Brevet FR3068499A1 — publié le 20190104

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé d'interaction tactile d'un utilisateur et d'un appareil électronique, ayant une surface de service, une installation de détection pour générer un signal de détection en fonction de la position du contact entre un élé- ment de service et la surface de service, une installation vibrante générant une impulsion mécanique dans la surface de service, la surface de service ayant au moins une zone de service, l'impulsion mécanique étant générée dans la surface de service en fonction du contact entre la surface de service et l'élément de service moyen dans la zone de service. L'invention se rapporte également à un appareil électronique mettant en oeuvre un tel procédé. Etat de la technique A côté d'éléments d'actionnement ou de manoeuvre réali- SéS sous la forme de moyens solides, comme, par exemple, des pous- soirs, des organes de régulation rotatifs ou coulissants, les appareils électroniques ont souvent, pour leur service, des moyens d'actionnement en surface, tactiles, sans mécanisme, comme par exemple, les pavés tactiles ou les affichages tactiles encore connus sous la définition d'écrans tactiles. Les écrans tactiles sont très largement diffusés dans les smartphones et les tablettes-PC. On a également envisagé leur utilisation dans les véhicules automobiles et les machines-outils. Les éléments d'actionnement en forme de circuit et aussi les surfaces d'actionnement tactiles peuvent être associés en fonction du contexte, à différentes fonctions de service dans une zone de service. De plus, les surfaces de service peuvent également être subdivisées en des zones partielles variant en fonction du contexte. Ces moyens sont, par exemple, connus dans les smartphones dans lesquels habituelle- ment on a une surface de manoeuvre tactile comme installation d'actionnement et on dispose de zones partielles différentes, de différentes dimensions sur la surface de service selon les fonctions activées. La surface de service permet de saisir le contact avec une installation de détection et ce contact avec la surface de contact génère un signal de 2 détection dépendant de la position du contact et de la surface de service. Dans le cas d'écrans tactiles, les surfaces de service constituent en même temps les afficheurs et indiquent la zone de sur- 5 face ou plusieurs zones de surface par lesquelles peuvent ainsi être commandées par un utilisateur par une information visuelle ; l'utilisateur peut agir sur le contact et ainsi sur la fonction. De façon caractéristique, ces zones de services encore appelées icônes ou clefs souples, sollicitent l'utilisation tactile, pour des grandeurs plus impor- 10 tantes qui correspondent sensiblement à la dimension d'une pointe de doigt. De telles installations de service sont, par exemple, décrites dans les documents EP 1964022 Bi, EP 2126678 Bi. En outre, selon le document W02016/082963 Ai, il est connu de munir une surface sensible au contact, d'une couche hap- 15 tique, c'est-à-dire que l'on peut saisir directement, et de lui faire en- voyer des messages pour simplifier l'interaction avec les zones de surface ici les surfaces de commutation virtuelle telles que, par exemple, des points de vision virtuelle en simplifiant et en permettant une interaction sans avoir à contrôler par la vue. Pour cela, l'ensemble 20 de la surface tactile, ici l'afficheur tactile, est excité par un actionneur avec une impulsion mécanique ou une succession d'impulsions, c'est-à-dire des vibrations. Les vibrations réalisent ainsi sur la surface superficielle, structurée, une zone de service ou une surface de commutation. Pour permettre de trouver la zone de service sans regar- 25 der, en touchant simplement, le document Pakkanen, T. ; R., R. ; Rai- samo, J.; Salminen, K & Surakka, V. (2010) : "Comparison of three designs for haptic button edges on touchscreens", Proc. Haptics Symposium '10, 219-225 propose de fournir une réaction haptique par les arêtes lorsque le doigt se déplaçant sur le fond passe dans une zone de 30 service ou revient de nouveau de la zone de service sur le fond. Cette opération peut être utilisée dans le cadre de la fonction de "recherche haptique". Si l'utilisateur passe avec le doigt sur l'afficheur, il recevra le message haptique en retour qui est ici la réaction par les arêtes, par les limites des éléments de service. Ces reliefs 3 tactiles permettent à l'utilisateur, de distinguer entre plusieurs touches tactiles sans avoir à regarder l'affichage. Pour avoir sur la surface