Brevet FR2907563A1 — publié le 20080425

ECRAN TACTILE ET TERMINAL DE PAIEMENT COMPRENANT CET ECRAN La présente invention concerne un écran tactile, par exemple un écran tactile pourvu d'un afficheur à cristaux liquides. On connaît diverses technologies d'écrans tactiles, les plus courantes étant les technologies dites capacitives, résistives et infrarouge. Dans les systèmes utilisant la technologie capacitive, une couche est placée sur une plaque (par exemple en verre) du moniteur. Cette couche accumule les charges. Lorsque l'utilisateur touche la plaque avec son doigt, certaines de ces charges sont transférées au doigt. Il en résulte une perte de charge mesurable. Des capteurs placés dans les coins de la plaque permettent de mesurer et de déterminer les coordonnées du point touché. La technologie résistive utilise une plaque de verre dont une surface est conductrice. Celle-ci est recouverte par un film plastique dont la face inférieure, côté plaque, est conductrice. Ces deux couches sont maintenues à distance par de microscopiques cales d'espacement. Lorsque l'utilisateur touche la première couche avec la pointe d'un stylet ou d'un doigt, la pression exercée vient forcer un contact entre les deux faces électrifiées. La variation des champs électriques de ces deux faces conductrices permet de déterminer les coordonnées du point de contact. Dans certains dispositifs utilisant la technologie résistive, jusqu'à 75% de la lumière peut traverser la surface capacitive, contre 90% pour les meilleurs dispositifs résistifs. La clarté d'image est de toutes les façons affectée avec ces deux systèmes. Avec la technologie infrarouge, des émetteurs et récepteurs infrarouges créent un maillage lumineux (quoique invisible) à l'intérieur du cadre. Lorsque l'utilisateur touche la dalle, il interrompt le faisceau lumineux. Les récepteurs privés de lumière infrarouge détectent le point d'impact et transmettent les coordonnées X et Y au contrôleur. Ici, la clarté n'est pas affectée mais les dalles tactiles infrarouges ont un coût supérieur aux dalles résistives. Les technologies usuelles d'écrans tactiles (discutées ci-dessus) font intervenir des matériaux ou composants relativement complexes, ce qui se traduit par un coût. Cet inconvénient est d'autant plus manifeste pour les technologies moins courantes. L'invention a par conséquent pour but de simplifier la conception d'un écran tactile et donc de réduire les coûts correspondants. L'invention a ainsi pour objet un écran tactile comprenant : - un afficheur apte à subir une déformation locale substantielle lorsqu'une pression locale lui est appliquée ; et R. \Brevets\25100\25186--060909-ING-Texte-Versiondépôt. doc - 19/10/06- 12. IO- 1/IO 2907563 2 - au moins un transducteur disposé par rapport à l'afficheur de telle sorte que la déformation locale soit apte à exciter le transducteur. Dans des modes de réalisation préférés, l'écran tactile selon l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: 5 - le transducteur est un interrupteur muni d'un organe de commande apte à être actionné par la déformation locale; - le transducteur est un capteur piézo-électrique; - le transducteur comprend deux surfaces conductrices en regard de l'afficheur; - l'écran tactile comprend une pluralité de transducteurs, chacun des 10 transducteurs étant disposé par rapport à l'afficheur de telle sorte que la déformation locale soit apte à exciter le transducteur; - l'écran tactile comprend en outre des moyens adaptés à convertir un signal issu de l'un des transducteurs, excité par une déformation de l'afficheur, en une information de position sur l'afficheur; 15 - la pluralité de transducteurs comprend moins de dixhuit transducteurs; - l'afficheur présente une face avant de visualisation et une face arrière, le transducteur est disposé de sorte à pouvoir être excité par la face arrière de l'afficheur lors de la déformation locale de l'afficheur; - l'écran tactile comprend des moyens de réaction à l'excitation du transducteur; 20 - le transducteur comprend lesdits moyens de réaction; - l'écran tactile comprend un programme apte à configurer des fonctions différentes affectées au transducteur. L'invention concerne en outre un terminal de paiement électronique, comprenant un écran tactile selon l'invention. