjà mémorisés précédemment. *JIY Ces trois lettres sont liées. "j" et "i" comportent un point audessus et "y" a une consonance "i" dans de nombreuses langues dont l'anglais. FAX est connu du monde entier, de même que WEB qu'il faut lire ici de bas en haut mais la série WXYZ est facilement identifiée aux adjacentes 35 internes. Pour la main droite, on utilise la voyelle du doigt homologue de l'autre main. Cela donne des mots connus pour la plupart ou appris comme tels. LEND correspond dans l'ordre à l'adjacente externe, puis la voyelle de base, puis la consonne de base, puis l'adjacente interne. PARK ordre identique au précédent. P, R, et K ont en outre un graphisme s ressemblant. CITY G l'ordre est identique mais le Y (également à l'annulaire) est intercalé. En anglais, G est une note de musique (do) et elle rime avec i. C et G ont également un graphisme ressemblant. MOSQuito trois premières lettres dans l'ordre. 10 Les autres affectations répondent à des logiques dont l'explication facilitera l'apprentissage. Affectation aux étages de lettres (AAA, BBB, LLL, MMM, NNN, 000). 15 Pour garantir le caractère universel du clavier, un caractère, un signe, une fonction ou un ordre sont définis indépendamment de la personne. Certains étages peuvent être entièrement programmables, comme JJJ de la 20 manette de jeu Il s'agit d'un clavier international "latin", anglais de base commune, mais respectant chacune des autres langues. Il se veut être un bon clavier pour chacune d'elles. Aux étages des langues, dont les étages AAA (minuscules de la langue maternelle) et BBB (majuscules de la langue maternelle) qui sont les étapes de référence et dont l'affectation est inscrite sur le clavier, les lettres de l'alphabet sont toujours situées au même endroit quelle que soit la langue. 30 elles sont tapées en simple clic. Le double clic permet de les doubler. Elles sont représentées sur la figure 2. Les trois touches accents. Elles sont situées aux annexes médianes des index (droit et gauche) et de l'auriculaire droit comme on peut le voir sur la figure 2. Elles sont nommées a//E, à//N et à//S par convention, en référence à la touche de base dont elles sont annexes médianes. elles comportent des accents, des signes et lettres supplémentaires et sont caractéristiques de la langue utilisée. Elles seules changent lors de l'affectation d'un étage à une autre langue. Les trente-neuf autres ne sont pas modifiées, ce qui donne le caractère universel (latin) de ce clavier. 5 Elles sont également présentes à l'étage minuscule et majuscule d'une même langue. Ceci permet de disposer sous les doigts de tous les accents lors des frappes en majuscule. Pour les accents, ceux-ci sont frappés après la lettre, comme ils sont épelés 10 dans la langue en question. Par exemple, en français, lorsque l'on désigne E, on épelle "E accent grave" et non "accent grave sur le E" qui ne désignerait pas le caractère mais l'accent. Dans la mesure du possible, lorsqu'une seule lettre possède un accent, nous 15 la plaçons en mnémonique avec la même lettre sans accent et elle est frappée directement. Par exemple en français se frappe avec le même doigt que la touche e//E. Il en va de même pour et la touche n//N en espagnol. La mnémonique a également été respectée d'une langue à l'autre, pour que l'utilisateur "pluri-linguiste" retrouve sous ses doigts les mêmes accents aux mêmes emplacements. Lorsque le nombre des accents ou lettres supplémentaires est limité et qu'il reste des touches vides, on y place les signes de l'étage CCC (des chiffres et des signes). Il faut que la touche 25 entière soit vide pour effectuer cette affectation, de façon à ne pas induire des confusions dans les automatismes. Ainsi, pour chaque langue comportant des accents, l'étage qui lui est attribué est bilingue et permet de taper l'anglais sans changer d'étage. Les touches annexes des pouces et les annexes des autres doigts comme cela apparaît sur la figure 2, permettent de trouver sous les doigts au même étage la ponctuation élémentaire. On note que la touche Entrée est placée en touche annexe du