FR 2532085 A1 19840224 FR 8313605 A 19830823 La présente invention concerne un appareil réagissant à une touche actionnée mécaniquement et qui convient par exemple pour un appareil de jeu électronique. Dans certains jeux électroniques ou dans des applications à-des interfaces calculateurs-utilisateurs, une pièce qui peut être appelée ci- après une barre de touche ou une plaque de touche et qui fait partie de l'appareil peut être transparente et se trouver au- dessus de l'écran d'un tube à rayons cathodiques ou d'un dispositif d'affichage lumineux (par exemple un affichage à cristal liquide) L'observateur-utilisateur de l'appa- reil communique avec ce jeu ou ce calculateur en appli- quant une force sur l'une déterminée d'un certain nombre de régions de touches valides (appelées également ci- après des points de touche) sur la surface de la plaque ou de la barre de touche Pour qu'il convienne, Oet appa- reil doit être simple sur le plan mécanique afin d'assurer à la fois un prix réduit et un fonctionnement ser Cette simplicité est assurée gràce à l'invention. L'appareil réagissant à une touche du type considéré comporte la pièce précitée par exemple une barre ou une plaque de touche, portant sur une surface un grand nombre de touches valides; et une structure pour supporter cette pièce. Selon l'invention, la pièce comporte plusieurs points supports dont le nombre est inférieur à celui des régions de touches valides; un même nombre de dispositifs de commutation sensibles à une force disposés entre les points supports respectifs et la structure support; chaque dispositif de commutation sensible à une force est rappelé dans une position normale (par exemple en l'absence d'une appliqué qui est inférieure à un niveau prédéterminé) et il réagit à une force (dans l'exemple égale ou supérieure au niveau seuil) entre la structure support et un point support de pièce respectif en passant dans au moins une condition de fonctionnement lorsque ces forces sont provoquées par l'application de forces d'actionnement sur certaines des régions de touche de la pièce; et un décodeur réagit aux combinaisons des conditions de fonctionnement des dispo- sitifs de commutation pour identifier l'une quelconque des régions de touche sur laquelle une force d'actionnement est appliquée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisations et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: les Figs la à Id sont des schémas de quatre conditions possibles rencontrées dans un appareil à barre de touche transparente selon l'invention et comportant des commutateurs à contact de travail, la Fig 2 est un schéma d'un appareil à barre de touche transparente selon l'invention et comportant des commutateurs à contact de repos, la Fig 3 est une vue éclatée d'un appareil à plaque de touche transparente selon l'invention et compor- tant des commutateurs à contact de travail, la Fig 4 est une vue éclatée d'un appareil à plaque de touche selon l'invention et comportant des commutateurs à contact de repos, la Fig 5 est une vue éclatée d'un ensemble de plaque de touche réalisé selon l'invention, la Fig Sa est un schéma électrique de l'un des commutateurs à plusieurs fermetures utilisées dans l'ensemble de la Fig 5, la Fig 6 montre de (a) à (i) les conditions des forces sur une barre de touche ou un ensemble de plaque de touche selon l'invention qui est représentée en profil et qui est supportée par des commutateurs sensibles à une force, à double fermeture de discrimination de force, la Fig 7 est un schéma d'un décodeur à quatre entrées destiné à une barre de touche selon la Fig 6, les Figs 8 a, 8 b et 8 c sont des tableaux décri- vant le fonctionnement-d'un décodeur utilisé avec l'ensem- ble de plaque de touche de la Fig 5,et la Fig 9 est un schéma d'un circuit-pour sélectionner la sortie de décodeur la plus probablement correcte dans ladétermination de la position de point de touche. Les Figs la à ld montrent en profil une barre de touche 10 rigide et allongée divisée suivant sa lon- gueur en des régions de touche disposées linéairement, à savoir une section de gauche 11, une section médiane 12 et une sectionede droite 13 La barre de touche 10 est supportée à son extrémité de gauche par un commutateur à bouton poussoir 14 à un seul contact de travail et à son extrémité de droite par un commutateur à bouton poussoir à un seul contact de travail Les points de touche valides sont ainsi disposés linéairement entre les points support qui sont les extrémités de la barre de touche 10. Le nombre (deux) des points support est inférieur au nombre (trois) des points de touche valides. La barre de touche 10 est faite d'une matière transparente, par exemple une structure support en matière plastique transparente comprenant une plaque de montage 5 (représentée en coupe) Les commutateurs 14 et sont montés sur la plaque 5 qui comporte une ouverture entre les commutateurs de sorte qu'un écran sous-jacent 7 (vu en profil) peut être observé à travers la plaque de touche et l'ouverture En variante, l'écran 7 peut être au-dessus de la plaque 5-auquel cas l'ouverture dans cette plaque est supprimée Il convient d'utiliser pour les commu- tateurs 14 et 15 des commutateurs à circuit imprimé, et de faire en sorte que la plaque 5 soit la carte de circuit imprimé qui les reçoit Une tension de niveau haut (VHI) ou de niveau logique " 1 " est appliqué à une borne des commu- tateurs 14 et 15. Lorsqu'il est fermé en réponse à une force 8 appliquée vers, le bas par l'utilisateur sur la barre de touche 10, le