Dispositif d'introduction de données dans un ensemble de traitement d'informait on La présente invention concerne un dispositif d'introduction de données dans un calculateur ou un ensemble de traitement d'informations et un calculateur de poche utilisant un tel dispositif d'introduction de données.
On sait que dans les dispositifs de traitement d'information et les calculateurs connus les donnéessont souvent introduites par l'enfoncement de touches sur un clavier. Sur le plan de la miniaturisation le clavier
reste un obstacle à une miniaturisation plus poussée
des calculateurs pour deux raisons : a) le clavier semble avoir atteint actuellement ses dimensions minimales car il existe une limite qu'on ne peut dépasser pour qu'en soit possible la manipulation
par les doigts de la main; b) par sa complexité mécanique relative.
D'autre part, le clavier exige un temps d'assemblage appréciable, ce qui empêche de réduire davantage le coût
des calculateurs.
L'invention vise à permettre une miniaturisation
plus poussée des calculateurs de poche et une réduction
plus poussée du coût grâce à la suppression du clavier traditionnel pour l'introduction des données.
L'invention a pour objet un dispositif d'introduction de données d'un type nouveau.
Elle a également pour objet un calculateur de poche d'un type nouveau qui ouvre la voie à une ligne nouvelle
de calculateurs de poche.
Le dispositif d'introduction de données suivant l'invention se caractérise par un corps allongé creux contenant un support allongé s'étendant suivant la longueur du corps, une pointe d'écriture montée à une extrémité du support et disposée à une extrémité dudit corps, un transducteur de caractère logé dans le corps, ce transducteur étant monté et agencé pour détecter le caractère tracé par la pointe d'écriture telle que crayon, bille, etc. sur un support d'écriture quelconque, par exemple, une feuille de papier, et engendrer un signal identifiant le caractère tracé, ce signal représentant la donnée à introduire dans un dispositif de traitement d'information ou un calculateur.
Le dispositif d'introduction de données suivant l'invention peut être relié à n'importe quel dispositif de traitement d'information ou calculateur. Il peut également porter sur son corps allongé un bloc calculateur miniature contenant les organes usuels de mémorisation, de traitement et d'affichage des données, sans aucun clavier de données, de manière à constituer un ensemble calculateur de poche se présentant sous la forme générale d'un stylet d'une grande maniabilité.
Outre ses avantages du point de vue miniaturisation et coût, le dispositif suivant l'invention présente encore les avantages suivants a) le temps de calcul se trouve réduit car il n'est plus besoin, pour introduire les données, d'enfoncer des touches sur un clavier, b) son emploi est plus commode car c'est l'écriture manuelle elle-même qui sert d'entrée des données, alors que les faibles dimensions atteintes par les claviers actuellement tendent à rendre sa manipulation "ergométri-quement" difficile, c) une trace du calcul effectué est gardée sur papier du fait même de l'emploi du dispositif d'introduction de données alors que, dans les calculateurs à clavier classiques, cet avantage ne peut être atteint qu'avec la machine à imprimante, essentiellement plus encombrante et plus coûteuse.
De plus, les données et signes de fonctions introduits par le dispositif suivant l'invention peuvent être vérifiés sur la zone d'affichage avant d'être acceptés successivement par l'opérateur. Par exemple, l'opération 1.25 X 2.73 sera effectuée en traçant successivement à l'aide de la pointe du stylet les caractères 1.25 puis X puis 2.73, ces différents caractères se trouvant successivement affichés. Des moyens peuvent être prévus pour comparer automatiquement le résultat de l'opération effectuée et sa transcription par l'opérateur, un clignotement du dispositif d'affichage pouvant indiquer que la transcription du résultat est fautive ou correcte.
Un mode de réalisation du dispositif d'introduction
de données suivant l'invention est décrit ci-après à
<EMI ID=1.1>
illustré aux dessins joints sur lesquels
- la figure 1 est une vue générale du calculateur, .- la figure 2 est un croquis montrant le calculateur de la figure 1 dans la main d'un droitier,
- la figure 3 est une vue transparente du calculateur tenu en main, montrant les axes d'analyse de l'écriture d'un caractère,
- la figure 4 est un diagramme illustrant les sens d'écriture dans le plan du support d'écriture, - la figure 5 est une vue schématique du senseur de caractères,
- les figures 6 à 8 illustrent l'analyse de l'écriture d'un caractère,
- la figure 9 est un schéma simplifié de l'analyseur électronique.
