Brevet FR3136057A1 — publié le 20231201

UNITE DE MESURE DE PRESSION COMPRENANT UNE PLURALITE DE CAPTEURS DE PRESSION Unité de mesure de pression comprenant : M*N capteurs étant des senseurs de pression agencés en M lignes et en N colonnes, un premier sommateur (S1) présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de lignes, à (M-1)*N premiers senseurs de M-1 premières lignes, les résistances de lignes reliant N premiers senseurs de l’une quelconque des M-1 premières lignes au premier sommateur étant identiques et distinctes des autres résistances de lignes, un deuxième sommateur présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de colonnes, à M*(N-1) deuxièmes capteurs de N-1 premières colonnes, les résistances de colonnes reliant M deuxièmes senseurs de l’une quelconque des N-1 premières colonnes au deuxième sommateur étant identiques et distinctes des autres résistances de colonnes, un troisième sommateur présentant une troisième entrée reliée électriquement aux M*N capteurs via les résistances globales respectives identiques. Figure pour l’abrégé : Fig. 5 UNITE DE MESURE DE PRESSION COMPRENANT UNE PLURALITE DE CAPTEURS DE PRESSION Domaine de l’invention L’invention concerne une unité de mesure de pression destinée à être intégrée dans un pavé tactile de détection de pression, par exemple un pavé tactile pour générer une consigne sonore. État de la technique On connaît des pavés tactiles comprenant une matrice de capteurs de pression agencés en lignes et en colonnes et reliés individuellement à des convertisseurs analogiques. La tension aux bornes d’un capteur de pression dépend de la pression exercée sur ce capteur. Chaque capteur de pression est relié à un convertisseur analogique numérique afin de permettre à un calculateur d’acquérir une mesure numérique de la tension aux bornes de ce capteur représentative de la pression exercée sur ce dernier et de localiser la zone de la matrice sur laquelle est exercée cette pression. Afin d’améliorer la précision de localisation, on cherche à augmenter la densité de capteurs dans la matrice. Toutefois, le fait de multiplier le nombre capteurs augmente le nombre d’acquisitions à réaliser et limite la vitesse de fonctionnement du pavé tactile. Un but de l’invention est de limiter l’inconvénient précité. A cet effet, l’invention a pour objet une unité de mesure de pression comprenant : une unité tactile comprenant une matrice de M*N senseurs de pression agencés en M lignes et en N colonnes, un ensemble de (M-1)*N résistances de lignes, un ensemble de M*(N-1) résistances de colonnes, un ensemble de M*N résistances globales, un premier sommateur analogique présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de lignes, à (M-1)*N premiers senseurs de M-1 premières lignes prises parmi les M lignes, les valeurs des résistances de lignes reliant N premiers senseurs de pression de l’une quelconque des M-1 premières lignes au premier sommateur analogique étant identiques et distinctes des valeurs des résistances de lignes reliant les autres premiers senseurs de pression au premier sommateur analogique, de sorte que le premier sommateur analogique délivre une première tension analogique proportionnelle à une somme de (M-1)*N premières tensions élémentaires, chaque première tension élémentaire étant une tension de sortie du premier senseur pondérée par la valeur de la résistance de ligne reliant le premier senseur au premier sommateur analogique, un deuxième sommateur analogique présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de colonnes, à M*(N-1) deuxièmes senseurs de N-1 premières colonnes prises parmi les N colonnes, les valeurs des résistances de colonnes reliant M deuxièmes senseurs de pression de l’une quelconque des N-1 premières colonnes au deuxième sommateur analogique étant identiques entre elles et distinctes des valeurs des résistances de colonnes reliant les autres deuxièmes senseurs de pression au deuxième sommateur analogique, de sorte que le deuxième sommateur analogique délivre une deuxième tension analogique proportionnelle à une somme de M*(N-1) deuxièmes tensions élémentaires, chaque deuxième tension élémentaire étant une tension de sortie du senseur pondérée par la valeur de la résistance de colonne reliant le deuxième capteur au deuxième sommateur analogique, un troisième sommateur analogique présentant une troisième entrée reliée électriquement aux M*N senseurs via les résistances globales respectives, les valeurs des résistances globales étant identiques, de sorte que le troisième sommateur analogique délivre une troisième tension proportionnelle à une somme des tensions de sortie des senseurs respectifs. Les nombres M et N sont des entiers supérieurs ou égaux à 2. Selon un mode particulier de réalisation, M est égal à 4 et N est égal à 4. Selon une réalisation particulière, les premières lignes sont des lignes consécutives prises parmi les M lignes et les premières colonnes consécutives sont des colonnes consécutives prises parmi les N colonnes. Avantageusement, les valeurs des résistances de lignes diminuent avec le rang des premières lignes et les valeurs des résistances de colonnes diminuent avec le rang des premières colonnes. Avantageusement, les valeurs des résistances de lignes et les valeurs des résistances du premier sommateur et du troisième sommateur sont définies de façon que le rapport entre la première tension analogique et la troisième tension est la coordonnée du point d’application de la pression selon un axe x des lignes le la matrice, l’axe x étant un vecteur unitaire présentant une longueur égale à la longueur de la matrice selon l’axe x. Avantageusement, les valeurs de la résistance de colonnes et les valeurs des résistances du deuxième sommateur et du troisième sommateur sont définies de façon que le rapport entre la deuxième tension analogique et la troisième tension analogique est la coordonnée du point d’application de la pression selon un axe y des colonnes de la matrice, l’axe y étant un vecteur unitaire présentant une longueur égale à la longueur de la matrice selon l’axe y. Selon une réalisation particulière, les senseurs de pression comprennent une résistance variable dont la valeur varie avec la pression appliquée sur le senseur de pression, la tension de sortie de chaque senseur de pression étant reliée par une fonction prédéfinie à la pression appliquée sur le senseur de pression. L’invention se rapporte également à une unité de mesure de pression selon l’invention dans laquelle les senseurs présentent des surfaces carrées. L’invention se rapporte également à un pavé tactile comprenant une pluralité d’unités de mesure de pression selon l’invention. L’invention se rapporte également à un instrument de musique comprenant un pavé tactile selon l’invention. