EP2870525A2 - Dispositif tactile d'aide a la navigation - Google Patents

Dispositif tactile d'aide a la navigation

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EP2870525A2
EP2870525A2 EP13747436.7A EP13747436A EP2870525A2 EP 2870525 A2 EP2870525 A2 EP 2870525A2 EP 13747436 A EP13747436 A EP 13747436A EP 2870525 A2 EP2870525 A2 EP 2870525A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deformable
tactile
touch
actuators
contact surface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13747436.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Bolzmacher
Margarita ANASTASSOVA
Moustapha Hafez
Saranya Devi SIVACOUMARANE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication of EP2870525A2 publication Critical patent/EP2870525A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
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    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3652—Guidance using non-audiovisual output, e.g. tactile, haptic or electric stimuli
    • G—PHYSICS
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    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a tactile device for aiding navigation.
  • the invention applies more particularly to a tactile assistance device for navigation intended to be worn by a user, comprising:
  • a touch interface having a tactile contact surface
  • Means for holding the touch interface in contact with the user's body designed so that, in the holding position of the touch interface in contact with a portion of the body of the user, the deformable tactile contact surface or in contact with at least a portion of this body part for tactile stimulation of this portion using the actuators.
  • Such a device is for example described in the international patent application published under the number WO 2007/105937 A1. More precisely, this device provides a plurality of actuators integrated in a support intended to be worn by a user around his waist.
  • the actuators are in particular placed linearly on this support, the latter being closed around the waist so that the actuators are in contact with certain points of the body of the user, in particular points indicating predetermined directions.
  • Various tactile information is then generated by controlling the choice to activate this or that actuator, by controlling the frequency and the vibration amplitude of each activated actuator, by defining different possible activation sequences of the actuators, etc.
  • each actuator to indicate a predetermined direction, it is essential to design the device to measure for each user and / or provide an elastic support.
  • This device also has the disadvantage of limiting the amount of possible actuators since they must remain in contact with specific parts of the body of the user and the error-free detection by the user of the position of a generator actuator a tactile signal around its size requires a minimum distance between the actuators. Consequently, since, moreover, the actuators are arranged linearly on their support, this device has the disadvantage of limiting the variety messages that can be generated.
  • the type of support required (a belt, or any other support such as a T-shirt or a jacket or pants, allowing the actuators to surround the size of the user) has the disadvantage of being necessarily cumbersome.
  • the subject of the invention is therefore a tactile aid device for navigation intended to be worn by a user, comprising:
  • a touch interface having a tactile contact surface
  • Means for holding the touch interface in contact with the user's body designed so that, in the holding position of the touch interface in contact with a portion of the body of the user, the deformable tactile contact surface in contact with at least a portion of this part of the body for tactile stimulation of this portion using the actuators,
  • the movable actuators are arranged in a two-dimensional arrangement in the deformable tactile contact surface.
  • the arrangement of the actuators in a two-dimensional arrangement in the deformable tactile contact surface makes it possible to provide information as rich as desired, regardless of how the touch interface is kept in contact with the body of the user. Therefore, we can consider different types of media, including less bulky media that belts, T-shirts, jackets or others.
  • the parts of the user's body to be solicited can also be very varied, especially other than its size, in particular parts of the body that are more sensitive to tactile stresses.
  • the arrangement of the actuators and their number on the support is less limited, which increases the diversity of information to be transmitted.
  • the movable actuators are distributed circularly or elliptically in the deformable tactile contact surface.
  • a touch navigation aid device may comprise at least eight movable actuators distributed in the deformable tactile contact surface so as to indicate at least the eight cardinal and inter cardinal directions.
  • the movable actuators are regularly distributed two-dimensionally, especially in a matrix manner, in the deformable tactile contact surface.
  • the tactile interface comprises an elastic flexible membrane extending against the deformable tactile contact surface, this elastic flexible membrane being deformable according to the movements of the actuators.
  • the touch interface comprises a perforated piece extending in the deformable tactile contact surface, the holes of this piece being arranged opposite actuators movable and traversed by ends of these movable actuators, these ends forming tactile contacts stimulated according to the movements of the actuators.