Se référant à la figure 1 on voit qu'un calculateur de poche utilisant le dispositif d'introduction de données suivant l'invention se compose d'un corps allongé creux 1 avec une pointe d'écriture 2 à une extrémité, et d'un bloc calculateur (sans clavier de données) 3 fixé à proximité de l'autre extrémité du corps 1. Le bloc 3 est enserré
au moyen d'une bague de serrage 4 et positionné au moyen de la bague 5 qui est solidaire du corps 1. Une agrafe classique 6 peut être serrée entre le bloc 3 et la bague
<EMI ID=2.1>
porte la pointe d'écriture 2, porte un bouton 7 servant simultanément à commander la sortie ou la rentrée de la peinte 2 et la mise sous tension du calculateur. Le corps 1 présente une plage détrompeur 8 servant à la prise en main du corps 1 comme cn le verra plus loin.
Le bloc calculateur 3 comprend tous les organes usuels d'un calculateur de poche, à l'exception du clavier classique, à savoir: une mémoire de données, une mémoire de programme, un processeur de données, un dispositif d'affichage des données et le dispositif d'alimentation. Dans le mode d'exécution illustré à titre d'exemple à la figure 1,
le bloc 3 se compose d'une partie cylindrique montée dans l'axe du corps 1 et portant la zone d'affichage 9, et d'une partie à section trapézoïdale portant des touches de programme 10.
L'ensemble décrit plus haut peut être tenu dans
la main d'un droitier ou dans la main d'un gaucher.
Dans la main d'un droitier, l'ensemble est tenu comme montré à la figure 2 t le pouce 11 est placé sur la plage détrompeur 8, l'index 12 et le majeur 13 sont placés
comme pour la prise habituelle d'un crayon. La face arrière du bloc 3 est appuyée contre le flanc gauche 14 de l'index 12, assurant ainsi à la fois une écriture aisée et une bonne lecture de la zone d'affichage 9.
Dans le cas d'un opérateur gaucher, l'ensemble montré à la figure 1 est désassemblé par dégagement de la bague 4 et le bloc 3 est retourné, son flanc 15 étant alors placé contre la bague de positionnement 5 tandis
<EMI ID=3.1>
le flanc 16 du bloc 3. Pour assurer la bonne position relative de la plage détrompeur 8 vis-à-vis du plan d'affichage 9 dans le cas d'un opérateur droitier et d'un opérateur gaucher, le bloc 3 est muni sur son flanc gauche 16 d'un ergot de positionnement différent de celui se trouvant sur son flanc droit 15.
Le corps 1 contient le dispositif d'introduction de données suivant l'invention ayant pour fonction de faire transiter vers le bloc calculateur 3 les données ou ordres formés par le déplacement de la pointe 2 sur un support d'écriture. Ce dispositif, le transducteur de caractères, est un ensemble essentiellement miniaturi� sable qui remplit donc une fonction équivalente à celle du clavier de données classique.
La tâche du transducteur est de reconnaître correctement les données et ordres à partir de leur écriture manuelle, tout en laissant une latitude aussi large que possible aux variations d'un type d'écriture à l'autre aux conventions d'écriture et aux variations dans la tenue en main du calculateur d'un opérateur à l'autre.
Il est clair que dans la mesure où les contraintes ci-dessus seraient plus lâches, l'ensemble du transducteur même serait plus complexe: il s'agit de choisir un compromis équilibré.
Le tranducteur de caractères comporte deux parties essentielles: un senseur de caractères comprenant un ensemble d'organes qui, à partir de l'écriture manuelle des caractères à l'aide de la pointe 2, engendrent des signaux électriques interprétables et un analyseur élec-
<EMI ID=4.1>
électriques du senseur et les traduire en données aptes
à être traitées par les circuits du bloc calculateur 3. Le senseur est agencé pour capter les caractères tracés par la pointe 2 et détecter les séquences de déplacements et de pressions relatives de la pointe d'écriture 2 par rapport à l'axe longitudinal du corps 1.