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées à titre d’exemple, qui illustrent : : une vue schématique pavé tactile selon comprenant une pluralité d’unité de mesure de pression dont des unités tactiles sont agencées en lignes et en colonnes ; : une vue schématique d’une unité tactile comprenant une matrice de senseurs de pression ; : une vue schématique en coupe de l’unité tactile de la ; : un schéma électrique d’un capteur de pression comprenant un senseur de pression de l’unité tactile ; : un schéma électrique simplifié d’un dispositif de sommation de lignes d’une unité de mesure de pression selon l’invention ; : un schéma électrique simplifié d’un dispositif de sommation de colonnes d’une unité de mesure de pression selon l’invention ; : un schéma électrique simplifié d’un dispositif de global d’une unité de mesure de pression selon l’invention ; : une représentation schématique d’un système comprenant un pavé tactile selon l’invention. Sur ces figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. Unité de mesure de pression (UP) comprenant : une unité tactile (UT) comprenant une matrice de M*N senseurs (C ij ) de pression agencés en M lignes et en N colonnes, un ensemble de (M-1)*N résistances de lignes (RL i’j ), un ensemble de M*(N-1) résistances de colonnes (RL ij ’ ), un ensemble de M*N résistances globales (RG ij ), un premier sommateur analogique (S1) présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de lignes (RL i’j ), à (M-1)*N premiers senseurs (C i ’ j ) de M-1 premières lignes prises parmi les M lignes, les valeurs des résistances de lignes (RL i’j ) reliant N premiers senseurs de pression de l’une quelconque des M-1 premières lignes au premier sommateur analogique (S1) étant identiques et distinctes des valeurs des résistances de lignes reliant les autres premiers senseurs de pression au premier sommateur analogique (S1), de sorte que le premier sommateur analogique (S1) délivre une première tension analogique (V1) proportionnelle à une somme de (M-1)*N premières tensions élémentaires, chaque première tension élémentaire étant une tension de sortie du premier senseur pondérée par la valeur de la résistance de ligne reliant le premier senseur au premier sommateur analogique (S1), un deuxième sommateur analogique (S2) présentant une première entrée reliée électriquement, via les résistances de colonnes (RCij’), à M*(N-1) deuxièmes senseurs (C ij ’ ) de N-1 premières colonnes prises parmi les N colonnes, les valeurs des résistances de colonnes (RL i j ’ ) reliant M deuxièmes senseurs de l’une quelconque des N-1 premières colonnes au deuxième sommateur analogique (S2) étant identiques entre elles et distinctes des valeurs des résistances de colonnes reliant les autres deuxièmes senseurs de pression au deuxième sommateur analogique (S2), de sorte que le deuxième sommateur analogique (S2) délivre une deuxième tension analogique (V2) proportionnelle une somme de M*(N-1) deuxièmes tensions élémentaires, chaque deuxième tension élémentaire étant une tension de sortie du senseur pondérée par la valeur de la résistance de colonne reliant le deuxième capteur au deuxième sommateur analogique (S2), un troisième sommateur analogique (S3) présentant une troisième entrée reliée électriquement aux M*N senseurs via les résistances globales (RG ij ) respectives, les valeurs des résistances globales (RG ij ) étant identiques, de sorte que le troisième sommateur analogique (S3) délivre une troisième tension (S3) proportionnelle à une somme des tensions de sortie des senseurs respectifs. Unité de mesure de pression (UP) selon la revendication 1, dans laquelle M est égal à 4 et N est égal à 4. Unité de mesure de pression (UP) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle les premières lignes sont des lignes consécutives prises parmi les M lignes et les premières colonnes consécutives sont des colonnes consécutives prises parmi les N colonnes. Unité de mesure de pression (UP) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les valeurs des résistances de lignes diminuent avec le rang des premières lignes et les valeurs des résistances de colonnes diminuent avec le rang des premières colonnes. Unité de mesure de pression (UP) selon la revendication précédente (UP), dans laquelle les valeurs des résistances de lignes et de résistances du premier sommateur et du troisième sommateur sont définies de façon que le rapport entre la première tension analogique et la troisième tension est la coordonnée du point d’application de la pression selon un axe x des lignes de la matrice, l’axe x étant un vecteur unitaire présentant une longueur égale à la longueur de la matrice selon l’axe x. Unité de mesure de pression (UP) selon la revendication précédente (UP), dans laquelle les valeurs des résistances de colonnes et de résistances du deuxième sommateur (S2) et du troisième sommateur (S3) sont définies de façon que le rapport entre la deuxième tension analogique et la troisième tension analogique est la coordonnée du point d’application de la pression selon un axe y des colonnes, l’axe y étant un vecteur unitaire présentant une longueur égale à la longueur de la matrice selon l’axe y. Unité de mesure de pression (UP) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les senseurs de pression comprennent une résistance variable dont la valeur varie avec la pression appliquée sur le senseur de pression, la tension de sortie de chaque senseur de pression étant reliée par une fonction prédéfinie à la pression appliquée sur le senseur de pression. Unité de mesure de pression (UP) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les senseurs de pression présentent des surfaces carrées. Pavé tactile comprenant une pluralité d’unités de mesure de pression selon l’une quelconque des revendications précédentes. Instrument de musique comprenant un pavé tactile selon la revendication précédente.