Brevet FR2925715A1 — publié le 20090626

CIRCUIT ELECTRONIQUE D'ANALYSE A ALTERNANCE AXE D'ALIMENTATION/AXE DE DETECTION POUR CAPTEUR TACTILE MULTICONTACTS A MATRICE PASSIVE La présente invention concerne un circuit électronique d'analyse à alternance axe d'alimentation/axe de détection pour capteur tactile multicontacts à matrice passive. La présente invention concerne le domaine des capteurs tactiles transparents multicontacts à matrice passive. Ce type de capteur est muni de moyens d'acquisition simultanée de la position, la pression, la taille, la forme et le déplacement de plusieurs doigts sur sa surface, afin de commander un équipement, de préférence par l'intermédiaire d'une interface graphique. Lesdits capteurs peuvent être utilisés, de manière non limitative, en tant qu'interfaces pour des ordinateurs personnels, portables ou non, des téléphones cellulaires, des guichets automatiques (banques, points de ventes, billetterie), des consoles de jeu, des lecteurs multimédias portatifs (baladeurs numériques), du contrôle d'équipements audiovisuels ou électroménagers, du contrôle d'équipements industriels, des navigateurs GPS. On connaît dans l'état de la technique des capteurs tactiles transparents multicontacts. Un tel capteur est constitué par une surface d'interaction tactile présentant deux réseaux non parallèles. Chaque réseau est constitué par un ensemble de pistes35 généralement parallèles. Ces réseaux définissent entre eux des noeuds situés à la projection de l'intersection d'un réseau sur l'autre. À ces noeuds sont prévus des moyens de mesure physique délivrant une information fonction de la présence sur la zone de contact correspondante. Ces capteurs permettent de connaître l'état de plusieurs zones de contact simultanément. La mesure effectuée sur chaque noeud correspond à une mesure de tension ou de capacité aux bornes des deux éléments de réseaux associés au noeud considéré. On procède au balayage de chaque réseau de manière séquentielle et rapide afin de recréer une image du capteur plusieurs fois par seconde. Afin d'assurer un temps de réponse convenable, il est impératif de pouvoir mesurer l'activité d'un doigt avec une latence maximale de 20 millisecondes. On a proposé dans l'état de la technique une solution décrite dans le brevet FR 2,866,726 visant un dispositif de contrôle par manipulation d'objets graphiques virtuels sur un afficheur tactile multicontact. Ledit dispositif comprend en outre un circuit électronique d'analyse permettant d'acquérir et d'analyser les données du capteur avec une fréquence d'échantillonnage de 100 Hz. Le capteur peut être divisé en plusieurs zones afin d'effectuer un traitement parallèle sur lesdites zones. Il comporte une matrice de pistes conductrices, ladite matrice comportant des moyens d'alimentation sur l'un des deux axes, et des moyens de détection des caractéristiques électriques sur l'autre axe, aux intersections entre les deux axes. L'inconvénient de cette solution est que les données mesurées et traitées par ledit circuit électronique d'analyse sont susceptibles de subir des phénomènes de parasitages ainsi que des problèmes liés à la résistivité des matériaux, surtout dans le cas de matériaux conducteurs transparents en dépôt d'ITO (oxyde d'indium-étain). Lesdites données mesurées et traitées impactent alors de manière significative la précision et la sensibilité du capteur tactile mis en œuvre. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient, en proposant un circuit électronique d'analyse configuré de manière à détecter et éviter des éventuels artefacts. Dans ce but, la présente invention propose un circuit électronique d'analyse d'un capteur tactile à matrice passive multicontacts comportant des moyens d'alimentation électriques de l'un des deux axes de la matrice, et des moyens de détection des caractéristiques électriques selon l'autre axe de la matrice, aux intersections entre les deux axes, caractérisé en ce que l'on alterne l'axe d'alimentation et l'axe de détection. Selon un premier mode de mise en oeuvre, la caractéristique électrique mesurée est la résistance. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, la caractéristique électrique mesurée est la capacité. Selon un mode particulier de réalisation, l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est périodique. Selon un autre mode particulier de réalisation, l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est conditionnée par la détection d'un artefact. Selon un autre mode particulier de réalisation, l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est conditionnée par la réception d'un signal de commande. L'invention concerne également un capteur tactile à matrice passive multicontacts comportant des moyens d'alimentation électriques de l'un des deux axes de la matrice, et des moyens de détection de caractéristiques électriques