Lorsque l'on tient le calculateur de la figure 1
<EMI ID=5.1>
caractère se décompose en deux paramètres : a) une application de la pointe 2 sur le support d'écri- <EMI ID=6.1>
ture du caractère) et exercice d'une pression résultant
<EMI ID=7.1>
pratiquement perpendiculaire au plan du support d'écriture, b) un déplacement de la pointe 2 dans le plan du support <EMI ID=8.1>
Se reportant au diagramme de la figure 4 on peut distinguer le sens du déplacement de la pointe 2 dans le plan XY du support d'écriture <EMI ID=9.1> de part et d'autre de Y dans le plan X Y, sans distinction de signe (Y positif ou négatif) t on désignera ce premier type de déplacement par "C" (au Centre) ; <EMI ID=10.1> de part et d'autre de X (+) dans le plan XY : on désignera ce second type de déplacement par "D" (vers la Droite); <EMI ID=11.1> de part et d'autre de X (-) dans le plan XY : on désignera ce dernier type de déplacement par "G" (vers la Gauche).
Le senseur suivant l'invention est agencé pour
<EMI ID=12.1>
corps 1 et l'axe perpendiculaire au plan du support d'écriture.
Se reportant à la figure 5 on voit que le senseur comprend un dispositif capteur 21 et un dispositif détecteur 22 montés sur un support allongé 20 portant la pointe d'écriture 2 à une extrémité. Le dispositif capteur 21 est constitué d'une buselure 23 montée à coulissement
sur le support 20 et articulée sur les pivots 24 et 25 solidaires du corps 1. Le pivotement de la buselure 21 autour de l'axe 26 passant par les pivots 24 et 25 est représentatif du déplacement "D" ou "G" de la pointe d'écriture 2 (voir figure 4) et le coulissement de la buselure 23 le long du support 20 est représentatif
d'une application d'une force axiale FZA et d'un dépla-
<EMI ID=13.1>
Le dispositif détecteur 22 comprend un organe mobile 27 solidaire du support 20 et trois cellules de détection : une cellule 28 pour détecter l'écriture dans la zone G, une cellule 29 pour détecter l'écriture dans* la zone D et une cellule 30 pour détecter l'écriture dans
<EMI ID=14.1>
peuvent être constituées de dispositifs connus quelconques
(résistifs, magnéto-résistifs, inductifs, capacitifs,
à effet Hall, optiques ou piézoélectriques par exemple) permettant la détection de déplacements et engendrant des signaux électriques représentant ces déplacements. Les espaces compris entre l'organe 27 et les cellules 28, 29 et 30 sont avantageusement remplis d'une matière de type élastomère pour assurer <EMI ID=15.1> par rapport au calculateur en dehors de l'écriture, b) une limitation du déplacement de la partie mobile 27 de façon à rendre le déplacement de la pointe 2 au niveau du support d'écriture E peu ou non perceptible, c) un déplacement progressif en fonction des forces jouant sur la pointe 2 intervenant au niveau du support d'écriture E, ceci pour pouvoir maîtriser la grandeur de <EMI ID=16.1>
explicités plus haut. Pour fixer les idées on supposera à titre d'exemple que la pointe dtécriture 2 trace le chiffre 3. Se reportant à la figure 6 on admettra que l'écriture de ce caractère s'effectue d'un seul jet en suivant les flèches , et on conviendra, ainsi qu'il est usuel, de représenter la présence d'un signal par l'état binaire 1 et l'absence de signal par l'état binaire 0.
Analysant le tracé du chiffre 3, on peut décomposer ce tracé comme suit:
a) du point 0 au point 1, le signal D est à l'état 1, b) du point 1 au point 2, le signal G est à l'état 1, tandis que D est à l'état 0, c) du point 2 au point 3, le signal D est à l'état 1, d) du point 3 au point 4, le signal C est à l'état 1, e) du point 4 au point 5, le signal G est à l'état 1, f) la pointe d'écriture 2 restant appuyée sur le support d'écriture entre les points 0 et 5,le signal FZA est 1 entre les points 0 et 5.