commutateur 14 applique la tension de niveau haut VHI à la ligne omnibus d'interconnection 16 pour faire passer la tension de cette ligne du niveau logique " O " au niveau logique " 1 " Lorsqu'il est fermé en réponse à une force 8 appliquée vers le bas par l'utilisateur sur la barre de touche 10, le commutateur 15 applique la tension deniveau haut V Hi à la ligne omnibus d'interconnection 17 pour faire passer la tension de cette ligne du niveau logique " O " au niveau logique " 1 " Des résistances 18 et 19 connectent les lignes omnibus 16 et 17 à une tension de niveau bas VLO pour abaisser les tensions de ces lignes au niveau logique " O " lorsqu'aucun niveau " 1 " n'est appli- qué par une résistance de source comparativement basse, à la fermeture du commutateur 14 ou 15 Les boutons poussoir des commutateurs 14 et -15 peuvent être fixés par un adhésif flexible sur la plaque de touche 10 en des points qui sont des points support Si les commutateurs 14 et 15 ont un jeu latéral suffisant dans leur fermeture, il n'est pas nécessaire que l'adhésif soit flexible Un décodeur à deux entrées 20, comprenant des portes ET 21, 22 et 23 et des inverseurs logiques 24 et 25 par exemple, attaquent des lignes correspondant aux sections 11, 12 et 13 Un " 1 " apparaît sur l'une de ces lignes correspondant à l'une des sections 11, 12 et 13 sur laquelle un utilisateur a appli- qué une force suffisamment importante vers le bas. Selon la Fig la, la barre de touche 10 ne subit aucune force vers le bas suffisante pour fermer l'un ou l'autre des commutateurs 14 et 15 Les lignes omnibus 16 et 17 sont toutes deux au niveau logique " O " Les portes ET 21, 22 et 23 reçoivent toutes au moins une entrée " O " de ces lignes Ainsi, les signaux de sortie de toutes ces portes sont des " 0 ". Selon la Fig lb, l'utilisateur applique une force 8 vers le bas sur la section de gauche Il de la barre de touche 10 suffisante pour fermer le commutateur à bouton poussoir 14 à contact de travail Si toute autre rotation de la barre de touche 10 est limitée, il doit y avoir égalité entre les premiers moments dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse autour du point d'application de la force par l'utilisateur, de sorte que les forces respec- tives exercées vers le haut par les commutateurs 14 et pour s'opposer à la force 8 appliquée vers le bas par l'utilisateur, sont en raison inverse de leur distance d'application de cette force vers le bas La distance nettement plus courte entre lecommutateur 14 et le point d'application -de la force vers le bas entraîne que la plus grande partie de cette force est appliquée à son bouton poussoir pour fermer le commutateur 14 tout en laissant le commutateur 15 ouvert La ligne ligne omnibus 16 reçoit un " 1 " tandis que la ligne omnibus 17 reste à "O" Ce " O " est inversé en un " 1 " par l'inverseur 24 et le " 1 ' qui en résulte est appliqué à l'une des entrées de la porte ET 21 dont l'autre reçoit un "l" de la ligne omnibus 16 La sor- tie dela porte ET 21 passe à " 1 " étant donné que ces deux entrées sontdes 1 " 1 et indique l'application de la force 8 par l'utilisateur sur la section de gauche ll de la barre de touche 10. La porte ET 22 délivre une sortie " O " en raison de l'entrée " 1 " de la ligne omnibus 16 et de l'entrée " O " de la ligne omnibus 17 L'inverseur 25 inverse le "l" sur la ligne 16 pour appliquer un "e" à l'entrée de la porte ET 23 qui reçoit une entrée " O " de la ligne omnibus 17 La porte ET 23 réagit avec une sortie "e O". Selon la Fig lc, l'utilisateur applique sur la section de droite 13 de la barre de touche 10 une force 8 vers le bas suffisante pour fermer le commutateur à bouton poussoir, à contact de travail Le fonctionnement est ana- logue Acelui décrit en regard de la Fig lb ce dont il résulte que les portes ET 21 et 22 délivrent des signaux de sortie "" et que la porte ET 23 délivre un signal de sortie " 1 ". La Fig ld montre la plaque de touche 10 subis- sant une force 8 appliquée vers le bas dans sa partie médiane 12 Cette force se résoud également en deux forces sur chacun des commutateurs à bouton poussoir 14 et 15, les fermant ainsi pour appliquer des " 1 " sur les deux lignes omnibus 15 et 17 Les portes ET 21 et 23 reçoivent direc- tesient des entrées " 1 " des lignes omnibus respectives 16 et 17 et elles reçoivent des entrées " O " des sorties des inverseurs 24 et 25 réagissant aux entrées t'1 ' qu'ils resoivent des lignes omnibus Respectives 16 et 17 Les portes ET 21 et 23 réagissent à ces entrées par des sorties " 0 " tandis que la porte ET 22 réagit avec une sortie "i" aux entrées " 1 " qu'elle reçoit des lignes omnibus 16 et 17. La Fig 2 démontre comment la barre de touche 10 peut être montée pour utiliser des commutateurs à bouton poussoir 14 ' et 15 ' à un seul contact de repos plutôt que les commutateurs 14 et 15 à contact de travail. L'ouverture dans la plaque de montage 5 permet â-l'utili- sateur de toucher le dessus de la plaque de touche 10 pour ouvrir le commutateur 14 ' avec une force suffisante sur la section de gauche 11, pour ouvrir le commutateur ' avec une force suffisante sur la section de droite 13 ou pour ouvrir les deux commutateurs avec une force suffisante sur la section médiane 12 Des résistances 18 et 19 ramènent les lignes omnibus 16 et 17 à une tension d'alimentation au niveau logique " 1 " plutôt qu'à à une tension d'alimentation de niveau " O " et les commutateurs 14 ' et 15 ', dans leur position normalement fermée court- circuitent les lignes omnibus 16 et 17 