selon l'autre axe de la matrice, aux intersections entre les deux axes, ledit capteur tactile comportant également un circuit électronique conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non-limitatif de réalisation, accompagné de figures représentant respectivement : - la figure 1, une vue d'un afficheur tactile multicontacts à matrice passive, - la figure 2, un diagramme d'un procédé d'acquisition des données sur l'ensemble du capteur tactile, mis en oeuvre par le circuit électronique, avec les colonnes comme axe d'alimentation et les lignes comme axe de détection, - la figure 3, un diagramme du procédé d'acquisition des données sur l'ensemble du capteur tactile, mis en oeuvre par le circuit électronique, avec les lignes comme axe d'alimentation et les colonnes comme axe de détection, - la figure 4, un diagramme d'un procédé d'analyse des données, mis en oeuvre par le circuit électronique, - la figure 5, un diagramme d'un procédé d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un premier exemple de réalisation de la présente invention, ledit procédé comportant une alternance axe d'alimentation/axe de détection périodique, - la figure 6, un diagramme d'un procédé d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un deuxième exemple de réalisation de la présente invention, ledit procédé comportant une alternance axe d'alimentation/axe de détection conditionnée par la détection éventuelle d'un artefact, et - la figure 7, un diagramme d'un procédé d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un troisième exemple de réalisation de la présente invention, ledit procédé comportant une alternance axe d'alimentation/axe de détection conditionnée par un signal de commande. Un circuit d'analyse électronique conforme à l'invention vise à s'intégrer dans un afficheur tactile multicontacts à matrice passive. Un circuit d'analyse électronique conforme à l'invention vise à s'intégrer dans un capteur tactile multicontacts à matrice passive. La figure 1 représente une vue d'un dispositif électronique tactile comprenant : - un capteur tactile matriciel 1, - un écran de visualisation 2, 30 - une interface de capture 3, - un processeur principal 4, et - un processeur graphique 5. Le premier élément fondamental dudit dispositif 35 tactile est le capteur tactile 1, nécessaire à25 l'acquisition - la manipulation multicontacts -à l'aide d'une interface de capture 3. Cette interface de capture 3 contient les circuits électroniques d'acquisition et d'analyse. Ledit capteur tactile 1 est de type matriciel. Ledit capteur peut être éventuellement divisé en plusieurs parties afin d'accélérer la captation, chaque partie étant scannée simultanément. Les données issues de l'interface de capture 3 sont transmises après filtrage, au processeur principal 4. Celui-ci exécute le programme local permettant d'associer les données de la dalle à des objets graphiques qui sont affichés sur l'écran 2 afin d'être manipulés. Le processeur principal 4 transmet également à l'interface graphique les données à afficher sur l'écran de visualisation 2. Cette interface graphique peut en outre être pilotée par un processeur graphique 5. Le capteur tactile est commandé de la façon suivante : on alimente successivement, lors d'une première phase de balayage, les pistes d'un des réseaux et on détecte la réponse sur chacune des pistes du second réseau. On détermine en fonction de ces réponses des zones de contact qui correspondent aux noeuds dont l'état est modifié par rapport à l'état au repos. On détermine un ou plusieurs ensembles de noeuds adjacents dont l'état est modifié. Un ensemble de tels noeuds adjacents définit une zone de contact. On calcule à partir de cet ensemble de noeud une information de position qualifiée au sens du présent brevet de curseur. Dans le cas de plusieurs ensembles de noeuds séparés par des zones non actives, on déterminera plusieurs curseurs indépendants pendant une même phase de balayage. Cette information est rafraîchie périodiquement au cours de nouvelles phases de balayage. Les curseurs sont créés, suivis ou détruits en fonction des informations obtenues au cours des balayages successifs. Le curseur est à titre d'exemple calculé par une fonction barycentre de la zone de contact. Le principe général est de créer autant de curseurs qu'il y a de zones détectées sur le capteur tactile et de suivre leur évolution dans le temps. Lorsque l'utilisateur retire ses doigts du capteur, les curseurs associés sont détruits. De cette manière, il est possible de capter la position et l'évolution de plusieurs doigts sur le capteur tactile simultanément. Lorsque l'on veut savoir si une ligne a été mise en contact avec une colonne, déterminant un point de contact sur le capteur 1, on mesure les caractéristiques électriques - tension, capacitance ou inductance - aux bornes de chaque noeud de la