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins, qui montrent : - Figure 1 : un écran tactile selon un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant un afficheur un transducteur ; et 30 - Figure 2 : l'écran tactile de la figure 1, dans lequel l'afficheur est déformé localement, au voisinage du transducteur; - figure 3 : un écran tactile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, comprenant cette fois une pluralité de transducteurs ; et - figure 4 : l'écran tactile de la figure 3, dans lequel l'afficheur est déformé 35 localement, au voisinage d'un transducteur. L'idée particulièrement simple qui est à la base de l'invention est d'utiliser les propriétés de souplesse de certains afficheurs pour pouvoir exciter des transducteurs placés par exemple derrière ou sous l'afficheur. Plus en détails, l'invention propose R .1,Brevets'Q5 100\2 5 1 86--060909-ING-Texte-Versiondépôt. doc18!10,06-II.I0-2'10 2907563 3 un écran tactile comprenant un afficheur (par exemple à cristaux liquides) apte à subir une déformation locale substantielle lorsqu'une pression locale lui est appliquée (on le touche par exemple avec le doigt). Par déformation locale substantielle, on entend que le transducteur, disposé de manière appropriée, puisse être excité par 5 cette déformation. La déformabilité de l'afficheur peut donc être choisie conjointement avec les caractéristiques du ou des transducteurs. Les transducteurs sont par exemple des interrupteurs placés derrière l'écran. Un tel écran devient donc un écran tactile, alors que l'afficheur de base n'est pas "tactile". Ceci permet d'éviter d'avoir recours à des technologies plus sophistiquées telles que la technologie 10 capacitive, la technologie résistive ou la technologie infrarouge. Les figures 1 et 3 montre un écran tactile 1 selon deux modes distincts de réalisation de l'invention. Dans chacun d'eux, l'écran comprend un afficheur 10, par exemple un afficheur à cristaux liquide souple et un (figure 1) ou plusieurs transducteurs (figure 3). L'afficheur 10 présente typiquement une face avant 14, de 15 visualisation, et une face arrière 14. L'afficheur 10 représenté doit posséder certaines caractéristiques de souplesse, en vue du but recherché par l'invention. De tels afficheurs sont connus. On connaît par exemple l'afficheur " Polymer Vision's PVQML5 rollable display " de POLYMER VISION, utilisé sur le 20 prototype " Readius ", présenté à l'exposition Internationale Funkausstellung (IFA), à Berlin, en septembre 2005. On connaît aussi un écran souple de 600x800 / 110 ppi muni de quatre niveaux de gris et ayant une épaisseur inférieure à 0,4 mm de PLASTIC LOGIC. SAMSUNG a également divulgué un écran souple d'une taille de sept pouces, capable d'afficher des graphismes en couleurs avec une résolution VGA 25 de 640x480 en 114 ppi. La société UNIVERSAL DISPLAY CORPORATION a également fait la démonstration d'un écran OLED pour "Organic Light Emitting Diode" souple, mesurant quatre pouces et associé à une épaisseur de 0,1 mm. En outre, l'écran tactile 1 selon l'invention comprend au moins un transducteur 20, 21 - 25. Par transducteur, on entend un dispositif qui transforme une forme 30 d'énergie en une autre. Ce transducteur permet de convertir une propriété physique dans une forme différente, comme l'énergie mécanique en un signal électrique. Néanmoins, selon un mode de réalisation préféré, l'écran tactile 1 comprend une pluralité de transducteurs 21 - 25, comme représenté à la figure 3, le but étant d'obtenir plusieurs fonctionnalités accessibles par l'écran 1. 