Brevet FR3055990A1 — publié le 20180316

-1- INTERFACE TACTILE TANGIBLE RECONFIGURABLE Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des interfaces homme-machine utilisant un capteur tactile. Un tel dispositif sert à interagir avec le matériel informatique par le biais de plusieurs points de contact (souvent avec plusieurs doigts). Un tel dispositif se compose d'un pavé tactile ou d'une surface tactile opaque ou transparente qui reconnaissent des points de contact simultanés et multiples, ainsi que d'un logiciel qui interprète ces contacts simultanés. Dans le cas d'une surface transparente, la surface tactile est appliquée sur un écran de visualisation. Le dispositif fournit par l'intermédiaire d'un pilote des signaux numériques correspondant à la position et éventuellement le degré de pression de chaque point de contact de façon indépendante, ce qui permet d'effectuer des gestes et d'interagir avec plusieurs doigts ou avec les mains, et de créer une interaction riche. Une des technologies projette une image à travers une surface acrylique ou en verre, puis rétroéclaire l'image avec des LEDs. Les surfaces tactiles peuvent également être sensibles à la pression par l'ajout d'un revêtement. Ce 25 revêtement réfléchi différemment en fonction de la pression exercée lors de l'appui, ce qui modifie la réflexion. Les technologies portables utilisent souvent un panneau qui porte une charge électrique (technologie capacitive). Lorsqu'un doigt touche l'écran, le contact 30 perturbe le champ électrique du panneau. La perturbation est 3055990 -2 enregistrée comme un événement (en informatique) et peut être envoyé au logiciel, qui initie alors une réponse à l'événement de mouvement. Une autre technologie repose sur l'utilisation 5 d'un réseau de résistances imprimées en transparence ou non sur des feuilles souples constituant le panneau tactile (par ex du PET). L'application d'une pression physique à la surface du panneau (par un doigt ou tout autre dispositif) vient modifier les composantes électriques de ce dernier. La 10 perturbation est enregistrée comme un événement (en informatique) et peut être envoyé au logiciel, qui initie alors une réponse à l'évènement de mouvement. Ces dispositifs sont généralement plat et présentent une surface d'interaction plane. 15 On a aussi proposé d'associer à ces dispositifs des éléments en relief pour fournir des sensations améliorant la perception de l'interaction. Ces éléments en reliefs peuvent être collé définitivement sur la surface active. On a aussi proposé des capteurs personnalisables 20 avec des éléments en relief interchangeables. Etat de la technique On connaît dans l'état de la technique le brevet américain US5450078 décrivant un clavier d'ordinateur ayant un port de sortie à travers lequel des codes de balayage sont dirigés vers un processeur de l'ordinateur via un câble, le clavier du type comportant une surface tactile sur lequel une pluralité de superpositions membranes peuvent être installés. Différentes tables de données stockées peuvent être sélectionnées en fonction d'un code d'identification de la membrane de recouvrement. 3055990 -3 On connaît aussi la demande de brevet US2006256090 décrivant un accessoire mécanique pour un dispositif de détection tactile comprenant une base configurée pour le placement sur une surface tactile et un ou plusieurs 5 actionneurs mécaniques. Le mouvement des actionneurs mécaniques est configuré pour provoquer l'activation de la surface tactile du dispositif de détection tactile. On connaît aussi le brevet américain US8866750 qui concerne un dispositif de saisie matériel souple, évolutif, 10 destiné à interagir avec divers dispositifs allant d'un téléphone à ordinateur tablette, en passant par un dispositif de lecture multimédia ou une boule de commande. Le dispositif de saisie comprend un ensemble de contrôles de saisie mécaniques correspondant chacun à une ou plusieurs fonctions 15 indépendantes, et un ensemble de zones de commande de saisie tactiles (p. ex. capacitives), chaque zone de commande de saisie tactile recevant indépendamment une entrée par effleurement. De plus, une ou plusieurs des zones de commande de saisie tactiles recouvrent de manière interchangeable un ou 20 plusieurs des contrôles de saisie mécaniques, d'où une gestion commune de l'interaction avec les zones de commande de saisie tactiles permettant de déterminer une fonction correspondante de commande d'une application, d'un service ou d'un dispositif informatique. 