respectivement à une tension d'alimentation logique " O ". Lesdispositions des barres de touche des Figs. la à ld et 2 permettent des réactions distinctes à trois régions de points de touche en utilisant seulement deux commutateurs à bouton poussoir Dans les dispositions décrites, aucun commutateur ne gêne la vue d'un écran d'affichage à travers la barre de touche. Dans une disposition de plaque de touche, la pièce comportant les points de touche sur sa surface est rectangulaire (au lieu d'être allongée comme dans le cas des appareils des Figs la à ld et 2) Comme cela appa- raîtra ci-après au cours de la description de la Fig 3, l'invention est également utilisée pour identifier des points de touche disposés sur cette plaque de touche rec- tangulaire, sur laquelle les points de touche sont disposés en rangées et en colonnes parallèles sur la surface de la plaque L'application de l'invention dans ce contexte permet une plus grande économie du nombre des commutateurs à bouton poussoir par point de touche valide que dans la disposition d'une barre de touche décrite ci-dessus Comme cela apparattra par la suite, avec la plaque de touche, quatre commutateurs à bouton poussoir et des circuits logiques associés peuvent être utilisés pour donner neuf réponses distinctes à une pression sur neuf points de touche respectifs disposés en une matrice de trois rangées et trois colonnes Ce type de plaque de touche transpa- rente convient pour des terminaux de calculateur afin de permettre à l'opérateur de choisir parmi neuf variantes qui lui sont présentées par le calculateur sur son affi- chage graphique par exemple à tube à rayons cathodiques. Ce type de plaque de touche transparent convient par exem- ple pour l'interface d'utilisateur dans un jeu électronique dit "tic-tactoe" (jeu dans lequel deux joueurs doivent tenter d'aligner des croix ou des cercles) et avec un affichage sous-jacent à cristal liquide. La Fig 3 est une vue éclatée montrant comment une plaque de touche transparente rectangulaire 30 avec une matrice de points de touche valides 31-39 peut être utilisée pour recouvrir un écran rectangulaire 40 de forme correspondante (par exemple un affichage à cristal liquide pour afficher les cercles et les croix du jeu - précité Quatre commutateurs à bouton poussoir 41-44 à un seul contact de travail -supportent les angles de la plaque de touche rectangulaire 30, les boutons-étant collés au moyen d'un adhésif flexible Les commutateurs 41 à 44 sont supportés par une pièce support 45 entourant l'écran 40. Les points de touche valides sont disposés en rangées (par exemple contenant 31, 32 et 33) et en colonnes (par exemple la colonne contenant 31, 34 et 37) Les rangées sont paral- lèles à la longueur de la plaque 30 et les colonnes sont parallèlesà sa largeur Avec cette disposition, les rangées se trouvent dans des directions parallèles aux lignes entre les paires de commutateurs 41-47 et 43-44 qui sont situées aux paires d'anglesd 6 finissant la largeur de la plaque 30; et les colonnes forment des lignes parallèles aux paires de commutateurs ( 41-43 et 42-44) qui sont situées aux paires d'angles définissant la longueur de la plaque 30. En pratique, il est plus commode d'utiliser des commutateurs 41-44 conçus pour des cartes de circuits imprimés et d'utiliser la carte de circuits imprimés comme pièce support 45 La métallisation sur la carte de cir cuits imprimés est représentée comme c Ablage dans la vue éclatée de la Fig 3 pour faciliter la représentation. Lorsqu'ils sont fermés en réponse à une force appliquée par l'utilisateur, les commutateurs 41, 42, 43 et 44 font passer respectivement les lignes omnibus 46, 47, 48 et 49 à la tension logique " 1 " Les lignes omnibus 46, 47, 48 et 49 fournissent des signaux d'entrée à un décodeur 50 à quatre entrées qui sont par ailleurs maintenus à la tension logique " O " par des résistances 51, 52, 53 et 54 respectivement. Le décodeur 50 est un décodeur à quatre entrées 16 sorties dont neuf sont généralement utilisées dans un appareil à plaque de touche selon l'invention Le modèle CMOS-logic CD 4514 B fabriqué par Solid State Division, de RCA Corporation à Somerville New Jersey est un décodeur de ce type qui convient Le décodeur est agencé pour fournir les neuf sorties selon la table de vérité ci-après, aucune indication de sortie n'étant donnée pour des conditions sans touche ou non valides Sur le tableau-, les symboles " O " et " 1 " sont utilisés pour indiquer qu'un commutateur est ouvert (condition "normale") et fermé (par exemple condition "actionnée"). COMMUTATIONS FERMEES REGION TOUCHIEE 41 42 43 44 0 O O O NEANT 0 o O 1 39 0 O 1 O 37 O O 1 1 38 o 1 O 33 0 1 O 1 36 0 1 1 O NON-VALIDE 0 1 1 1 NON-VALIDE 1 O O O 31 1 O O 1 NON-VALIDE 1 O 1 O 34 1 O I 1 NON-VALIDE 1 1 O O 32 1 1 O 1 NON-VALIDE a i 1 O NON-VALIDE 1 1 1 i 35 Les seize nombresbinaires établis par la configuration de fermeture des commutateurs peuvent être ceux représen- tant les sorties du décodeur 50 t quatre entrées, seize sorties Les quatre sorties avec trois positions binaires au niveau " 1 " ne sont normalement pas utilisées, ni les deux sorties avec deux positions binaires au niveau " 1 ", produites par la fermeture de commutateurs diamétralement opposés, ni la sortie tous les " O " Ces sept sorties peuvent être combinées par une fonction OU pour donner à l'utilisateur une indication en retour qu'une sélection de point de touche valide n'a pas encore été faite, par un moyen audible, visuel ou tactile. En variante, les conditions non valides des