35 A cet égard, il convient cependant de noter que l'on peut envisager de se restreindre à un unique transducteur, lequel peut néanmoins permettre de distinguer entre plusieurs zones de l'écran, à l'instar des technologies résistives et capacitives. Par exemple, le transducteur peut être conçu de sorte à comprendre deux surfaces R \Brevets\25100 25 1 8 6--060909-ING-Texte-Versiondepôt. doc - 18/10/06 - I I IO - 3/10 2907563 4 conductrices, comme dans la technologie résistive, mais situées du côté de la face arrière 14 de l'écran, pour des raisons qui seront expliquées plus loin. Les figures 2 et 4 montrent les écrans tactiles des figures 1 et 3, respectivement, dans lesquels l'afficheur 10 est déformé localement, au voisinage 5 d'un transducteur. En référence à ces figures, les transducteurs 20 - 25 sont disposés par rapport à l'afficheur 10 de telle sorte qu'une déformation locale de l'afficheur puisse exciter un transducteur en particulier. L'afficheur 10 déformé vient ainsi toucher le transducteur 20, 23. L'amplitude de la déformation représentée n'a qu'un but illustratif et peut 10 varier en fonction du type d'afficheur utilisé. Dans l'exemple des figures, les transducteurs 20 - 25 sont simplement des interrupteurs, lesquels sont déformés lorsque l'afficheur 10 entre en contact avec eux. Un signal ou l'interruption d'un signal est émis lors du contact, ce qui permet de conclure que l'écran a été pressé à l'endroit ou se trouve l'interrupteur. Ce type de 15 transducteur(s) se prête particulièrement à des applications dans lesquels une très fine résolution n'est pas nécessaire. Le transducteur est disposé de sorte à pouvoir être excité par la face arrière 14 de l'afficheur lors de la déformation locale de l'afficheur 10, comme représenté aux figures 2 et 4. Comme le dispositif tactile 10, 20, 21 - 25 se situe derrière l'écran, les 20 performances de clarté et de luminosité de l'écran ne sont pas affectées. D'autre part, un dispositif tactile placé derrière l'écran est davantage protégé et ne nuit pas à l'esthétique de l'écran. En outre, il ne requiert pas de réserver un espace correspondant devant l'écran, ce qui peut être inadapté à certaines applications. De préférence, les transducteurs 20 25 en question sont des interrupteurs 25 munis d'un organe de commande apte à être actionné par la déformation locale visible sur les figures. Un tel interrupteur est comparable à un interrupteur à bouton-poussoir, dans lequel le mouvement longitudinal de l'organe de commande (de préférence perpendiculaire à l'afficheur 10) provoque l'établissement ou la coupure de contacts. Ce type d'interrupteur est très répandu, fiable, résistant à l'usure et à un 30 faible coût. De préférence, l'écran tactile 1 possède des moyens de réaction tactile à la pression de l'écran par l'utilisateur, ce qui peut par exemple se traduire par un clic mécanique ("snap effect"). La sensation procurée en retour confirme simplement et quasiment immédiatement à l'utilisateur que sa pression a bien été enregistrée. Des 35 signaux sonores ou lumineux peuvent éventuellement accompagner cette réaction, pour en améliorer la perception. R \Brevets\25 100 /2 5 1 86--060909-ING-Texte-Vcrsiondépôt. doc - 18/ 10/06 - 11.10 - 4/10 2907563 5 De préférence également, c'est le transducteur (par exemple un interrupteur à action instantanée ou à déclic) qui comprend les moyens de réaction en question. La sensation est alors améliorée, car localisée à l'endroit de la pression. Selon une variante plus sophistiquée, on peut cependant envisager des 5 transducteurs 20 - 25 du type capteur piézo-électrique (par exemple du type MEMS pour Micro Electro Mechanical Systems ou Micro Systèmes Electro-Mécaniques), afin de permettre un gain de place dans l'écran tactile 1. En outre, l'écran comprend de préférence des moyens adaptés à convertir un signal issu de l'un des transducteurs 21 - 25 excité par une déformation de l'afficheur 10 10 en une information de position sur l'afficheur. Ces moyens font par exemple partie du programme d'exploitation ou d'une application de gestion dédiée (on utilise l'un ou l'autre des termes par la suite). Ce programme est de préférence apte à configurer des fonctions différentes affectées aux transducteurs 21 - 25. De la sorte, dans un menu donné, le programme 15 alloue un ensemble donné de fonctions aux transducteurs. Ceci permet de diminuer le nombre de