tactile, plusieurs zones de service avec une réaction de retour des arêtes, c'est-à-dire un message 5 haptique en retour perçu par l'utilisateur comme étant une arête, si ces zones de services doivent être juxtaposées, il faut respecter une certaine distance minimale entre les zones de service pour que celles-ci puissent être perçues comme étant différentes par l'utilisateur. Exposé et avantages de l'invention 10 A cet effet l'invention a pour objet un procédé du type dé- fini ci-dessus caractérisé en ce que la zone de service a une arête virtuelle qui précède le bord de la zone de service et, on génère une impulsion mécanique pour générer une arête perçue de manière tactile si la position saisie de l'élément d'actionnent se trouve sur l'arête 15 virtuelle. Le procédé de l'invention a l'avantage de réduire la distance entre les zones de service avec une réaction d'arête, haptique, sur la surface de service tactile notamment l'affichage tactile et des zones de service voisines pourront toujours être distinguées significativement du 20 point de vue haptique ce qui réduit le risque d'erreur de commande par l'actionnement accidentel de deux zones de service voisines. La réaction d'arête représente un message en retour, haptique, permettant à un utilisateur de percevoir sur la surface de service, tactile, une arête qui a un effet mécanique, c'est-à-dire une arête 25 effectivement présente. Pour cela, l'invention propose, comme indiqué ci-dessus, une arête virtuelle générant le retour de réaction d'arête et cette arête virtuelle doit se trouver dans la zone de service représentée sur la surface de service en étant devant le bord de la zone de service. L'arête vir- 30 tuelle et ainsi la réaction d'arête ne correspondent pas dans l'espace avec le bord de la zone de service représentée mais se situent à l'intérieur de cette zone de service représentée. Ainsi et en d'autres termes, l'invention a pour objet un procédé d'interaction tactile entre un utilisateur et un appareil électro- nique selon lequel l'appareil électronique comporte une surface de ser- 4 vice, une installation de détection pour générer un signal de détection en fonction de la position du contact de la surface de service avec un élément de service encore appelé moyen d'actionnement, une installation vibrante générant une impulsion mécanique dans la surface de 5 service qui a au moins une zone de service et l'impulsion mécanique étant générée dans la surface de service en fonction du contact entre la surface de service et l'élément de service dans la zone de service, ce procédé étant caractérisé par une arête virtuelle à l'intérieur de la zone de service et qui se trouve devant le bord de la zone de service et en ce 10 qu'on génère une impulsion mécanique créant une arête perceptible de manière tactile lorsque la position de l'élément de service, saisie, se trouve sur l'arête virtuelle. De manière avantageuse, la distance entre l'arête virtuelle et le bord de la zone de service est définie par rapport à une autre zone 15 de service voisine du bord de cette zone de service. Cela permet de dé- placer la position de l'arête virtuelle en réduisant la distance entre les zones de service, en direction du centre de la zone de service ou de plusieurs zones de service disposant de cet effet de réaction d'arête. De manière préférentielle, on détermine la distance de 20 l'arête virtuelle par rapport au bord de la zone de service à partir de la surface de contact du moyen d'actionnement sur la surface de service. A titre d'exemple, on peut définir la distance de l'arête virtuelle par rapport au bord de la zone de service comme moitié du diamètre de la surface de contact. Cela garantit que le déplacement de 25 la zone de service de l'intérieur vers l'extérieur déclenche la réaction d'arête avant ou au plus tard dès que la surface de contact du moyen d'actionnement traverse le bord de la zone de service représenté sur la surface de service. Dans un cas extrême il serait ainsi possible de juxtaposer étroitement deux zones de service et permettant une association 30 univoque d'un effet de réaction d'arête à chacune des deux zones de service adjacentes. Selon un développement avantageux, la surface de contact du moyen d'actionnement sur la surface de service se détermine par une étape d'apprentissage. Cela permet lors de la première mise en 35 route de l'appareil électronique, de démarrer un procédé 5 d'apprentissage en déterminant la surface de contact de l'élément de service telle que l'extrémité d'un doigt comme l'index de la main de l'utilisateur. En