Brevet FR3022364A1 — publié le 20151218

DISPOSITIF DE MAINTIEN DE SURFACE TACTILE Domaine de l'invention L'invention est dans le domaine des surfaces tactiles et concerne plus particulièrement un dispositif de maintien d'une telle surface. Etat de la Technique Il existe différentes approches pour rendre tactile une surface de n'importe quelle nature, en permettant de localiser un appui sur la surface. Les solutions connues sont principalement le déploiement d'un film capacitif sur la surface, la pose d'un cadre infrarouge sur la surface ou la mesure d'effort à partir de jauges de contraintes ou de capteurs de pression. Ces solutions sont particulièrement adaptées aux surfaces dites de petite taille en général inférieures à une trentaine de pouces, comme les tablettes par exemple. Cependant, elles deviennent inappropriées pour des surfaces à tactiliser plus importantes comme par exemple des vitres pour des tables ou pour des plafonniers de voiture. En effet, le passage à des surfaces plus importantes génère des problèmes liés à la rigidité et donc à la déformation de la surface sous l'application d'une force d'interaction. Même si des solutions satisfaisantes sont proposées pour aborder cet aspect 2 3022364 de déformation d'une surface, des inconvénients demeurent dont entre autre celui de la difficulté à avoir un bon maintien de la surface du fait des dimensions plus importantes. 5 La plupart des dispositifs existants pour maintenir des surfaces tactiles utilisent généralement un élément élastique permettant de plaquer la surface à rendre tactile contre le capteur de force. Ce 10 dernier se situe alors entre la surface et un bâti. De tels dispositifs sont par exemple décrits dans les brevets US7109976 ou US7149571. Un autre dispositif décrit dans la demande 15 EP0497398 A2, permet de maintenir une plaque verticale ou horizontale par des moyens de suspension sur la partie haute de la plaque et des éléments élastiques sur la partie basse. Le dispositif de maintien n'ayant pour but que de soulager le poids de la plaque, des 20 jauges de contraintes reliées à des éléments de montage permettent ensuite de mesurer les forces engendrées par l'interaction. Le brevet précité US7109976 décrit un dispositif 25 d'attachement pour écran d'affichage qui comprend une base ayant des première et seconde surfaces, et une partie s'étendant à partir de la deuxième surface. La base est configurée pour être montée sur l'écran et être positionnée entre l'écran et une structure 30 demeurant adjacente à l'écran, par exemple une lunette ou un cadre de l'écran. Même si cet arrangement évite 3 3022364 que certains corps étrangers ne passent entre l'écran et la structure adjacente, des poussières et des liquides peuvent stagner dans la cuvette ainsi formée. Par ailleurs, une précontrainte s'ajoutant au poids de 5 la surface est appliquée par un élément élastique sur le capteur d'effort et vient modifier la plage de fonctionnement du capteur au détriment de sa sensibilité. 10 Ainsi, il n'existe pas dans l'art antérieur, de solution qui pallie les inconvénients des approches existantes, et qui soit adaptée au maintien d'une surface de grande dimension à tactiliser. La présente invention répond à ce besoin. 15 Résumé de l'invention Un objet de la présente invention est de fournir 20 un dispositif pour maintenir une surface tactile de grande taille, afin d'éviter les déformations de la surface. Avantageusement, le dispositif de l'invention 25 permet le maintien d'une surface en plusieurs points pour augmenter la rigidité apparente de la surface et éviter son enfoncement lors de l'interaction. Un autre objet de la présente invention est de 30 proposer un dispositif modulaire de fixation d'une surface tactile de grande taille permettant facilement 4 3022364 l'ajout ou le retrait de modules de fixation. Avantageusement, le dispositif de l'invention permet de limiter la déformation de la surface à 5 tactiliser en la fixant sur un bâti encastrable. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de fixation d'une surface à tactiliser offrant une mise en oeuvre aisée et un coût 10 d'implémentation réduit. Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif qui combine les fonctions de maintien d'une surface à tactiliser à celles de détection d'une 15 interaction sur la surface. Dans un mode de réalisation, le dispositif de l'invention peut être couplé à un module électronique afin d'effectuer des mesures capacitives, et être associé à un procédé de localisation d'interaction permettant de déterminer un 20 point d'interaction sur la surface. La présente invention s'appliquera avantageusement pour des bornes interactives de grande taille, des meubles à tactiliser, ou encore toute 25 application dite «simple touché». De part le faible coût du dispositif proposé, une application typique pourra être la tactilisation d'un plafonnier de grande taille dans l'habitacle d'une 30 automobile. Avantageusement, le dispositif proposé n'altère pas la transparence du plafonnier, et est 5 3022364 particulièrement bien adapté pour laisser passer la lumière. Pour obtenir les résultats recherchés, 5 l'invention propose un dispositif comprenant : - un bâti, présentant un rebord supérieur et un rebord inférieur, pour recevoir une surface tactiliser, la surface présentant une face supérieure et une face opposée ; 10 - des moyens déformables disposés entre le rebord supérieur du bâti et la face supérieure de la surface ; et - des moyens capacitifs disposés entre le rebord inférieur du bâti et la face opposée de la surface 15 permettant de détecter un déplacement de ladite surface ; caractérisé en ce que les moyens déformables et les moyens capacitifs sont agencés sur le pourtour du bâti de manière à maintenir la surface dans le bâti. 20 Dans un mode de réalisation, les moyens déformables sont disposés en regard des moyens capacitifs. Avantageusement, les moyens déformables peuvent être disposés en recouvrement partiel des 25 moyens capacitifs. Selon les implémentations, les moyens déformables sont en matériau rigide ou semi-rigide. 30 Dans une variante avantageuse, les moyens déformables sont des capteurs capacitifs. Les capteurs 6 3022364 capacitifs peuvent être couplés aux moyens capacitifs disposés entre le rebord inférieur du bâti et la face opposée de la surface pour coopérer lors de la détection d'une interaction sur la surface. 5 Dans une variante, un capteur capacitif comprend une première électrode solidaire de la surface et une deuxième électrode séparée de la première par un diélectrique et solidaire du bâti. 10 Dans un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend au moins un joint qui s'étend entre la surface et le rebord inférieur du bâti. 15 Une réalisation avantageuse du dispositif de l'invention est pour un plafonnier de véhicule. Dans une mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend au minimum trois éléments 20 supérieurs déformables et trois capteurs capacitifs. Description des figures 25 Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaitre en appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : 30 La Figure 1 montre en vue de côté un schéma de principe du dispositif de maintien de l'invention dans un mode de réalisation; La Figure 2 montre en vue de côté une variante d'implémentation du dispositif de maintien de la 5 figure 1; Les figures 3a à 3b montrent des variantes d'agencement du dispositif de maintien de l'invention. 10 Description détaillée de l'invention La Figure 1 montre en vue de côté un schéma de principe du dispositif de maintien de l'invention dans 15 un mode de réalisation. D'une manière générale, le dispositif de l'invention permet de maintenir une plaque (102) à tactiliser dans un bâti (104). Le bâti présente un rebord supérieur (104-a) et un rebord inférieur (104- 20 b). La plaque (102) présente une face supérieure (102a) et une face opposée (102-b). Le dispositif de maintien de la plaque comprend un premier élément supérieur (106) qui s'étend entre la face supérieure (102-a) de la plaque et le rebord supérieur (104-a) du 25 bâti. Le dispositif comprend de plus un second élément inférieur (108) qui s'étend entre la face opposée (102-b) de la plaque et le rebord inférieur (104-b) du bâti. L'élément inférieur est un coMposant capacitif qui permet de détecter un déplacement de la plaque 30 lors d'une interaction avec celle-ci, comme un simple touché sur la surface. De manière préférentielle, le 8 3022364 composant capacitif comprend une première électrode mobile solidaire de la face opposée de la surface tactile (102-b) et une deuxième électrode fixe solidaire du bâti (104-b). Avantageusement, le