transducteurs nécessaires et s'avère particulièrement avantageux dans les cas où la déformabilité de l'afficheur 10 est faible. Sur des écrans de faibles taille ou de déformabilité intermédiaire, on peut limiter le nombre de transducteurs 21 - 25 à moins de dix-huit, pour préserver la 20 précision du toucher. De préférence, on a recours à une application utilisant des menus dynamiques tels que l'on peut limiter le nombre de transducteurs. Certains terminaux, comme les terminaux de paiement électronique (TPE), n'ont besoin que d'un clavier à nombre réduit de touches par rapport à un clavier de PC. L'invention trouve ainsi à s'appliquer avantageusement pour un TPE, lequel va 25 être décrit maintenant. A titre de remarque, la déformabilité de certains afficheurs connus permet d'atteindre dans difficulté la résolution nécessaire dans le cas présent, typiquement de l'ordre de 1 - 2 cm2. L'invention concerne donc également un TPE, comprenant un écran tactile I tel 30 que décrit ci-dessus. Un terminal de paiement électronique (TPE) est généralement connu de l'art : c'est un appareil électronique permettant d'enregistrer une transaction de paiement sécurisée. Un TPE est typiquement un ordinateur placé chez un commerçant, qui permet des règlements par cartes bancaires (telles que les cartes à puce ou les cartes à 35 piste magnétique). Le commerçant introduit la carte de son client dans le lecteur du terminal et entre le montant de la transaction. Le client valide son achat, par exemple en composant son code confidentiel sur le clavier de l'appareil et reçoit un ticket confirmant la transaction. R 'Brevets \25I00'2 5 1 86--060909-ING-Teste-Versiondépôt doc 18!10,06-1110-5'10 2907563 6 Un TPE peut éventuellement être prévu pour être relié à des moyens de gestion (par exemple une caisse enregistreuse), ce qui permet d'assurer la gestion du point de vente. Le système TPE/moyen de gestion constitue alors un terminal point de vente (TPV). 5 Un TPE peut par exemple comporter une partie portative pour la lecture des cartes à puce et l'impression des tickets. Cette partie repose alors sur un socle lorsqu'elle n'est pas utilisée, et communique avec ce socle par une liaison sans fil, par exemple radioélectrique, en utilisation. Le socle peut être connecté au moyen de gestion; il comprend typiquement un modem permettant d'obtenir des autorisations 10 de prélèvement d'organismes habilités. Un exemple de TPE se prêtant tout particulièrement à l'implémentation de l'invention est maintenant décrit. Le TPE selon l'invention comprend typiquement un lecteur de carte à puce, des moyens d'impression de ticket, un modem, et une carte GSM. De préférence, le 15 terminal est compatible avec la norme GPRS afin de bénéficier d'une meilleure bande passante. Par exemple, le TPE peut être doté d'un module de communication GSM/GPRS (bi-bande 900/1800 ou 900/1900 MHz). De même, on peut en outre prévoir que le terminal soit compatible avec un réseau de téléphonie mobile de troisième génération. 20 Contrairement aux TPEs connus, le TPE selon l'invention est dépourvu de clavier au sens habituel. Le clavier physique est remplacé par un clavier virtuel affiché sur l'écran, dont les fonctions peuvent éventuellement évoluer en fonction du menu actif, comme évoqué précédemment. L'afficheur 10 affiche ainsi des touches virtuelles, avec une indication de la fonction courante attribuée à cet touches, par 25 exemple "Validation", "Correction", "Annulation", "0", "1 ", "2", "3", ... "9", etc. A cet égard, il convient de noter que le plus grand nombre de touches nécessaire dans un même menu est dix, c'est-à-dire au moment où le client doit entrer son code confidentiel pour valider la transaction. Le nombre de transducteurs 21 - 25 peut ainsi avantageusement être limité à dix (ou à onze, douze ou treize si l'on souhaite 30 incorporer les touches validation, correction et annulation dans le même menu). Le TPE est par exemple équipé d'un processeur 32 bits prenant en charge les cryptographies usuelles (RSA, DES, triple DES...). L'architecture du processeur est de préférence choisie