variante, on peut également déterminer la surface de contact d'un stylet utilisé pour manoeuvrer l'appareil électronique. Cela 5 permet ainsi l'adaptation à l'utilisateur et par conséquence une utilisa- tion plus facile et plus garantie pour l'utilisateur. Selon un développement avantageux, la surface de contact de l'élément de service avec la surface de service est définie en alternance ou en complément, en mode de régulation de l'appareil 10 électronique, c'est-à-dire également en dehors de la phase d'apprentissage. Cela peut également se faire de manière continue et permet une adaptation très poussée de l'utilisateur et notamment l'emploi de ce même appareil électronique par différents utilisateurs. L'invention a également pour objet un appareil électro- 15 nique ayant une surface de service ainsi qu'une installation vibrante pour générer une impulsion mécanique dans la surface de service et dont la surface de service est munie d'une installation de détection pour générer un signal de détection en fonction de la position du contact sur la surface de service, l'appareil électronique permettant la mise en 20 oeuvre du procédé d'interaction tactile entre un utilisateur et l'appareil électronique selon les étapes du procédé présenté ci-dessus. Dessin La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de procédés d'interaction tactile entre 25 un utilisateur et un appareil électronique, représentés dans le dessin annexé dans lequel : La figure unique est un schéma par blocs d'un appareil électronique pour la mise en oeuvre du procédé d'interaction tactile. Description de modes de réalisation de l'invention 30 La figure montre un schéma par blocs d'un appareil élec- tronique 1 pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. L'appareil électronique peut être un appareil mobile tel qu'un smartphone ou une tablette ou encore un ordinateur portable. L'appareil électronique 1 peut également être en principe n'importe quel appareil électronique 35 ayant une surface tactile pour sa commande. 6 En liaison avec l'invention, le point de départ est un équipement électronique de véhicule 2 sous la forme d'un appareil électronique 1, par exemple, pour la climatisation de l'habitacle, l'assistance de conduite ou un système d'information du conducteur tel 5 qu'un système de navigation ou encore une installation multimédia ou une installation de communication équipant le véhicule telle qu'une installation mains libres de téléphone mobile. Pour l'interaction entre le conducteur du véhicule ou d'un autre occupant du véhicule avec l'équipement électronique du véhicule 10 1, il est prévu une installation de service 10, commune ou interface d'utilisateur 10 encore appelée interface homme/machine (interface HMI). L'installation de service 10 comporte dans le cas présent un afficheur tactile 11, c'est-à-dire une unité d'affichage 12 ou un affi- 15 cheur 12 et une installation de détection 13 qui saisit le contact de la surface tournée vers l'utilisateur. L'afficheur 12 et l'installation de détection 13 sont reliés pour former une unité mécanique commune ; il s'agit dans ce cas, d'un afficheur tactile 11 ou écran tactile 11 combiné. La combinaison entre l'installation de détection 13 et l'afficheur 12, 20 c'est-à-dire l'écran tactile 11 est monté de manière à résister mécani- quement aux vibrations. Cela se fait par un palier élastique. Dans le cas de l'utilisation dans le domaine automobile, c'est-à-dire comme interface HMI dans un véhicule, l'affichage tactile 11 est installé élastique-ment dans le support d'armature tel que le tableau de bord du véhicule 25 ou dans un support comparable, de préférence dans le champ de vision élargi du conducteur, mais également à portée de main. Le montage élastique est schématisé par le ressort 171 et la fixation dans le véhicule par la référence 172. L'afficheur tactile 11 est relié mécaniquement à une installation vibrante 16, c'est-à-dire que dans le cas présent, la 30 liaison est une liaison collée ou couplée mécaniquement d'une autre manière. L'écran tactile 11 et ses éléments d'affichage 12 et l'installation de détection ainsi que l'installation vibrante 16 sont reliées à la commande 15 par des lignes de transmission de signaux. 