matrice. Le processeur principal 4 exécute le programme permettant d'associer les données du capteur à des objets graphiques qui sont affichés sur l'écran de visualisation 2 afin d'être manipulés. La figure 2 représente un diagramme du procédé d'acquisition des données sur l'ensemble du capteur tactile, � acquisition 1 � 11, mis en oeuvre par le circuit électronique, avec les colonnes comme axe d'alimentation et les lignes comme axe de détection. Ledit capteur comprend M lignes et N colonnes. Ce procédé a pour fonction de déterminer l'état de chaque noeud du capteur matriciel 1, à savoir si ledit noeud est activé ou pas. Ledit procédé correspond à la mesure de tous les noeuds d'une matrice � tension �. Ladite matrice est une matrice [N,M] contenant à chaque point (I,J) la valeur de la tension mesurée aux bornes du point d'intersection de la ligne I et de la colonne J, avec 1 Le procédé d'acquisition 11 commence par une étape d'initialisation 12 des données obtenues lors d'une acquisition précédente. L'axe des colonnes constitue l'axe d'alimentation, et l'axe des lignes constitue l'axe de détection. Le procédé 11 balaye d'abord la première colonne. Elle est alimentée par exemple en 5 Volts. Pour ladite colonne, le circuit électronique mesure une caractéristique électrique au point d'intersection entre ladite colonne et chacune des lignes de 1 à N. Lorsque la mesure a été effectuée auprès de la N-ième ligne, le procédé passe à la colonne suivante et recommence les mesures de caractéristiques électriques à l'intersection de la nouvelle colonne considérée et de chacune des lignes de 1 à N. Lorsque toutes les colonnes ont été balayées, les caractéristiques électriques de chacun des points du capteur matriciel (9) ont été mesurées. Alors le procédé est terminé, et le circuit électronique 10 peut procéder à l'analyse de la matrice � tension � obtenue. La figure 3 représente un diagramme du procédé d'acquisition des données sur l'ensemble du capteur, � acquisition 2 � 21, mis en oeuvre par le circuit électronique, avec les lignes comme axe d'alimentation et les colonnes comme axe de détection. Ledit procédé 21 est analogue au procédé 11 d'acquisition des données � acquisition 1 �. En effet, seuls les axes d'alimentation et de détection ont été alternés. Il commence par une étape d'initialisation 12 des données obtenues lors d'une acquisition précédente. Ensuite, il balaye d'abord la première ligne. Elle est alimentée par exemple en 5 Volts. Pour ladite ligne, le circuit électronique mesure la tension aux bornes du noeud entre ladite ligne et chacune des colonnes de 1 à M. Lorsque la mesure a été effectuée auprès de la M-ième colonne, le procédé passe à la ligne suivante et recommence les mesures de tensions aux bornes de l'intersection de la nouvelle ligne considérée et de chacune des colonnes de 1 à M. Lorsque toutes les lignes ont été balayées, les tensions aux bornes de chacun des points du capteur matriciel 1 ont été mesurées. Alors le procédé est terminé, et le circuit électronique peut procéder à l'analyse de la matrice � tension � obtenue. La figure 4 représente un diagramme du procédé d'analyse des données � analyse � 31 mis en oeuvre par le circuit électronique. Ledit procédé 31 est constitué d'une série d'algorithmes réalisant les étapes suivantes : -un ou plusieurs filtrages 32, - la détermination 33 des zones englobantes de chaque zone de contact, - la détermination 34 du barycentre de chaque zone de contact, - l'interpolation 35 de la zone de contact, - la prédiction 36 de la trajectoire de la zone de contact. Une fois terminé le procédé d'analyse 31, le logiciel est apte à appliquer aux objets graphiques virtuels du dispositif électronique tactile les différents traitements spécifiques afin de rafraîchir ledit dispositif électronique tactile en temps réel. Des zones englobant les zones de contact détectées lors de l'étape d'acquisition, 11 ou 21, des données sont également définies. La figure 5 représente un diagramme d'un procédé 41 d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un premier exemple de réalisation de la présente invention. Ledit procédé 41 est un procédé d'alternance axe d'alimentation/axe de détection, ladite alternance étant périodique. Selon ce mode de réalisation, le circuit électronique procède successivement aux étapes d'acquisition 11 et d'analyse 31. La succession des étapes 11 et 31 correspond à une acquisition-analyse avec les colonnes comme axe d'alimentation et les lignes comme axe de détection. Consécutivement aux étapes 11 et 31, une nouvelle succession d'étapes d'acquisition 21 et d'analyse 31 est effectuée de façon à réaliser une acquisition-analyse avec les lignes comme axe d'alimentation et les colonnes comme axe de détection. Le procédé 41 réalise une boucle comprenant la succession d'étapes 11, 31, 21 et 31. Celle-ci permet ainsi d'alterner