pouce gauche. La figure 3 représente l'étage des nombres et des signes. La figure 4 représente l'étage de navigation avec des touches que l'on peut activer ou désactiver par simple clic ou double clic. En mode pointeur c'est l'écran qui est la surface de référence. Le pointeur peut parcourir celui-ci Il sur toute sa surface. En mode curseur, c'est la surface de saisie de texte qui est la surface de référence. Le curseur ne peut sortir de celle-ci. Lorsque la touche pointeur, avec la flèche en position sous le majeur, est 5 relâchée, c'est le curseur qui est déplacé par la main droite. On est en mode curseur. Lorsque cette touche est en appui prolongé, c'est le pointeur qui est déplacé. On est en mode pointeur. Dans une forme simplifiée, le clavier comporte comme cela est montré sur la figure 6, des touches navigation, fonction et un clavier numérique; dans ce cas, on peut ne disposer que de trois niveaux; un niveau de base avec les minuscules de la langue maternelle, le niveau majuscule appelé par exemple par simple clic sur la touche MAJ, un niveau chiffres et signes. 15 REVENDICATIONS 1.- Clavier pour ordinateur comportant une pluralité de touches disposées selon deux groupes, un pour la main gauche et un pour la main droite, caractérisé par le fait que chacun des groupes comporte, pour les quatre doigts sauf le pouce, une touche de base (BI B2 B3 B4, B7 B8 B9 BlO) et deux touches adjacentes (AEl..., AIl..) alignées de part et d'autre de celle10 ci, et pour les pouces une touche de base (B5, B6), l'ensemble des dites touches de base et adjacentes représentant les 26 lettres de l'alphabet. 2.- Clavier selon la revendication précédente dont au moins une partie des touches de base (BI...) représentent les lettres les plus fréquentes dans les 15 langues latines. 3.- Clavier selon la revendication précédente dont les touches de base d'une main représentent les cinq voyelles et les touches de bases de l'autre main sauf le pouce quatre consonnes parmi " N, R, T, S, L, D " 20 4.- Clavier selon l'une des revendications précédentes dont les touches de base avec leurs touches adjacentes respectives pour les doigts sauf le pouce sont alignées perpendiculairement à la direction formée par les deux groupes de touches. 5.- Clavier selon la revendication 1, comprenant des touches annexes (AnE, AnM, AnI) pour l'index et l'auriculaire disposées selon une ligne parallèle à la ligne formée par la touche de base et les touches adjacentes respectives. 6.- Clavier selon la revendication 1, comprenant des touches annexes (AnI5, AnE5, AnI6, AnE6) de part et d'autre des touches de base pour les pouces. 7.- Clavier selon l'une des revendications précédentes, dont les touches de 35 base (B2 B3, B8 B9) du majeur et de l'annulaire sont en avant par rapport aux touches correspondantes de l'index et de l'auriculaire. 8.- Clavier selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un groupe de touches supplémentaires, telles que des touches numériques, 40 fonctionnelles ou directionnelles. 9.- Clavier selon l'une des revendications précédentes, dont la forme des touches est incurvée, les bords des touches situées à la périphérie des dits groupes étant rehaussés. 10.- Clavier selon l'une des revendications précédentes, dont les caractères ou les symboles sont affectés aux touches par étage et dans lequel on passe d'un étage à l'autre en agissant sur une touche. 1 1.- Clavier selon la revendication 10, comprenant plusieurs étages de caractères correspondant à des langues latines différentes, dont les touches de base et les touches adjacentes sont affectées à des caractères communs dans les dites langues. 1 5 12.- Clavier selon la revendication précédente, dont les caractères propres à une langue sont affectés aux touches annexes. 13.- Clavier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on affecte aux touches adjacentes des caractères formant avec les caractères 20 des touches de base des liens mnémoniques. 14.- Clavier selon l'une des revendications 8 à 12, dont l'affectation des chiffres à l'étage numérique est déterminée par l'utilisateur.