Brevet FR3096804A1 — publié le 20201204

Description Titre de l'invention : Interface tactile semi-sphérique Domaine technique [0001] La présente invention concerne les interfaces de commande tactile. [0002] L'invention concerne, de manière générale, les interfaces de commande tactiles, et concerne plus particulièrement l'aide à la manipulation de telles interfaces de commande. Techniques antérieures [0003] Une application particulièrement intéressante de l'invention concerne l'utilisation d'interfaces dc commande tactiles dans le domaine dc l'aéronautique. Toutefois, l' invention s'applique également à tout autre domaine dans lequel les interfaces tactiles sont utilisées dans un environnement soumis à des vibrations ou, de manière générale, à des perturbations susceptibles de gêner l'utilisateur et d'augmenter les risques d'erreurs de manipulation. [0004] En premier lieu, quel que soit le type d'interface, même lorsqu'il s'agit d'actionner un bouton de commande, la main de l'utilisateur peut être sujette à des tremblements, ou à des erreurs d'appréciation de la position de la zone à actionner. L'ergonomie des interfaces est donc une des préoccupations majeures des concepteurs des interfaces pour aéronefs. [0005] Ces problèmes d'ergonomie se posent dc façon accrut lorsqu'il s'agit de réaliser des tâches relativement longues dans un environnement soumis à des vibrations ou à des perturbations, de sorte que, la fatigue aidant, l'opérateur éprouve, à la longue, des difficultés à positionner parfaitement ses doigts sur une zone de l'interface à manipuler. [0006] Ces problèmes d'ergonomie se posent également de façon accrue lorsque l' interface est une surface tactile permettant de piloter le déplacement d'un pointeur sur un écran ainsi que la sélection d'une zone de commande de l'afficheur. [0007] On connaît des dispositifs de commande qui permettent de constituer une interface homme-machine tactile grâce à un maillage capacitif. Les dispositifs connus sont soit plats, soit courbés selon une forme cylindrique. Ces dispositifs peuvent toutefois manquer de compacité et d'ergonomie pour l'utilisateur en raison de leur taille. Exposé de l'invention 100081 L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'interface tactile permettant de pallier les inconvénients des interfaces selon l'état de la technique. 100091 Au vu de ce qui précède, l'invention a pour objet une interface tactile comportant deux réseaux de pistes électriquement conductrices séparés et isolés électriquement par un substrat, le substrat comportant une coque concave creuse constituée d'un matériau 2 électriquement isolant, les deux réseaux étant disposés intérieurement et extérieurement sur ladite coque concave. [0010] Dc préférence, la piste électrique intérieure comporte un filament qui traverse la coque et chevauche la piste électrique extérieure sans contact avec ladite piste électrique extérieure. [0011] Par exemple, la piste électrique extérieure comporte un filament qui traverse la coque et chevauche la piste électrique intérieure sans contact avec ladite piste électrique intérieure. [0012] Avantageusement, les pistes électriques intérieure et extérieure comportent chacune un filament, les filaments intérieur et extérieur étant tressées sans contact l'une avec l'autre. [0013] Selon une forme de réalisation, au moins l'une des pistes électriques intérieure et ex- térieure comporte un dépôt métallique gravé en surface du substrat ou au sein du substrat. [0014] Dans un mode de réalisation, le substrat est constitué d'un matériau rigide comportant du plastique, du verre ou de la résine époxy. [0015] Avantageusement, la coque a une forme de demi-sphère. [0016] Dc préférence, l'une des pistes électriques comporte du cuivre. [0017] L'interface tactile peut comprendre en outre des moyens de mesure de variables électriques des pistes électriques intérieure et extérieure. [0018] L'invention concerne également une interface tactile dans laquelle au moins l'une des matrices intérieure et extérieure comporte plusieurs pistes électriques. [0019] L'une des pistes électriques intérieure et extérieure peut comporter un support de circuit imprimé flexible. Brève description des dessins [0020] L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : [0021] [fig.1] représente une vue de dessus d'un système de commande comportant une interface tactile semi-sphérique. [0022] [fig.2] représente une vue latérale du système de commande de la Figure I. [0023] [fig.3] représente le maillage des pistes électriques intérieures et extérieures sur le substrat. [0024] [fig.4] représente un exemple de dépôt de piste électrique sur le substrat. Description détaillée 100251 Sur les figures 1 et 2, on a représenté une interface de commande tactile conforme à l'invention, désignée par la référence numérique générale 1. 100261 Cette interface tactile constitue un « pad » et est notamment destinée à contrôler le 3 déplacement d'un pointeur sur un écran d'un afficheur embarqué dans le poste de pilotage d'un aéronef pour commander la mise en oeuvre de fonctions avioniques ou, de manière générale, commander le fonctionnement d'équipements embarqués. [0027] Le pad 1 comprend une surface tactile concave 2, ayant plusieurs directions de courbure, de préférence à concavité set-ni-sphérique, ce qui le rend particulièrement er- gonomique pour l'utilisateur, notamment pour une utilisation d'une seule main. [0028] La surface tactile est à concavité tournée vers l'extérieur et constitue une surface tactile capacitive. [0029] La surface tactile 2 est illustrée sur la Figure 3, fictivement à plat. Elle comporte au moins deux réseaux de pistes électriquement conductrices 3, 4, formées par exemple de filaments de cuivres, séparées par un substrat 5. [0030] Ces pistes forment un réseau de conducteurs électriquement chargé apte à détecter l'appui d'un ou de plusieurs doigts d'un opérateur résultant d'un transfert de charges engendrés