  • the tactile interface comprises electromagnetic means for activating the displaceable actuators, these electromagnetic means comprising:
  • a monolithic flexible structure comprising a plurality of deformable beams, each deformable beam having a free end on which is positioned an actuator in the form of a tactile pad,
  • the tactile interface comprises piezoelectric means for activating the displaceable actuators, these piezoelectric means comprising:
  • a monolithic flexible structure comprising a plurality of deformable beams, each deformable beam having a piezoelectric portion and a free end on which is positioned an actuator in the form of a touch pad,
  • the tactile interface comprises piezoelectric means for activating the displaceable actuators, these piezoelectric means comprising:
  • a flexible monolithic structure comprising a plurality of deformable beams, each deformable beam being made of piezoelectric material covered by electrodes and having a free end on which is positioned a touch pad actuator.
  • each deformable beam made of piezoelectric material, thereby actuating the deformable beams and selectively displacing the tactile pads in the deformable tactile contact surface to produce a tactile sensation.
  • the touch interface furthermore has, opposite the deformable tactile contact surface, a visible face comprising a light display system, in particular a plurality of light-emitting diodes distributed on the visible face opposite movable actuators, each diode being activated according to a displacement of the corresponding actuator.
  • the touch interface comprises a housing and the holding means comprise a bracelet connected to the housing, lockable around an arm of the user, holding the housing in contact with the user's arm.
  • a tactile navigation aid device may further comprise at least one positioning sensor chosen from the group consisting of an inertial unit, a gyrometer, an accelerometer and of a magnetometer, to determine the position and orientation of the tactile device in the space.
  • FIG. 1 diagrammatically represents an exploded perspective view of the general structure of a tactile aid device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 diagrammatically shows in exploded perspective the general structure of a tactile interface of a tactile aid device according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 diagrammatically represents a front view of a deformable tactile contact surface of the touch interface of FIG. 2,
  • FIGS. 4 to 9 show schematically in perspective various variants of flexible actuator activation structures for a tactile aid device according to the invention.
  • FIG. 10 shows schematically in a top view of a touch device navigation aid carried by a user, according to a third embodiment of the invention.
  • a tactile aid device 10 according to a first embodiment of the invention is shown in exploded perspective in FIG.
  • This device comprises a touch interface 12 and means 14 for maintaining the touch interface 12 in contact with the body of the user.
  • the touch interface 12 comprises a case of any shape, for example circular according to the example of Figure 1, consisting of an upper frame 16 and a lower frame 18 fitting one into the other and can to be fixed to each other by well known means not shown.
  • the outer surface of the housing of the lower frame 18 constitutes a tactile contact surface 20 of the touch interface 12 of the touch device 10.
  • the lower frame 18 is further pierced with cylindrical holes 22 distributed in a two-dimensional manner, for example regular, and extending into the space occupied by the tactile contact surface 20.
  • a volume is available to receive a plurality of electromagnetic actuators movable and electromagnetic means for activating these actuators.
  • the electromagnetic activation means comprise a monolithic flexible structure 24 generally consisting of a soft or hard ferromagnetic material.
  • the monolithic flexible structure 24 comprises, in its center, a ring 26, fixed with respect to the housing and centered in the interior volume of the housing, from which laterally extend a plurality of deformable beams 28.
  • deformable beams 28 In the example of FIG. Figure 1, six deformable beams are illustrated, but generally at least three or four deformable beams must be provided according to the invention.
  • Each deformable beam 28 has a first end secured to the fixed ring 26 and a second free end on which is positioned a movable actuator in the form of a touch pad 30.
  • Each touch pad 30 is positioned facing each of the cylindrical holes 22 of the lower frame 18 and accordingly the tactile pads 30 are distributed in a two-dimensional manner.
  • the flexible structure 24 is fixed between the upper frame 16 and lower 18 of the housing by means of two rigid cylindrical rods 32 extending through two holes formed in the fixed ring 26.
  • the electromagnetic activation means further comprise a plurality of coils 34 and magnets 36.
  • Each magnet 36 is cylindrical and placed against each touch pad 30 on the flexible structure 24.
  • Each coil 34 is annular, disposed around each magnet 36 and individually controlled by an electric power source (not shown) for the selective displacement of each magnet 36 which placed against the respective touch pad 30, displaces the latter by deforming the flexible structure 24.
  • the touch pads 30 biased move through the cylindrical holes 22 of the lower frame 18 so as to pass through the contact surface 20 making contact this one deformable.
  • Each touch pad 30 may be biased in motion according to a vibratory mode or a pressure mode.
  • the tactile pads 30 move in the cylindrical holes 22 in a reciprocating periodic motion at an oscillation frequency which can be adjusted, ideally between 0 and 300 Hz.
  • the skin especially in the vicinity of the wrist, is very sensitive around 250 Hz, but this frequency has the disadvantage of being acoustically unpleasant and produce an unpleasant tactile sensation.