25 On connaît encore le brevet européen EP2751648 décrivant un clavier qui est destiné à être utilisé conjointement avec un panneau tactile, le clavier comprenant un cadre entourant un panneau tactile, comprenant une pluralité de boutons disposés au-dessus du panneau tactile, 30 chacun des boutons comprenant un élément rigide qui est abaissé à travers le cadre lorsqu'une pression est appliquée du dessus, et un corps souple fixé à l'élément rigide et au cadre pour soulever l'élément rigide lorsque la pression provenant est libérée. 3055990 -4 La demande de brevet US2010162109 décrit une interface utilisateur ayant une topographie variable. La surface peut comprendre un matériau déformable. La topographie changeante peut définir différentes configurations d'interface 5 utilisateur. L'interface utilisateur peut, par exemple, être associée à une entrée et / ou des dispositifs de sortie, tels que des tablettes tactiles, des écrans tactiles, et similaires. 10 Inconvénients de l'art antérieur Cette solution de l'art antérieur ne permet que des personnalisations limitées du dispositif. Il ne laisse pas une totale liberté à l'utilisateur dans la personnalisation, et par exemple ne permet pas de mélanger différents accessoires 15 pour définir une nouvelle configuration décidée par l'utilisateur. Solution apportée par l'invention Afin de remédier à cet inconvénient, la présente invention concerne un système électronique d'interface homme- 20 machine comprenant un capteur tactile et au moins un accessoire amovible de personnalisation dudit capteur tactile caractérisé en ce que ledit accessoire comprend une mémoire électronique et des moyens de communication à distance avec un circuit électronique d'appairage relié au pilote dudit capteur 25 tactile, le système comprenant des moyens pour détecter la présence d'un accessoire amovible et initier une étape de configuration des signaux délivrés en fonction des informations enregistrées dans ladite mémoire de l'accessoire détecté et lues par ledit circuit électronique d'appairage. 30 Le système comprend un capteur résistif dont la surface permet soit une interaction directe avec le doigt de 3055990 -5 l'utilisateur, ou avec un stylet, ou une interaction indirecte par l'intermédiaire d'une feuille souple interchangeable présentant des reliefs caractéristiques. Selon une variante, la mémoire dudit accessoire 5 contient un identifiant de personnalisation spécifique à un type d'accessoire, et en ce que le système comporte une mémoire permanente pour l'enregistrement de données de configuration associée audit identifiant de personnalisation, l'étape de configuration consistant à exploiter les données de 10 configuration correspondant à l'identifiant lu lors de l'étape de configuration. Selon une autre variante, lesdites données de configuration sont paramétrables. Avantageusement, les accessoires sont constitués 15 par des pièces tridimensionnelles réalisées en un matériau déformable élastiquement et présentant une surface inférieur complémentaire d'une partie au moins du capteur tactile, pour transmettre les efforts exercés sur la surface extérieure de l'accessoire au capteur tactile. 20 Selon un mode de réalisation particulier, les accessoires sont constitués par des pièces tridimensionnelles présentant une surface inférieure complémentaire d'une partie au moins du capteur tactile et des découpes pour l'accès à la surface du capteur tactile lorsque l'accessoire est déposé sur 25 la surface du capteur tactile. De préférence, lesdits moyens de communication sont de type radiofréquence, notamment de type RFID. Selon un mode de réalisation particulier, le système selon l'invention constitue un périphérique présentant 30 un port de communication pour le raccordement à un ordinateur. 3055990 -6 Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de 5 réalisation illustré par les dessins annexés où : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un équipement selon l'invention - les figures 2 à 7 représentent diverses configurations de l'accessoire de personnalisation selon 10 l'invention. Le dispositif représenté à titre d'exemple est un périphérique comprenant trois pavés tactiles (1 à 3) adjacents. Les pavés tactiles (1 à 3) sont par exemple des 15 pavés capacitifs ou résistifs transparents, ou des pavés capacitifs ou résistifs opaques. Ils sont associés de manière connus à des circuits pilotes (drivers). Cette surface active peut être exploitée de manière habituelle, avec un ou plusieurs doigts ou un stylet. 