dispositif de maintien de l'invention permet qu'une plaque soit retenue entre les rebords supérieur et inférieur du bâti par un agencement et une répartition d'éléments supérieurs élastiques et d'éléments inférieurs capacitifs. La plaque se retrouve alors pincée par le dispositif qui assure son maintien. L'élément supérieur (106) est un élément élastique qui peut être fait de différents matériaux rigides ou semi-rigides tels que par exemple des polymères ou de la mousse ou un ressort afin de permettre une déformation suffisante lors d'une interaction sur la surface de la plaque, et reprendre leur forme initiale de repos. L'élément supérieur élastique deformable utilisé 20 dans l'invention peut être de différentes formes et configurations. Dans un mode de réalisation tel qu'illustré sur la figure 1, il est de forme sensiblement identique à l'élément inférieur capacitif et est placé en regard de ce dernier (108). 25 En pratique, chaque élément supérieur élastique peut être collé au bâti et à la surface à tactiliser. De même, l'élément supérieur peut avoir une épaisseur de repos variable qui soit identique ou différente de l'épaisseur de l'élément inférieur 30 capacitif. L'homme du métier comprendra que les exemples 9 3022364 décrits ne sont pas limitatifs et que le dispositif de l'invention peut comprendre des éléments élastiques et capacitifs qui soient en nombre identique ou différent selon la taille ou la forme de la surface à tactiliser 5 ou selon l'application. Dans une implémentation préférentielle, les moyens élastiques sont au minimum au nombre de trois et les moyens capacitifs sont au minimum au nombre de trois. Par exemple, dans une application pour un plafonnier de véhicule, la vitre 10 du plafonnier pourra être retenue dans un bâti par quatre dispositifs positionnés à chaque coin de la surface. La figure 2 montre en vue de côté une variante 15 d'implémentation du dispositif de maintien de l'invention dans lequel l'élément deformable est composé d'un élément capacitif. Le dispositif de maintien dans cette variante est constitué de deux capteurs capacitifs assemblés en un dispositif capacitif unitaire, dit capteur fourche. Le capteur fourche comprend une armature centrale (208-a, 208-b) solidaire de la surface 202, et deux armatures externes (210-a, 210-b) solidaires des rebords du bâti, les armatures externes étant respectivement séparées de l'armature centrale par un matériau diélectrique (206-a, 206-b). Les capteurs capacitifs sont situés respectivement de part et d'autre de la plaque 202 présentant une face supérieure et une face inférieure. Dans le contexte de l'invention, le capteur situé au-dessus de la plaque est dit 'capteur supérieur' et le 10 3022364 capteur situé au-dessous de la plaque est dit 'capteur inférieur'. Dans une implémentation, les capteurs sont disposés sur les bords de la plaque et encastrés dans un bâti 204. Ainsi avantageusement, le capteur fourche 5 permet le maintient de la surface 202 sans système de fixation complémentaire. Pour permettre de détecter un déplacement de la plaque lors d'une interaction sur la surface, chaque capteur comprend deux électrodes séparées par un 10 diélectrique (206-a, 206-b). Le capteur supérieur comprend une première électrode 208-a solidaire de la plaque et une deuxième électrode 210-a solidaire du bâti. Un diélectrique 206-a constitué d'une matière élastique et isolante, comme par exemple du silicone 15 ou du polyuréthane, est situé entre les deux électrodes. Le diélectrique permet d'augmenter la capacité mesurée en augmentant la permittivité du milieu. D'autre part, il constitue une fonction de rappel qui se comprime lorsqu'une force liée à une 20 interaction est appliquée sur la surface pour rapprocher les deux électrodes, et qui se détend lorsque la force disparait afin de remettre les électrodes dans leur position initiale. De manière similaire, le capteur inférieur 25 comprend une première électrode 208-b solidaire de la plaque et une deuxième électrode 210-b solidaire du bâti, séparées par un diélectrique 206-b. Chaque électrode solidaire de la plaque est mobile sous l'effet d'une pression sur la plaque et de 30 la déformation du diélectrique. Chaque électrode solidaire du bâti est fixe et constitue une électrode 11 3022364 de signal qui permet la mesure d'efforts exercés sur