commutateurs (particulièrement celles dans lesquelles les chiffres trois " 1 " et un " O " sont produites) peuvent être décodées et combinées par une fonction OU-avec la condi- tion tous les " 1 " pour indiquer la manoeuvre du point de touche central 35 Les conditions non valides n'apparais- sent jamais, sauf de façon transitoire si la plaque de touche 10 est plrane et rigide Les plaques transparentes en matière plastique, particulièrement celles qui sont les plus ri Dces sont sujettes à flexion et gauchissement pouvant pertur Ler la fermeture simultanée des quatre commutateurs, s'il risque d'en être ainsi, il est prêfé- rabie d'utiliser les variantes d'algorytlhmes du décodeur. La Fig 4 montre la modification nécessaire pour utiliser des coimmutateurs à bouton poussoir 41 't 42 ', 43 ' et 44 ' à un seul contact de repos plutôt que les commutateurs 41, 42, 43 et 44 a contact de travail Les commutateurs 41 ', 42 ', 43 ' et 44 ' sont fixés par l'arrière sur une plaque convercle 65 décalée par rapport à la pièce support 45 par des entretoises 61-64 par exemple La dimen- sion est suffisante pour recevoir les commutateurs 41 '-44 ' et la plaque de touche 10 Les entretoises 61-64 peuvent être percées et taraudées et des vis (non représentées) peuvent passer dans des trous correspondants de la plaque couvercle 65 pour être vissées dans les trous taraudés et maintenir la plaque en position En variante, la plaque couvercle 65 peut être collée sur le dessus des entretoises 61-64 - Plutôt que d'utiliser des commutateurs à bouton poussoir à un seul contact, avec des résistances d'éléva- tion ou d'abaissement de tension pour produire les états logiques " O " et " 1 ", des commutateurs à bouton poussoir à double contact peuvent être sélectionnés entre les niveaux logiques "O" et "t". Des plaques de touche selon l'invention {par exemple telles que décrites en regard de la Fig 4) peuvent être disposées avec des barres de touche selon l'invention (par exemple comme décrites en regard de la Fig 1) ou d'autres barres de touche pour obtenir des matrices à trois colonnes de points de touche valides comportant plus de trois rangées Le principe de l'invention peut convenir à certaines applications lorsque la barre ou la plaque de touche est faite de matière non transparente ou seulement partiellement transparente. Il apparaît que les fonctions de décodage décrites ci-dessus peuvent être remplies avantageusement dans un 25320 é 5 il microcalculateur ou par d'autres moyens que ceux illus- trés Des phases peuvent être prévues dans le microcalcu- lateur pour supprimer des réponses transitoires des commu- tateurs, en imposant qu'une touche soit maintenue pendant un temps prédéterminé pour être considérée comme valide. Un circuit courant d'élimination des rebondissements de contacts peut être utilisé avec le commutateur 20 pour supprimer des conditions de réponse transitoire des commu- tateurs, par exemple, de petits condensateurs peuvent être connectés en parallèle avec les résistances 18, 19 ou 51, 52, 53, 54 pour intégrer légèrement la réponse du commu- tateur. La Fig 5 est une vue éclatée 'd'un ensemble de plaque de touche comportant 25 régions de touche valides. A certains égards, la réalisation de la Fig 5 est simi- laire à celui de la Fig 3 Chacun des commutateurs 41, 42, 43 et 44 de la Fig 3 comporte un seul jeu de contact qui peut être ouvert ou fermé-mais chaque commutateur corres- pondant 81, 82, 83 et 84 de la Fig 5 comporte deux jeux de contacts de travail comme ceux indiqués sur la Fig Sa Un premier jeu de contacts 86, 87 est fermé en réponse à l'application d'une force relativement faible pour action- ner la pièce 85; le premier jeu et le second jeu de contacs 87, 88 sont fermés en réponse à l'application en 85 d'une force relativement grande Les jeux de contacts sont repré- sentés comme se partageant un contact commun 87 comme le montre la Fig 5 a Dans le commutateur de la Fig Sa, une pression légère sur le bouton poussoir ou la pièce d'action- nement 85 transmet une faible force qui courbe le ressort 86 pour fermer le contact 86-87; une pression plus forte sur le bouton poussoir ferme les contacts 86-87 et 87-88 Dans leur utilisation dans l'ensemble de la Fig 5, les commuta- teurs doubles 81, 82, 83 et 84 consistent de préférence en des commutateurs de circuits imprimés permettant de les monter sur une piece support 80 sous la forme d'une carte de circuits imprimés. La pièce support 80 est représentée avec une ouverture rectangulaire 80 A dont les angles sont voisins des positions des commutateurs 81, 82, 83, 84 pour per- mettre d'observer unécran (non représenté) à travers la plaque de touche 60 transparente et l'ouverture 80 A. Comme cela ressort de la Fig 5, cet écran peut être situé au-dessous del'ouverture dans la pièce support 80. En variante, la pièce support 80 pourrait être remplacée par une pièce en matière transparente sans ouverture 80 A et située au-dessous de la plaque de touche 60 Cette pièce support transparente pourrait être prévue avec un revêtement anti-réfléchissant Dans des applications o il n'y a pas lieu de voir à travers la plaque de touche, cette dernière et la pièce support peuvent être opaques et sans ouverture. La plaque de touche 60 représentée est divisée en une matrice de cinq colonnes et cinq rangées de régions valides de points de touche ou de positions Les posi- tions sont-désignées par les lettres de l'alphabet à l'exclusion du Z Un décodeur 70 à huit entrées réagit aux lignes omnibus 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 