7 L'interface HMI 10 comporte ainsi un afficheur tactile 11, une commande 15, une installation vibrante 16 et des paliers vibrants 171, 172 de l'afficheur tactile 11. La commande 15 est réalisée de préférence d'une manière 5 connue en soi sous la forme d'un processeur combiné à une mémoire qui contient l'enregistrement du programme de service appliqué par le processeur pour exécuter le procédé de l'invention. L'installation vibrante 16 sert à dévier l'afficheur tactile 11 et générer ainsi une impulsion tactile c'est-à-dire perceptible par le 10 contact d'un utilisateur ou de la surface de service 121 de l'afficheur tactile. L'installation vibrante 16 se présente, sous la forme d'un électroaimant dont une première partie est reliée rigidement à l'afficheur tactile 11 alors que la seconde partie peut osciller librement 15 comme partie mobile électromagnétique par rapport à la première par- tie. La sollicitation de l'électroaimant de l'installation vibrante 16 qui donne cette impulsion mécanique par l'impulsion électrique émise par la commande 15, est ensuite injectée dans l'afficheur tactile 11 pour être dévié globalement de cette interaction. Ce débattement est percep- 20 tible comme impulsion haptique sur la surface 121 de l'affichage tactile comme impulsion haptique. Le débattement de l'affichage tactile se fait selon le montage et la réalisation de l'installation vibrante 16 sous la forme d'un mouvement de soulèvement, un mouvement de soulèvement et de rotation avec une composante autour de la perpendiculaire à la 25 surface 121 ou encore un mouvement de translation parallèle à la sur- face 121. Par une commande appropriée de l'installation vibrante 16 par une impulsion, on peut générer une réaction d'arête que l'utilisateur pourra percevoir à la surface 121 de manière tactile c'est-à- 30 dire avec le toucher comme étant une arête. Les détails de la commande appropriée de l'installation vibrante 16 pour générer une réaction d'arête sont, par exemple décrites dans le document : Pakkanen, T. ; R.; Raisamo, J.; Salminen, K. & Surakka, V. (2010) : "Comparison of three designs for haptic button edges on touchscreens", Proc. Haptics 35 Symposium '10, 219-225. 8 L'unité d'affichage (ou afficheur) 12 permet de représenter les zones de service rendues visibles pour l'utilisateur, c'est-à-dire dans le cas présent le conducteur du véhicule ou d'autres conducteurs de véhicules qui laissent voir la vue de la surface de service 121 de 5 l'afficheur 12 c'est-à-dire de la surface d'affichage. Les contenus présen- tés sur l'afficheur 12 et qui concernent notamment les zones de service et leur libellé sont appliqués par l'afficheur 12 par une commande 15 en fonction du contexte, c'est-à-dire en fonction de l'état de service actuel. Les zones de services représentent des éléments de service virtuels 10 tels des poussoirs ou des commutateurs tactiles, des boutons tournant ou des organes de réglage, poussoirs ou autre élément de service, comme, par exemple, un clavier alphanumérique ou des parties de clavier tel qu'aussi les icônes ou les boutons d'un smartphone. Dans le scénario de base de la figure on a, par exemple, 15 deux zones de service 124, 125, plates, juxtaposées et le bord droit 1241 de la première zone de service 124 est voisine du bord gauche 1251 de la seconde zone de service 125. En combinaison avec la commande 15 l'installation de détection 13 sert à déterminer la position 131 du contact avec la sur- 20 face de service 121 par un élément de service 3. L'élément de service 3 peut se présenter, comme extrémité d'un doigt, par exemple, d'un index de l'utilisateur. L'élément de service 3 est, aussi un stylet que l'utilisateur tient à la main et avec lequel il inscrit sur la surface tactile 11 et ainsi la surface de service 121. L'installation de détection 13 25 transfère la surface de contact 132 par laquelle l'élément de service s'appuie sur la surface supérieure 11 sensible au contact, ici la surface de service 121 en une position de contact 131 dont les coordonnées ont été présentement déterminées comme milieu de la surface de contact 132. 30 Contrairement à la représentation de la figure, le disposi- tif de détection 13 peut également se présenter sous la forme d'un film transparent couvert par l'afficheur 12 proprement dit. Dans ce cas, la surface de service 121 ou la surface supérieure de l'installation de détection 13 seront faussées et les zones de service 124, 125 sont rendues 9 visibles par le dispositif de détection 13 à travers la surface de service 121. Pour traiter une entrée de l'utilisateur par le contact de la surface de service 121, selon les solutions connues de l'état de la tech- 5 nique, on émet une réaction d'arête si la position déterminée 131 du contact avec la surface de service 121 se trouve au-dessus de l'arête d'une zone de service 124 ou 125 ; dans le cas de l'exemple de la figure 1, cette position est