la surface. Le dispositif de maintien de l'invention à base de capteur fourche peut être couplé à un système de détection et de localisation d'interaction tel que 5 celui décrit dans la demande de brevet du déposant intitulée « Procédé et dispositif pour localiser une interaction sur une surface tactile » déposée le même jour. 10 Les figures 3a et 3b montrent des variantes d'agencement du dispositif de maintien de l'invention. La figure 3a est une vue de côté qui illustre un exemple de réalisation du dispositif de maintien où l'élément supérieur deformable (306) n'est pas en 15 regard direct d'un élément capacitif (308). Dans la configuration de la figure 3a, l'élément supérieur deformable est positionné à intervalle régulier entre deux éléments capacitifs (308, 310). Avantageusement, un élément supérieur deformable peut être disposé de 20 manière à être en regard total ou partiel d'un élément inférieur capacitif. Selon les variantes d'implémentation, l'élément supérieur deformable peut être un élément capacitif tel que décrit en référence à la figure 2. 25 La figure 3b illustre une variante d'implémentation du dispositif de maintien de l'invention, dans lequel un joint (410) est ajouté entre la plaque (402) et le rebord inférieur du bâti 30 (404) pour éviter un aspect cuvette qui peut se produire sur certaines surfaces de grande taille. Le 12 3022364 rôle du joint est alors d'assurer l'étanchéité face aux poussières et aux liquides du système. Il est constitué d'un matériau étanche, tel un polymère ou un film plastique par exemple, et est deformable afin de 5 perturber le moins possible la déformation des capteurs capacitifs. Celui-ci est collé à la fois sur le bâti (404) et sur la plaque (402). Dans cette variante, l'élément supérieur deformable (406) peut être un élément élastique ou un élément capacitif. 10 L'homme du métier comprendra que seuls quelques exemples sont décrits mais ne sont en rien limitatifs des possibilités d'agencement entre les éléments supérieur déformables et les éléments inférieurs 15 capacitifs. Ainsi avantageusement, selon la taille de la surface à tactiliser, des modules de fixation peuvent être facilement ajoutés ou retirés. Dans une variante, une même surface peut être maintenue dans un bâti par des modules 20 13 REVENDICATIONS1. Un dispositif comprenant : - un bâti, présentant un rebord supérieur et un rebord inférieur, pour recevoir une surface à tactiliser, la surface présentant une face supérieure et une face opposée ; - des moyens déformables disposés entre le rebord supérieur du bâti et la face supérieure de la surface ; et - des moyens capacitifs disposés entre le rebord inférieur du bâti et la face opposée de la surface permettant de détecter un déplacement de ladite surface ; caractérisé en ce que les moyens déformables et les moyens capacitifs sont agencés sur le pourtour du bâti de manière à maintenir la surface dans le bâti. 2. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel les moyens déformables sont disposés en regard des moyens capacitifs. 3. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel les moyens déformables sont disposés en recouvrement partiel des moyens capacitifs. 4. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les moyens déformables sont en matériau rigide ou semi-rigide. 14 3022364 5. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les moyens déformables sont des capteurs capacitifs. 5 6. Le dispositif selon la revendication 5 dans lequel les capteurs capacitifs sont couplés aux moyens capacitifs disposés entre le rebord inférieur du bâti et la face opposée de la surface pour coopérer lors de la détection d'une interaction sur la 10 surface. 7. Le dispositif selon la revendication 6 dans lequel un capteur capacitif comprend une première électrode solidaire de la surface et une deuxième électrode 15 séparée de la première par un diélectrique et solidaire du bâti. 8. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant au moins un joint 20 qui s'étend entre la surface et le rebord inférieur du bâti. 9. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la surface est un 25 plafonnier de véhicule. 10. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel les moyens déformables sont au minimum au nombre de trois et 30 les moyens capacitifs sont au minimum au nombre de trois.