20 Elle peut aussi recevoir des accessoires (4 à 6) constitués par un matériau déformable élastiquement, présentant une surface inférieure (41, 51, 61) plane qui peut être recouverte d'un adhésif réversible, ou d'un revêtement magnétique. 25 Dans le cas d'un pavé capacitif, les accessoires (4 à 6) sont constitués en un matériau déformable élastiquement avec des charges conductrices, de moins de deux millimètres d'épaisseur et transparent lorsque le pavé est un écran tactile. 3055990 -7 Dans le cas d'une technologie résistive, les accessoires peuvent être plus épais, jusqu'à plusieurs centimètres, découpés dans un matériau souple transmettant les efforts jusqu'à la surface du capteur. 5 Les accessoires (4 à 6) présente une épaisseur permettant de transmettre les efforts exercés sur la face supérieure à la surface tactile. L'épaisseur de la surface inférieure est par exemple comprise entre 1 et 5 millimètres, notamment de 3 millimètres. Ils sont constitués d'un 10 caoutchouc de silicone transparent lorsqu'ils sont destinés à compléter un écran tactile, ou opaque lorsqu'ils sont destinés à un pavé tactile opaque. Ils sont découpés dans une feuille souple et suivant les configurations complétées avec des éléments en reliefs rigides ou souples. Le maintien sur le 15 pavé tactile est assuré par une liaison magnétique, un adhésif ou tout autre dispositif mécanique connu. Chaque accessoire incorpore un composant de communication surmoulé, par exemple un module RFID dont la mémoire permanente contient un identifiant numérique du type 20 d'accessoire. Ce composant communique avec un circuit électronique complémentaire assurant la lecture de l'identifiant numérique lorsque l'accessoire est posé sur le pavé tactile. Ce circuit commande le paramétrage du pilote de 25 l'équipement afin de le faire correspondre à la configuration physique de l'accessoire. Les figures 2 à 7 représentent différents exemples de configurations d'accessoires. La figure 2 représente un accessoire présentant un 30 cadre rigide (10) formant un relief sur une membrane souple (12) déformable élastiquement. Des cloisons (11) déterminent des zones actives de coulissement du doigt de l'utilisateur. 3055990 -8 La figure 3 représente un autre exemple d'accessoire présentant la forme d'un clavier d'instrument à musique, avec des zones (14) d'une première épaisseur et des zones (15) d'une épaisseur légèrement supérieure, 5 correspondant aux touches blanches et noires d'un piano. D'autres zones de relief (16) correspondent à des boutons. Certaines zones de relief (17) présentent une surface supérieure hémisphérique. La figure 4 représente un accessoire formé par une 10 membrane (12) souple portant des anneaux (18) rigide en relief, délimitant des zones d'interaction tactile (19). La figure 5 représente une variante d'un tel accessoire où la membrane (12) est revêtue par un cadre (20) formant un cloisonnement matriciel. 15 La figure 6 représente une autre variante d'accessoire où la membrane (12) présente une zone principale délimitée par un cadre rigide (10) en relief, et comporte des boutons (16) en relief protubérant. La figure 7 représente une autre variante où la 20 membrane est revêtue avec des éléments carrés (16) formant des boutons répartis sur la surface de la membrane. Fonctionnement Le fonctionnement est le suivant : 25 On connecte l'appareil à l'équipement informatisé (étape facultative si l'appareil est lui-même informatisé) via une interface de communication filaire ou non (USB, bluetooth ou équivalent) 3055990 -9 L'appareil émet un signal RFID afin de savoir si des objets sont présents ou pas sur sa surface On pose un ou plusieurs accessoires sur la surface de l'appareil 5 Dès qu'un objet est posé sur l'appareil, il se déclare auprès de l'appareil via une lecture RFID. L'appareil récupère la programmation de l'objet et mappe les données tactiles du capteur en fonction des paramètres déterminés dans la mémoire RFID de l'objets. Ces 10 données sont d'ordre géométriques (dimension de