de sorte à permettre à plusieurs applications (dont celle gérant les fonctions allouées aux transducteurs 21 - 25, les menus dynamiques, etc.) de 35 fonctionner indépendamment les unes des autres au sein du TPE. A cet égard, le programme décrit ci-dessus peut éventuellement être chargé de manière indépendante des autres applications prévues dans le TPE, afin d'assurer une sécurité logique (ou étanchéité logicielle). R \Brevets\ZS I00QS 186--060909-ING-Texte-Versiondépôt doc - 18110/06 - 11'10 - 6/10 2907563 7 On utilisera à cet égard avantageusement un processeur 32 bits incluant une sécurité embarquée et un système d'exploitation multi applicatif supportant des langages de programmation avancés tels que C, C++ ou JAVA. L'invention n'est cependant pas limitée aux variantes décrites ci avant mais est 5 susceptible de nombreuses autres variations aisément accessibles à l'homme du métier. Par exemple, le programme d'exploitation des transducteurs 21 - 25 peut éventuellement être muni d'un algorithme de sélection, dans les cas où la déformation de l'écran est trop importante et que plusieurs transducteurs sont amenés à être excités simultanément. L'algorithme en question peut par exemple utiliser des 10 tables de correspondance entre des combinaisons données de transducteurs excités et des informations de position associées les plus probables. Ces tables peuvent être ajustées par des méthodes d'essai et erreur. R1Brevets\25100;^2 5 1 86-060909-ING-Texte-Versiondépôt. doc -18/10/06 - I I 10 - 7/10 REVENDICATIONS 1. Écran tactile (1) comprenant : - un afficheur (10) apte à subir une déformation locale substantielle lorsqu'une pression locale lui est appliquée ; et - au moins un transducteur (20, 21 - 25) disposé par rapport à l'afficheur (10) de telle sorte que la déformation locale soit apte à exciter le transducteur (20, 23). 2. Écran tactile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur (20, 21 - 25) est un interrupteur muni d'un organe de commande apte à être actionné par la déformation locale. 3. Écran tactile (1) selon la revendication I caractérisé en ce que le transducteur (20, 21 - 25) est un capteur piézo-électrique. 4. Écran tactile (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le transducteur comprend deux surfaces conductrices en regard de l'afficheur (l 0). 5. Écran tactile (1) selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'écran tactile comprend une pluralité de transducteurs (21 - 25), chacun des transducteurs étant disposé par rapport à l'afficheur (10) de telle sorte que la déformation locale soit apte à exciter le transducteur (23). 6. Écran tactile (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écran tactile comprend en outre des moyens adaptés à convertir un signal issu de l'un (23) des transducteurs (21 - 25), excité par une déformation de l'afficheur (10), en une information de position sur l'afficheur (10). 7. Écran tactile (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pluralité de transducteurs (21 - 25) comprend moins de dix-huit transducteurs. 8. Écran tactile (1) selon l'une quelconque des revendications l à 7 caractérisé en ce que l'afficheur (10) présente une face avant (14) de visualisation et une face arrière (12), le transducteur est disposé de sorte à pouvoir être excité par la face arrière (12) de l'afficheur (10) lors de la déformation locale de l'afficheur (10). R .'Brevets\251 C0\2 5 1 86--060909-ING-Texte-Versiondépôt. doc - 1810/06 - 1110 - 8/10 2907563 9 9. Écran tactile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réaction à l'excitation du transducteur. 10. Écran tactile (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le transducteur comprend lesdits moyens de réaction. 5 11. Écran tactile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un programme apte à configurer des fonctions différentes affectées au transducteur. 12. Terminal de paiement électronique, comprenant un écran tactile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. R \Brevets\25100\25186--060909-ING-Texte- V ersiondépôt doc - 18/ 10/06 -1110 - 9/ 10