et 68 lorsqu' elles sont amenées sélectivement à la tension VHI, cette tension pouvant être associée avec un niveau logique " 1 " par la fermeture des contacts des commutateurs 81, 82, 83 et 84 Cette fermeture se fait en réponse à une pression appliquée par l'utilisateur sur l'un des points de touche a-y de la plaque de touche 60 Le décodeur 70 délivre une indication d'un point de touche sélectionné (c'est-à-dire un point de touche sur laquelle une force est appliquée). Cette indication est fournie sur l'une de vingt cinq lignes de sortie, en supposant que la sortie du décodeur 70 ne soit pas en forme codée Si les lignes omnibus 61, 62, 63, 64, 66, 67 et 68 ne sont pas amenées à VHI par la fermeture des contacts des commutateurs 81, 82, 83, 84, ces lignes sont polarisées à la tension VLO, tension associée avec avec le niveau logique " O " respectivement par les résis- tances 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 et 78. L'opération de fixation sélective de tension sera examinée plus particulièrement commutateur par commu- tateur Quand le premier jeu de contacts est fermé dans le commutateur 81 sous l'effet d'une force relativement légère sur son bouton poussoir, la ligne omnibus 61 est amenée à la tension haute VHI associée avec le niveau logique " 1 ", et appliquée en commun aux jeux de contacts du- commutateur 81 Quand le premier jeu de contacts se ferme dans le commutateur 82 sous l'effet d'une force relativement faible sur son bouton poussoir, la ligne omnibus 62 est amenée à la tension haute VHI associée avec un niveau " 1 " et appliquée en commun aux jeux de contacts du commutateur 82 Quand le premier jeu de contacts est fermé dans le commutateur 83 sous l'effet d'une force relativement faible sur son bouton poussoir, la ligne omnibus 63 est amenée à la tension haute VHI associée avec le niveau logique " 1 " et appliquée en commun aux jeux de contacts du commutateur 83 Quand le premier jeu de contacts est fermé dans le commutateur 84 sous l'effet d'une force relativement faible sur son bouton poussoir, la ligne omnibus 64 est amenée à la tension haute VHI associée avec un niveau "l"-et appliquée en commun aux jeux de contacts du commutateur 84 Quand les deux jeux de contacts du commutateur 81 sont fermés sous l'effet d'une force relativement grande sur son bouton poussoir, les deux lignes omnibus 61 et 62 sont amenées à VHI Quand les deux jeux de contacts du commutateur 82 sont fermés sous l'effet d'une force relativement grande sur son bouton poussoir, les deux lignes omnibus 62 et 66 sont amenées à VHI Quand les deux jeux de contacts du commuta- teur 83 sont fermés sous l'effet d'une force relativement grande sur son bouton poussoir, les deux lignes omnibus 63 et 64 sont amenées à VHI Quand les deux jeux de contacts du commutateur 84 sont fermés sous l'effet d'une force relati- vement grande sur son bouton poussoir, les deux lignes 64 et 68 sont amenées à VH. 2532 085 Les configurations de fermeture des conmuta- teurs 81, 82, 83, 84 associées avec la pression appliquée en différents points de touche a-y de la plaque de touche seront maintenant examinées Ce problème bidimensionnel de résolution de force appliquée en composantes aux points support peut être séparé et il sera donc considéré sous forme de deux problèmes unidimensionnels perpendiculaires dans la résolution du point d'application, la première dimension étant la direction des rangées dans la matrice rectangulaire des points de touche a-y et la seconde dimension étant la direction des colonnes dans cette matrice Cela en effet ramène le problème de la plaque de touche rectangulaire supportée par ses angles à celui de la barre de touche linéaire supportée à ses extrémités. La Fig 6 montre de (a) à ( 1) les différentes conditions de fermeture de commutateurs qui peuvent être obtenues pour une barre de touche 90 divisée de la gauche vers la droite suivant sa longueur en cinq régions de points de touche 90 a, 90 b, 90 c, 90 d et 90 e, et supportée à ses extrémités par des commutateurs 81 ' et 84 ' à double fermeture Ces différentes conditions résultent de la réaction à une force appliquée par l'utilisateur (repré- sentée par le vecteur 98) appliquée sur différentes régions a-90 e L'analyse qui montre quels sont les contacts qui se ferment se calcule selon les lois de la mécanique classique, appliquées à une poutre supportée à chacune de ses extrémités Quand le déplacement de la poutre sous l'effet de la force 98 appliquée par l'utilisateur est terminé, cette force (qui peut comprendre une composante résultant du poids de la barreou la plaque de touche) est égale à la somme des forces contraires appliquées à la poutre par les commutateurs 81 ', 84 ' (et par conséquent les forces appliquées aux commutateurs par la poutre Quand le mouvement de rotation de la poutre sous l'effet de la force appliquée par l'utilisateur est terminé, les moments dans le sens des aiguilles d'une montre doivent être égaux aux moments dans le sens inverse Les équations qui décri- vent cette égalité autour du point d'application de la force sont ensuite écrites et résolues avec les égalités précédentes pour résoudre les composantes respectives de la force appliquée par l'utilisateur sur les commutateurs 81 ' et 84 ', La composante de force appliquée par l'utilisa- teur sur chacun des commutateurs est ensuite comparée avec les seuils de force (celui pour laquelle un jeu de contacts se ferme et celui pour laquelle les deux jeux se ferment>O afin de déterminer les