au-dessus de l'arête droite ou du bord droit 1241 de la première zone de service 124 ou de l'arête gauche ou du bord gauche 10 1251 de la seconde zone de service 125. L'invention prévoit l'utilisation d'une arête virtuelle non visible 1242 dans le cas de la première zone de service 124. L'arête virtuelle 1242 se trouve dans la surface de la première zone de service 124 de l'arête droite 1241 représentée et apparaissant ainsi sur l'afficheur 15 12 et faisant partie de la première zone de service 124. L'arête virtuelle 1242 se trouve ainsi dans la zone du fond 124 en direction du milieu de la zone de service. Dans le cas du scénario présenté à la figure, il est prévu, de façon analogue, une autre arête virtuelle 1252 qui se trouve dans la seconde zone de service 125 voisine de la première zone de ser- 20 vice 124 pour être déplacée par rapport à l'arête 1251 représentée à gauche et visible sur l'afficheur 12 dans la zone de service 125. Cela permet la saisie tactile d'une distance minimale haptique, demandée, c'est-à-dire d'une distance minimale entre les arêtes de deux zones de service 124, 125 voisines, par rapport à la réaction 25 d'arête et qui peuvent être saisies de manière tactile, c'est-à-dire des arêtes que l'on obtient également pour une distance plus faible des arêtes représentées, visibles des zones de service, ici l'arête droite 1241 de la première zone de service 124 de l'arête gauche 1251 de la seconde zone de service. Comme distance tactile minimale on a déterminé une 30 valeur en moyenne d'environ 10 millimètres. En installant les arêtes virtuelles 1242, 1252 en amont, par exemple, de 3 millimètres en direction du centre des surfaces de service correspondantes 124, 125 on peut ainsi rapprocher les bords 1241 et 1252 représentés sur l'unité d'affichage 12 et correspondant aux surfaces de service, en les rappro- 35 chant de l'ordre de 4 à 5 millimètres ; la distance tactile minimale de 10 10 millimètres sera ainsi respectée. Si l'élément de service 3 parcourt avec (le doigt) l'arête virtuelle 1242, on perçoit la réaction d'arête alors que pour l'arête 1241 visible en réalité, cela ne génère pas de réaction d'arête. De façon analogue le passage sur l'autre arête virtuelle 1252 5 génère une réaction d'arête, mais non le passage de l'arête réelle gauche 1251 de la seconde zone de service 125. On peut avantageusement décaler l'arête virtuelle 1242 de la demi-largeur de la surface de contact 132 par rapport à l'arête réelle 1241. Cela garantit qu'au passage sur l'arête virtuelle 1242, si la 10 position de contact 131, résultante, se trouve sur l'arête virtuelle 1242, l'arête réelle représentée 1241 étant à l'intérieur de la surface de contact 132, cela génère ainsi l'illusion pour l'utilisateur que la réaction d'arête est générée par l'arête réelle 1241. On peut, par approximation, partir d'une largeur de la surface de contact d'au moins 8 mm pour ainsi 15 permettre à l'arête virtuelle 1242 de s'écarter jusqu'à 4 mm par rapport à l'arête réelle 1241, c'est-à-dire par rapport à cette direction vers le centre de la surface de service 124. En liaison avec le développement présenté ci-dessus de l'invention, l'installation de détection 13 est en outre conçue non seu- 20 lement pour assurer la coordination des positions de contact détectées 131, mais également donner les dimensions de la surface de contact 132. Ainsi en mode de régulation ou en mode de fonctionnement séparé tel qu'un mode d'apprentissage, après la première mise en route de l'appareil électronique 1 ou après la mise en route de l'appareil électro- 25 nique 1 par un nouvel utilisateur, on définit juste la surface de contact et ensuite la distance entre les zones de service 124, 125 l'une par rapport à l'autre et la distance des arêtes virtuelles 1242, 1252 par rapport au bord visuel 1241, 1251 des zones de service 124, 125. On peut également adapter l'extension des zones de service. 30 11 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Appareil électrique 2 Equipement du véhicule 5 3 Elément de service 10 Interface d'utilisateur / HMI 11 Afficheur tactile 12 Unité d'affichage / afficheur 13 Installation de détection 10 15 Commande 16 Installation vibrante 121 Surface de service 124 Zone de service 125 Zone de service 15 131 Position de contact 171, 172 Palier vibrant 124, 125 Zones de services 1241 Bord droit de la première zone de service 124 1251 Bord gauche de la seconde zone de service 125 20 1241, 1242 Arêtes virtuelles / bords des surfaces de service 1252 Arête virtuelle 1241, 1251 Bords de la zone de service 1242,