Les signaux résultant de ce tracé sont illustrés aux diagrammes des figures 7 et 8. En abscisses sont indiqués les points 0 à 5 du tracé du chiffre 3 et en ordonnées sont indiqués les états des signaux D, G, C
<EMI ID=17.1>
Les sorties du senseur, c'est-à-dire les signaux des cellules 28, 29 et 30 sont connectées à l'analyseur électronique qui complète le transducteur de caractères suivant l'invention . Cet analyseur comprend les circuits électroniques nécessaires pour analyser les signaux engendrés par les cellules détectrices et pour reconnaître les caractères tracés par la pointe d'écriture 2. Les circuits de l'analyseur peuvent être incorporés aux circuits du calculateur lui-même contenus dans le bloc 3. Un schéma simplifié d'un exemple de mode de réalisation de l'analyseur est montré à la figure 9. Les signaux de détection des cellules 28, 29 et 30 sont appliqués à un circuit de logique comprenant un circuit de mise en forme des signaux d'entrée 31 et un circuit de décision 32 connecté et agencé pour vérifier les états simultanés
des signaux de détection.
Reprenant l'exemple cité plus haut, à savoir l'écriture du chiffre 3 (figures 6,7 et 8), le circuit
de décision vérifie et constate les conditions suivantes: <EMI ID=18.1> s'exprime par la relation booléenne :
<EMI ID=19.1>
Dans l'exemple de la figure 6, on a donc ;
G = 1 de t = 1 à t = 2 et de t = 4 à t = 5 <EMI ID=20.1> booléenne
<EMI ID=21.1>
Dans l'exemple de la figure 6, on a :
<EMI ID=22.1> à l'état 1, ce qui s'exprime par la relation :
<EMI ID=23.1>
Dans l'exemple de la figure 6, on a :
<EMI ID=24.1>
Le signal engendré par le détecteur 30 est également appliqué à un différentiateur 33 afin de déterminer le
<EMI ID=25.1>
Les signaux produits par le circuit de décision 32 et le signal du différentiateur 33 sont appliqués à un temporiseur 34 afin que ne soient enregistrés que les signaux qui subsistent pendant un laps de temps minimum déterminé Tm, par exemple 30 millisecondes. Le temporiseur
34 peut par exemple consister en un échantillonneur connecté et agencé pour échantillonner les signaux à une cadence de 100 Hz à l'aide des impulsions d'horloge existantes dans le processeur, et pour autoriser leur enregistrement après quatre échantillons par exemple.
Dans l'exemple cité, le temps d'enregistrement et de restitution d'un caractère est de 800 millisecondes environ. Le temps d'écriture ,quant à lui, est estimé à 400 à 800 millisecondes environ. Les signaux acceptés sont ensuite inscrits dans une mémoire temporaire 35 dont le contenu forme un mot décrivant le caractère tracé par la pointe d'écriture 2. Le format de ce mot sera décrit plus loin.
Le contenu de mémoire 35 est comparé ensuite dans un dispositif de comparaison 36 avec le contenu d'une mémoire de caractères de référence 37 contenant les
codes des caractères à reconnaître. Cette mémoire peut être une mémoire morte dans laquelle chaque code d'écriture comprend un nombre approprié de bits. Le dispositif de comparaison 36 comprend des moyens
agencés et connectés pour comparer séquentiellement le contenu de la mémoire temporaire 35 avec le contenu, ligne par ligne, de la mémoire de référence. Lorsque le contenu de la mémoire 35 coïncide avec le code enregistré à une adresse de la mémoire de référence 37 le dispositif de comparaison 36 produit un signal d'identification qui se trouve appliqué au bloc calculateur ou, d'une façon générale, envoyé à l'ensemble
de traitement d'information.
On reviendra à présent sur la format du mot décrivant un caractère tracé par la pointe d'écriture 2. Ce mot contient plusieurs zones contenant chacune l'état d'un des signaux D,C et G et une zone contenant une
<EMI ID=26.1>
Ce format dépend du nombre de données que l'on veut réserver pour les états des signaux D, C et G et ce nombre de données doit évidemment permettre de décrise sans ambiguïté tous les caractères voulus. A cet égard
on sait que le nombre de caractères qui doivent pouvoir être captés et reconnus varie habituellement d'un nombre de l'ordre de 17 environ pour des calculateurs simples effectuant les quatre opérations fondamentales jusqutà
un nombre de 40 environ pour des calculatrices destinées
à résoudre des problèmes scientifiques. Il est apparu
dès lors que le choix d'un format composé de six zones
(41 à 46) réservées aux états des signaux D, C et G, et d'une septième zone (47) réservée au nombre d'applications
<EMI ID=27.1>
un calcul ateur simple, à savoir: les chiffres de 0 à 9,
<EMI ID=28.1>
entrée (//) et l'ordre d'effacement complet (///).