conditions de chacun des double commutateurs à double fermeture. Dans les différentes parties de la Fig 6, il est supposé que la barre de touche 90 ou son équivalent est faite en une matière transparente permettant d'observer un écran 49 représenté de profil au-dessous. La Fig 6 montre en (a) l'état des commutateurs lorsqu'aucune force n'est appliquée par l'utilisateur sur aucun point de touche. La Fig 6 montre en (b) comment une force relati- vement faible appliquée à la région d'extrémité gauche 90 a ferme un jeu de contacts du commutateur 81 ' La Fig 6 montre en (c) comment une force relativement forte ferme les deux jeux-de contacts dans les commutateurs 81 ' Les deux jeux de contacts du commutateur 84 ' restent ouverts dans les deux cas (b) et (c) de lp Fig 6. Une force appliquée à la région médiane 90 c est résolue à peu près également entre les pièces d'actionne- ment des commutateurs 81 ' et 84 ' Dans chaque commutateur, l'un des jeux de contacts est fermé si la force appliquée est relativement faible comme en (e) o les deux jeux de contacts sont fermés si la force appliquée est relative- ment importante comme en (f). Comme le montre la Fig 6 en (h) une force légère appliquée sur la région de droite 90 e ferme l'un des jeux de contacts du commutateur 84 ' et une force importante appliquée à cette région 90 e, comme le montre la Fig 6 en (i) ferme les deux jeux de contacts dans le commutateur 84 ' Les contacts du commutateur 81 ' restent ouverts dans lesdeux cas. La Fig (d) montre l'état dans lequel une force appliquée à la région 90 b entre la région d'extrémité de gauche 90 a et la région médiane 90 c La force est résolue en des forces composantes sur les pièces d'actionnement des commutateurs 81 ' et 84 ', respectivement sous forme d'une force relativement grande et une force relativement réduite Les deux jeux de contacts du commutateur 81 ' sont fermés mais un seul jeu dans le commutateur 84 '. La Fig 6 montre en (g) l'état dans lequel une force est appliquée sur la région 90 d entre la région médiane 90 c et la région d'extrémité de droite 90 e La force est résolue en des forces composantes sur les pièces d'actionnement des commutateurs 81 ' et 84 ' qui sont respec- tivement une force relativement réduite et une force relati- vement grande Les deux jeux de contacts du commutateur 84 ' sont fermés mais un seul jeu dans le commutateur 81 '. La Fig 6 de (a) à (i) peut être résumée par la table de vérité ci-après Chaque commutateur sensible à une force est considéré comme possédant un jeu de contacts a fermé seulement pour des forces d'actionnement supéri- eures à une valeur seuil relativement basse et un jeu de contacts O fermé seulement pour des forces d'actionnement supérieures à une valeur seuil relativement élevée La fermeture des contacts est indiquée par " 1 " et leur ouver- ture par "O". TABLEAU I REGION COMM 4GAUCHE 81 ' COMM DROIT 84 ' TOUCHEE CONTACTS B CONTACTS o CONTACTS B: CONTACTS a néant O O O O e O O O 1 impossible O O O O e O O O 1 90 a O 1 O 1 c O 1 O 1 impossible O 1 1 O d O O 1 O impossible 1 O O O O impossible 1 O O 1 impossible 1 O 1 O impossible 1 O 11 a 1 1 O O b 1 1 O 1 impossible 1 1 1 O c ' 1 1 1 1 Les conditions impossibles dans le tableau résultent de l'écriture des nombres binaires a quatre bits décrivant des conditions de contacts établies consécutive- ment afin d'assurer qu'aucune condition de contacts n'est omise bien qu'en réalité, il n'est pas possible d'exercer sur un commutateur à double fermeture une force au-dessus du seuil requis pour fermer ces contacts 8 sans fermer ces contacts a qui fonctionnent à un niveau plus bas Le ta- bleau I peut être arrangé différemment pour obtenir le tableau II d'usage plus commode dans lequel les conditions impossibles sont supprimées. TABLEAU II REGION COIMM GAUCHE 81 ' COMM DROIT 84 ' TOUCHEE CONTACTS l CONTACTS a CONTACTS CONTACTS a néant O O O O a 1 O O O 1 1 O O b 1 O 1 O 90 c 1 O 1 O 1 1 1 1 d 1 O 1 1 e O O 1 1 0 O i 1 Si une simple barre de touche 90 à cinq points de touche suffit, un simple décodeur à quatre entrées est réalisé facilement pour adresser cinq lignes en fonction des conditions de contacts décrites dans le Tableau II, comme par exemple le décodeur 50 ' de la Fig 7 Le mode de conception du décodeur 50 ' consiste à utiliser une porte ET pour chaque ligne du tableau et d'appliquer des entrées inversées aux entrées des portes qui doivent recevoir des niveaux " O " et d'appliquer des entrées non inversées aux entrées des portes qui doivent recevoir un " 1 " La sortie de chaque porte ET est connectée à une ligne de sortie, produisant un niveau logique " 1 " si la région de touche associée et spécifiée est touchée, s'il n'y a qu'une seule entrée de ligne dans le tableau pour cette région S'il existe deux lignesdans le tableau, les sorties des portes ET pour chaque entrée sont appliquées comme des entrées à une porte OU et la sortie de cette dernière est la ligne de sortie au niveau logique " 1 " lorsque la région de touche associée est touchée Des techniques de manipulation logique courante peuvent etre appliqués au circuit logique de base. En utilisant le Tableau II comme une base, il est possible de former la table de vérité du Tableau III commençant par la Fig 8 a et se poursuivant sur les Figs. 8 b et 8 c pour montrer le fonctionnement des commutateurs 81-84 de la Fig 5 en réponse à l'application d'une force à des régions de touche a-y de la plaque 60 A la résolu- tion de la force appliquée par l'utilisateur à l'une des régions de point de touche