l'objet, composition mécanique) mais peuvent aussi être plus complexes (mode de fonctionnement, réponse à des gestes, à des modes d'interaction particuliers, temps de réponse, courbe de sensibilité à la pression...). Sont aussi décrites les 15 informations concernant le type de messages à envoyer lors d'une interaction avec l'objet Lorsque l'utilisateur interagit avec un objet, les données prévues dans la configuration de cet objet sont envoyés par l'appareil à l'équipement informatisé 20 Quand un objet est retiré de l'appareil, ce dernier cesse d'émettre les messages correspondants Une étape de programmation des objets est possible via un logiciel dédié. Ce logiciel permet de modifier le comportement d'un objet ainsi que le type des données que 25 l'appareil devra transmettre à l'équipement informatisé Lorsque l'utilisateur a terminé de configurer l'objet, l'appareil stocke la nouvelle configuration dans la mémoire interne de l'objet 3055990 -10- L'objet peut alors être utilisé sur l'appareil en question avec ses nouveaux paramètres de configuration L'invention transforme un capteur tactile sans 5 relief en un appareil tangible modulaire. L'interface homme-machine ainsi créée est totalement modulaire. Avec un même appareil, il est possible d'étendre à l'infini les possibilités d'interaction en développant autant d'objets que nécessaire ayant chacun leurs 10 propres paramètres de configuration et de modes d'interaction Les objets une fois programmés peuvent être échangés entre plusieurs utilisateurs, ces derniers seront immédiatement reconnus et compatibles avec l'appareil d'un nouvel utilisateur. De ce fait, une communauté d'utilisateurs 15 se crée, ils échangent les meilleures configurations d'objets pour un usage donné Les objets peuvent être placés et enlevés de l'appareil en temps réel ce qui permet de faire évoluer l'interface homme-machine en cours d'utilisation. 20 L'utilisateur peur ainsi faire évoluer les modes d'interaction avec l'équipement informatisé en fonction de son besoin. REVENDICATIONS1 - Système électronique d'interface homme-machine comprenant un capteur tactile et au moins un accessoire (4 à 6) amovible de personnalisation dudit capteur tactile (1 à 3) 5 caractérisé en ce que ledit accessoire comprend une mémoire électronique et des moyens de communication à distance avec un circuit électronique d'appairage relié au pilote dudit capteur tactile, le système comprenant des moyens pour détecter la présence d'un accessoire amovible et initier une étape de 10 configuration des signaux délivrés en fonction des informations enregistrées dans ladite mémoire de l'accessoire détecté et lues par ledit circuit électronique d'appairage. 2 - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mémoire 15 dudit accessoire contient un identifiant de personnalisation spécifique à un type d'accessoire, et en ce que le système comporte une mémoire permanente pour l'enregistrement de données de configuration associée audit identifiant de personnalisation, l'étape de configuration consistant à 20 exploiter les données de configuration correspondant à l'identifiant lu lors de l'étape de configuration. 3 - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites données de configuration sont paramétrables. 25 4 - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 1 caractérisé en ce que les accessoires sont constitués par des pièces tridimensionnelles réalisées en un matériau déformable élastiquement et présentant une surface inférieur complémentaire d'une partie au moins du capteur 30 tactile, pour transmettre les efforts exercés sur la surface extérieur de l'accessoire au capteur tactile. 3055990 -12- - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 1 caractérisé en ce que les accessoires sont constitués par des pièces tridimensionnelles présentant une surface inférieur complémentaire d'une partie au moins du 5 capteur tactile et des découpes pour l'accès à la surface du capteur tactile lorsque l'accessoire est déposé sur la surface du capteur tactile. 6 - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens 10 de communication sont de type radiofréquence. 7 - Système électronique d'interface homme-machine selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il constitue un périphérique présentant un port de communication pour le raccordement à un ordinateur. 15