Un format tel que décrit à titre d'exemple peut comporter quinze bits : deux bits pour chacune des zones
41 à 46 et trois bits pour la zone 47. Un tel format permet de reconnaître 215 - 1 = 32.767 combinaisons, ce qu'il convient de comparer au nombre de caractères
qui sont habituellement à reconnaître.
Pour reprendre l'exemple du tracé du chiffre 3, cité plus haut, le format du mot inscrit dans la mémoire est :
10 01 10 il 01 00 001
D G D C G 0 1
Avec un tel format la capacité totale de la mémoire est de l'ordre de 255 bits pour dix-sept caractères et de
600 bits pour quarante caractères, capacités qui sont tout à fait compatibles à la technologie des mémoires mortes actuelles.
De ce qui précède il ressort que les paramètres à traiter dans le transducteur de caractères suivant l'invention pour définir de façon valable les caractères tracés au moyen de la pointe d'écriture 2 sont les suivants :
a) les trois seuils de décision pour les signaux D, G et <EMI ID=29.1> b) le temps de temporisation Tm, soit la fréquence d'échantillonnage et le nombre d'impulsions pour qu'une donnée soit acceptée; c) le nombre de données binaires capables de décrire tous les caractères voulus; d) le nombre maximal d'applications distinctes d'une force <EMI ID=30.1>
Quelques-unes des combinaisons inemployées dans la mémoire peuvent avantageusement être utilisées pour la mémorisation d'un caractère donné suivant des conventions d'écri différentes: par exemple les écritures 7 et ? pour le chiffr sept. Les combinaisons inemployées peuvent aussi servir à l'opérateur, au cours d'une phase d'apprentissage, pour adapter ou asservir le dispositif suivant l'invention à son écriture individuelle. Pour ce faire, l'opérateur écrit les caractères à mémoriser suivant une séquence proposée par le calculateur et montrée au dispositif d'affichage. Les caractères ainsi tracés par l'opérateur peuvent être mis en mémoire et être effacés à volonté, par exemple lors d'un changement d'opérateur.
Le dispositif d'introduction de données suivant l'invention s'adapte aussi parfaitement à l'introduction des caractères nécessaires pour effectuer des calculs scientifiques. Ces caractères usuellement prévus à cet effet comprennent les constantes 7T et e, les diverses fonctions classiques: trigonométriques, exponentielles,
<EMI ID=31.1>
l'inversion et la conversion angle/radian.
L'introduction des constantes se fait par la simple écriture de ces caractères. L'introduction des fonctions d'inversion et de conversion peut être effectuée à l'aide de touches programmes. L'introduction des autres fonctions peut se faire en adoptant une convention d'écriture simple, guère différente de la convention d'introduction imposée dans les calculatrices à clavier : la prise de fonction peut être obtenue en écrivant successivement l'argument, des parenthèses carrées 1 pouvant encadrer l'argument, puis le symbole de la fonction. Le tableau II (p*18) donne la séquence d'écriture des caractères (colonne 3) pour les fonctions habituelles ainsi que la trace qui reste écrite sur le papier (colonne 2) après l'opération.
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
TABLEAU II
<EMI ID=34.1>
REVENDICATIONS
<EMI ID=35.1>
énsemble de traitement d'information , caractérisé-
en ce qu'il comprend
- un corps allongé creux contenant un support allongé s'étendant suivant la longueur du corps,
- une pointe d'écriture montée à une extrémité du support et disposée à une extrémité dudit corps; et
- un transducteur de caractère logé dans le corps, ce transducteur étant monté et agencé pour détecter le caractère tracé par la pointe d'écriture sur un support d'écriture quelconque et engendrer un signal identifiant le caractère tracé, ce signal représentant la donnée à introduire dans l'ensemble de traitement d'information.