a, b, c, d, e, u, V, w, x, y, tout d'abord l'une des rangées (rangées a, b, c, d, e et rangées u, v, w, x, y) contenant le point de touche peut être considérée comme une barre de touche à laquelle une force est appliquée tandis que deuxièmement, les autres rangées sont considérées comme une barre de touche à laquelle aucune force n'est appliquée D'une façon simi- laire, à la résolution de la force appliquée par l'utilisa- teur à l'une desrégions de point de touche a, e, f, j, k, o, p, t, u, y, la colonne a, f, k, p, u et e, j, o, t, y peut être considérée commeune paire de barres de touche, la seule colonne qui reçoit la force d'actionnement Des équations logiques-qui peuvent être manipulées selon les techniques habituelles de réduction se présentent sous une forme qui convient pour la réalisation avec un-circuit intégré de vingt-cinq portes ET/NON ET avec huit bits d'entrée Un ensemble d'inverseurs logiques ou de portes XOR raccordées de façon appropriée est utilisé pour produire les variables d'entrée complémentées aux entrées des portes ET/NON ET qui en ont besoin En variante, un décodage pour- rait être effectué par des mémoires permanentes programma- bles, par un microprocesseur ou par un calculateur avec lequel la plaque de-touche est associée. Les équations logiques définissant 'les points de touche g, i, u et S sont quelque peu plus complexes que les conditions OU Dans chacun de ces cas, le seuil de force supérieure est dépassé pour le commutateur qui se trouve dans l'angle le plus proche du point de touche, et seulement le seuil de force inférieure'est dépassé pour le commutateur qui se trouve dans l'angle le plus éloigné du point de touche, tandis que des conditions de seuil de force similaire sont dépassées pour les autres commutateurs Cela permet de décoder 253208-5 * correctement une force supérieure à la normale sur le point de touche Si la plaque de touché est flexible plutôt que rigide, les secondes conditions indiquées au Tableau III pour les points de touche a, e, i et y peuvent être interprétées comme une réponse à une pression légère sur les points de touche g, i, q. Le décodeur 50 ' de la Fig 7 délivre une sortie décodée qui présente plusieurs valeurs différentes lots- qu'une force est appliquée par l'utilisateur sur un point de touche; il en est également ainsi lorsque la fonction de décodage est remplie en utilisant une mémoire perma- nente, un microcalculateur ou un calculateur Il est possible de façon simple de faire en sorte de n'accepter la sortie de décodeur qu'après un temps d'attente après l'application de la force détectée par la sortie du déco- deur indiquant qu'au moins un jeu de contact est fermé. Un autre moyen de sélectionner la sortie du décodeur la plus probablement correcte consiste à échantillonner continuellement cette sortie et à sélectionner celle associée avec le plus grand nombre de contacts fermés. Ensuite, si la sortie du décodeur choisie n'est pas valide, la sortie de décodeur qui la précède ou la suit immédiate- ment est choisie. La Fig 9 montre les circuits destinés à réaliser ce schéma de sélection de sortie de décodeur, tel qu'il- pourrait être utilisé avec la barre de touche 90 de la Fig. 6 L'extension aux circuits destinés à être utilisés conjoin- tement avec la plaque de touche de la Fig 5 est évidente pour l'homme de l'art. Le registre dedonnées 71 ' a été ramené sur la sortie tous les "" à un instant qui précède celui o la barre de touche est touchée Le registre 71 ' reçoit comme entrée les variables logiques a 81, $ 8 l a 84 et eg 4 provenant des commutateurs 81 ' et 84 ' sous la barre de touche 90 de la Fig 6 Un comparateur 72 ' compare le nombre binaire défini par les variables a 81, 081 t a 84 et 384 fourni comme entrée A avec le nombre binaire mémorisé dans le registre 71 ' fourni comme entrée B Une plus grande force sur la barre de touche est toujours associée avec chacune des variables a 81 ' 81 ' a 84 et e 84 ' soit en les augmentant, soit en les laissant identiques mais en ne les diminuant jamais et il n'y a aucune retenue dans le système de numération binaire utilisé Ainsi, la comparaison des nombres binaires consiste à comparer le nombre des " 1 '1 " qu'ils contiennent Si l'entrée A dépasse l'entrée B, le comparateur 72 ' délivre un signal d'autorisation au regis- tre 71 ' pour qu'il mémorise les variables les plus élevées a 81, B 81 ' a 84 et B 84 * Quand l'entrée B du comparateur 72 dépasse l'entrée A, le nombre mémorisé dans le registre 71 ' décrit la force la plus grande sur la barre de touche de sorte que la sortie A que le décodage peut avoir lieu à partir du nombre mémo- risé dans le registre 71 '. Une mémoire permanente avec une entrée provenant de la sortie du registre 71 ' convient pour l'utilisation comme décodeur 73 ', le signal de validation lui étant appliqué pour autoriser sa lecture. Si la force sur la barre de touche est interom- pue, la porte NON-OU 74 ' réagit à a 81, 81 ' a 84 et B 84 tous à " O " en délivrant un " 1 " pour ramener le registre 71 ' à la sortie tous les " O O". Les fonctions remplies par les circuits du type décrit ci-dessus peuvent être remplies par le logiciel d'un microprocesseur Lorsqu'il en est ainsi, l'adaptation peut se faire dans des décisions de décodage pour la force qu'un générateur tend â exercer, à partir de laquelle est déter- minée la 7 validation d'une série de sélecteurs de points de touche Des corrélations des conditions des commutateurs quand la force appliquée change peuvent également être établies pour améliorer