par cet appui. [0031] Les pistes électriques intérieure 3 et extérieure 4 peuvent comporter un support de circuit imprimé flexible de type « PCB » (pour « Printed Circuit Board ») en polyamides. [0032] Le substrat 5 est constitué d'un matériau rigide comportant du plastique, du verre ou de la résine époxy. Il est réalisé par moulage, par fabrication additive ou par usinage. [0033] Le substrat 5 constitue une coque concave creuse, de forme identique ou similaire de celle de la surface tactile, constituée d'un matériau électriquement isolant. [0034] Notamment, la coque comporte essentiellement une partie semi-sphérique. La forme serai-sphérique de la coque et de la surface tactile 2 permet à la surface tactile d'être atteinte par tous les doigts d'une main reposant par le poignet sur le pad sans mouvement du poignet, assurant ainsi un meilleur contrôle des mouvements de commande réalisés par l'utilisateur. Une forme semi-sphérique est aussi avantageuse en terme de compacité, l'étalement du pad 1 étant réduit pour une même quantité de points de commande sur la surface de contrôle tactile 2. [0035] Les deux réseaux 3, 4 sont disposés intérieurement et extérieurement sur la coque concave. Ainsi, les réseaux 3, 4 sont séparés et isolés électriquement par le substrat 5. [0036] En se référant à la Figure 4, les pistes électriques peuvent être formées chacune d'un cheminement 9 métallique déposé sur ou gravé dans une couche additive 7 du substrat 5, par exemple au cours d'un procédé de fabrication additive. [0037] Les pistes intérieure 3 et extérieure 4 forment des matrices ou réseaux conducteurs, c'est-à-dire des alignements disjoints généralement parallèles de cheminements électriques. En outre, les pistes intérieure 3 et extérieure 4 traversent régulièrement le substrat 5 et se chevauchent mutuellement en une pluralité de points de chevauchement 6. [0038] Par exemple, la piste intérieure 3 passe au travers de passages 8 dans le substrat, un filament traversant la coque et chevauchant la piste électrique extérieure 4 sans contact électrique avec celle-ci 4. [0039] On forme ainsi une surface capacitive tactile 2 autour du substrat 5 servant de di- électrique et épousant la forme courbe du substrat 5. [0040] Les pistes 3, 4 peuvent chacune comporter des filaments qui sont en outre tressés sans contact l'un avec l'autre. Les filaments coopèrent ainsi pour assurer une liaison mécanique et électrique, formant une nappe tactile 2 du pad 1. [0041] En outre, les matrices intérieure et extérieure peuvent comporter chacune plusieurs pistes électriques, de manière à réaliser une interface tactile multi-points, c'est-à-dire pouvant être contrôlée simultanément par plusieurs doigts ou stylets de commande depuis la même surface tactile. [0042] L'interface 1 comporte par ailleurs des moyens de mesure de variables électriques des pistes électriques intérieure 3 et extérieure 4 et peut comprendre plusieurs éléments de mesure. [0043] De préférence, l'interface comporte au moins autant d'éléments de mesure que de pistes électriques à analyser pour déterminer l'emplacement d'un doigt ou stylet de contrôle sur la surface tactile 2. [0044] Plusieurs pistes peuvent être prévues pour un même substrat 5 utilisé dans la surface tactile 2. En particulier, différents modes de réalisation de matrices intérieure et extérieure et de leurs chevauchements 6 tels que décrits précédemment peuvent être combinés pour réaliser un substrat formant une coque concave. 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Interface tactile ergonomique (1) comprenant deux réseaux de pistes électriquement conductrices (3, 4) séparés et isolés électriquement par un substrat (5), caractérisé en ce que le substrat (5) comporte une coque concave creuse (2) constituée d'un matériau électriquement isolant, les deux réseaux (3, 4) étant disposés intérieurement et extérieurement sur ladite coque concave (2). [Revendication 2] Interface tactile (1) selon la revendication 1, dans laquelle la piste électrique intérieure (3) comporte un filament qui traverse la coque (2) et chevauche la piste électrique extérieure (4) sans contact avec ladite piste électrique extérieure (4). [Revendication 3] Interface tactile (1) selon la revendication 2, dans laquelle la piste électrique extérieure (4) comporte un filament qui traverse la coque (2) et chevauche la piste électrique intérieure (3) sans contact avec ladite piste électrique intérieure (3). [Revendication 4] Interface tactile (1) selon l'une des revendications 2 et 3, dans laquelle les pistes électriques intérieure (3) et extérieure (4) comportent chacune un filament, les filaments intérieur et extérieur étant tressées sans contact l'une avec l'autre. [Revendication 5] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle au moins l'une des pistes électriques intérieure (3) et extérieure (4) comporte un dépôt métallique (9) gravé en surface du substrat ou au sein du substrat. [Revendication 6] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle le substrat (5) comporte un matériau rigide (7) comportant du plastique, du verre ou de la résine époxy. [Revendication 7] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle la coque (2) a une forme de demi-sphère. [Revendication 8] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle l'une des pistes électriques (3, 4) comporte du cuivre. [Revendication 9] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, comportant en outre des moyens de mesure de variables électriques des pistes électriques intérieure (3) et extérieure (4). [Revendication 10] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle au moins l'une des matrices intérieure et extérieure comporte plusieurs pistes électriques. 6 [Revendication 11] Interface tactile (1) selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle au moins l'une des pistes électriques intérieure (3) et extérieure (4) comporte un support de circuit imprimé flexible (9).