les axes d'alimentation et de détection. Dans une autre variante de ce mode de réalisation, le procédé réalise K fois la première succession des étapes 11 et 31, puis L fois la deuxième succession des étapes 21 et 31, K et L étant des entiers dont au moins un est strictement supérieur à 1. A titre d'exemple, la fréquence de rafraichissement est de l'ordre de 100 Hertz. La figure 6 représente un diagramme d'un procédé 51 d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un deuxième exemple de réalisation de la présente invention. Ledit procédé 51 est un procédé d'alternance axe d'alimentation/axe de détection, ladite alternance étant conditionnée par la détection éventuelle d'un artefact. Selon ce mode de réalisation, le procédé 51 réalise les successions étapes (11,31) et (21,31). Le passage de l'une à l'autre des étapes (11,31) et (21,31) est conditionné par la détection éventuelle d'un artefact résultant de chacune des étapes d'analyse 31 mises en oeuvre. À chaque fin d'étape 31, mise en oeuvre lors de la succession d'étapes (11,31) ou (21,31), le circuit électronique détermine si un phénomène parasitaire de type artefact est présent sur au moins une partie du capteur matriciel 1 dont les données d'état de chacun des noeuds ont été acquises et analysées. Si aucun artefact n'est détecté en sortie d'une succession d'étapes (11,31) ou (21,31), alors le procédé reboucle sur les mêmes étapes. Si un artefact a été détecté, alors le procédé alterne la succession d'étapes. Par exemple, si un artefact n'est pas détecté en sortie des étapes (11,31), le procédé reboucle sur lesdites étapes (11,31), mais si un artefact est effectivement détecté, le procédé alterne sur les étapes (21,31).35 La figure 7 représente un diagramme d'un procédé 61 d'acquisition et d'analyse mis en oeuvre par un circuit électronique conforme à un troisième exemple de réalisation de la présente invention. Ledit procédé 61 est un procédé d'alternance axe d'alimentation/axe de détection, ladite alternance étant conditionnée par un signal de commande. Selon ce mode de réalisation, le procédé réalise les successions étapes (11,31) et (21,31). Le passage de l'une à l'autre des étapes (11,31) et (21,31) est conditionné par un signal de commande. À chaque fin d'étape 31, mise en oeuvre lors de la succession d'étapes (11,31) ou (21,31), le circuit électronique détermine s'il a reçu un signal de commande entre ladite succession d'étapes et la précédente. Si aucun signal de commande n'a été reçu, alors le procédé reboucle sur les mêmes étapes. Si un signal de commande a été reçu, alors le procédé alterne la succession d'étapes. Par exemple, si un signal de commande a été reçu en sortie des étapes (11,31), le procédé reboucle sur lesdites étapes (11,31), mais si un signal de commande a été effectivement reçu, le procédé alterne sur les étapes (21,31). Un dispositif électronique tactile muni d'un capteur tactile multicontacts intégrant un circuit électronique d'analyse conforme à l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits, présente l'avantage de fournir une solution adéquate à l'apparition de phénomènes de parasitages ainsi que de problèmes liés à la résistivité des matériaux.35 Les modes de réalisation précédemment décrits de la présente invention sont donnés à titre d'exemples et ne sont nullement limitatifs. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS 1 - Circuit électronique d'analyse d'un capteur tactile à matrice passive multicontacts (1) comportant des moyens d'alimentation électriques de l'un des deux axes de la matrice, et des moyens de détection des caractéristiques électriques selon l'autre axe de la matrice, aux intersections entre les deux axes, caractérisé en ce que l'on alterne l'axe d'alimentation et l'axe de détection. 2 - Circuit électronique d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique électrique mesurée est la résistance. 3 - Circuit électronique d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique électrique mesurée est la capacité. 20 4 - Circuit électronique d'analyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est périodique. 25 5 - Circuit électronique d'analyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est conditionnée par la détection d'un artefact. 30 6 - Circuit électronique d'analyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alternance axe d'alimentation/axe de détection est conditionnée par la réception d'un 35 signal de commande.157 ù Capteur tactile à matrice passive multicontacts (1) comportant des moyens d'alimentation électriques de l'un des deux axes de la matrice, et des moyens de détection de caractéristiques électriques selon l'autre axe de la matrice, aux intersections entre les deux axes, ledit capteur tactile (1) comportant également un circuit électronique conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.10