la précision des décisions de déco- dage. Dans les modes de réalisation de l'invention décrits en regard des Figs 5 et 6, la logique de déco- dage est telle qu'elle réagit à des configurations de fermetures de cormutateurs développées en réponse à la fois à des forces plus faibles et plus fortes appliquées par l'utilisateur sur certaines régions de point de touche, mais il est possible d'utiliser une logique qui ne réagit qu'à une de ces conditions de force (par exemple la plus grande) Des commutateurs sensibles à une force à double fermeture et à contact de travail ont été utilisés entre les surfaces support et les barres ou les plaques de touche poussées vers leur surface support dans les modes de réalisation illustrés, mais des modes de réalisation peuvent être conçus, utilisant des commuta- teurs à double fermeture avec des contacts de repos entre les surfaces support et les barres ou les plaques de touche poussés à l'opposé de ces surfaces par une force appliquée par des trous dans ces surfaces Des commuta- teurs à deux circuits plutôt qu'à un seul circuit peuvent être utilisés pour éliminer la nécessité des résistances d'élévation ou d'abaissement de tension, servant à établir les conditions logiques alternées quand les commutateurs ne sont pas actionnés par l'utilisateur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisa- tion décrits et illustrés à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil réagissant à une touche (Figs 1, 3, 5) comprenant une pièce ( 10, 30, 60) dont une surface com- prend un grand nombre de régions de touche- valides ( 11, 12, 13; 31-39; a-y) et une structure ( 4, 45, 80) pour supporter ladite pièce, appareil caractérisé en ce que ladite pièce comporte plusieurs points support (extrémités, angles) dont le nombre est inférieur au nombre des régions de touche valides, un même nombre de dispositifs de commu- tation sensibles à une-force ( 15, 16; 41-44; 81-84), chaque dispositif de commutation étant rappelé dans une condition normale et réagissant à une force entre ladite structure et un point support de pièce dans au moins une condition de fonctionnement, lorsque cette force est provoquée- par l'application de force d'actionnement sur certaines des- dites régions de touche de pièce, et un décodeur ( 20, 50, ) réagissant aux conditions de fonctionnement en combi- naison desdits dispositifs de commutation en identifiant l'une quelconque desdites régions de touche sur laquelle ladite force de fonctionnement est appliquée. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que certaines au moins desdites régions de touche sont disposées linéairement entre un premier et un second point support. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce est allongée est lesdits points support sont disposés près des extrémités opposées de ladite pièce. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'e ladite pièce ( 30) est rectangulaire, lesdites régions de touche étant disposées dans une matrice compre- nant des rangées (p e 31-33) et des'colonnes (p e 31, 34, 37) qui s'étendent parallèlement à la longueur et à la largeur respectivement de ladite pièce rectangulaire, les- dits points support étant disposés près des angles respec- tifs de ladite pièce rectangulaire et ledit décodeur réa- gissant au fonctionnement d'un seul desdits dispositifs de commutation de chaque paire de dispositifs de commutation qui sont disposés près des extrémités d'un côté de ladite pièce rectangulaire et à tous lesdits dispositifs de commutation en fonction de la rangée et de la colonne dans lesquelles se trouve l'une desdites régions de touche qui regoit la force d'actionnement. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qui ledit décodeur (p e. ) réagit à tous lesdits dispositifs de commutation en condition normale en indiquant par des sorties " O ", " O ", " O ") que la force n'est appliquée à aucune desdites régions de touche. 6 Appareil selon la revendication 3 ou 4, carac- térisé en ce que chacun desdits dispositifs de commutation ( 5 a) est du type à plusieurs fermetures et passe dans la première condition de fonctionnement ( 86, 87 fermé) et dans la seconde condition de fonctionnement ( 86, 87 et 87, 88 fermé) en réponse à la présence d'une première force et d'une seconde force plus grande respectivement sur l'un respectif desdits points support, ledit décodeur réagis- sant à certaines combinaisons de condition normale et des première et seconde conditions de fonctionnement parmi des combinaisons sélectionnées desdits dispositifs de commu- tation. 7 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacun desdits dispositifs de commutation (p e 15, Fig 1) comporte une paire de contacts qui sont ouverts et fermés respectivement quand ledit dispo- sitif de commutation se trouve en condition normale et en condition de fonctionnement. 8 Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que chacun desdits disposi- tifs decommutation (p e 14 ', Fig 2) comporte une paire de contacts qui sont fermés et ouverts respectivement quand ledit dispositif de commutation se trouve en condition normale et en condition de fonctionnement. 9 o Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, destine à être utilise avec un écran de visualisation ( 7, 40, 49 sur Fig 6), appareil caractérisé en ce que ladite pièce est transparente et ledit écran de visualisation se trouve en face d'une surface (surface inférieure) de ladite pièce opposée à ladite surface (surface supérieure) qui comporte lesdites régions de touche valides.