  • each touch pad 30 whose displacement is activated is held in a depressed position in which it passes through the surface of touch contact 20 by deforming it.
  • the corresponding touch pad 30 is moved and held in position by pressing the corresponding magnet 26 against the deformable structure 24 as long as the electric current is applied.
  • the amplitude of the displacement can be adjusted using the DC voltage value applied.
  • the touch interface 12 is placed above the wrist of a user.
  • the means 14 for maintaining the tactile interface 12 in contact with the body of the user are then more precisely holding means 14 around the wrist, for example a watch strap 14 closed around the wrist of the user so that that the deformable tactile contact surface 20 is in contact with at least a portion of the wrist for tactile stimulation of this portion using the touch pads 30.
  • means 14 around the wrist for example a watch strap 14 closed around the wrist of the user so that that the deformable tactile contact surface 20 is in contact with at least a portion of the wrist for tactile stimulation of this portion using the touch pads 30.
  • different types of support to maintain the device touch 10 in contact with different parts of the body of the user can be envisaged.
  • the tactile aid device 10 is intended to exploit the tactile sensitivity of the user to transmit information.
  • the movable actuators that is to say the tactile pads 30, are two-dimensionally distributed in the deformable tactile contact surface 20 which allows to display a wide variety of tactile patterns on the surface
  • the touch interface 12 of FIG. 1 comprises six displaceable actuators distributed in a circular or elliptical manner at the six angles of a hexagon in the deformable tactile contact surface 20.
  • eight displaceable actuators may be evenly distributed circularly or elliptically in the deformable tactile contact surface 20 thus making it possible to indicate at least the following eight cardinal and inter cardinal directions: “North”, “Northeast”, “East”, “Southeast”, “South”, “Southwest”, “West” and “Northwestern”.
  • the messages to be transmitted by such a device may also result from a succession of predetermined configurations of activated touch pads, a configuration being characterized by a certain number of activated actuators placed on particular positions.
  • a simple message indicating a cardinal direction could be formulated by a single activated actuator.
  • a more complex message such as "turn right” could be formulated by the sequential activation (in vibratory or pressure mode) of several actuators, for example the actuators indicating the cardinal directions “north”, “northeast “,” East “,” south-east “,” south “,” southwest “,” west “and” north-west “successively.
  • any message expressed by a predetermined configuration of solicited actuators could be enriched by a concept of danger while at the same time increasing the frequency and amplitude of vibration of the actuators.
  • the touch device 10 may also be connected to a mobile device (not shown) comprising:
  • a receiver circuit able to receive positioning information from satellite or terrestrial beacons and to deduce therefrom the geographical position of the receiver
  • a processor equipped with a navigation software module, for example capable of calculating an optimal path relating to a destination registered by the user, and a software module capable of translating each navigation instruction of the optimal path into a succession of tactile messages.
  • This mobile device for example a mobile phone or a digital personal assistant, transmits the tactile messages to the touch device 10 through a network.
  • This network is for example a LAN type Bluetooth (registered trademark).
  • Each tactile message received by the touch device 10 corresponds to a series of electrical signals to be addressed to each of the coils 34.
  • a control circuit (not shown in the figures) selectively transmits the currents in the different coils. This control circuit can be in the touch device 10.
  • positioning sensors 37 are placed in or on the touch device 10, for example an inertial unit, gyrometers, accelerometers or magnetometers. These sensors generate signals that make it possible to know the position and orientation of the actuators in the touch interface 12. These signals can then be used to recalculate the tactile messages to be transmitted to the touch device 10 taking into account the position of the actuators and of the orientation of the touch interface 12.
  • the signals generated by the positioning sensors 37 can be transmitted through a network to the aforementioned mobile device and be processed in the processor of this mobile device. But alternatively, the processing of these signals can also be performed by the touch device 10 if it comprises the necessary calculation means.
  • FIG. 2 illustrates a second embodiment of the touch interface 12 with eight actuators.
  • the monolithic flexible structure 24 and the lower frame 18 are further both made of a soft ferromagnetic material.
  • This embodiment uses the same principle of electromagnetic activation of the actuators as the previous one. However, what differentiates it from the previous one is the fact that the tactile pads 30 take the place of the magnets 36 and are directly biased in displacement by the coils 34 since they themselves are made of soft ferromagnetic material. Consequently, an advantage of this second embodiment is its compactness and the smaller number of different elements to be provided inside the housing 16, 18. A second advantage of this second embodiment is the absence of magnets which could disturb some sensors of a mobile phone possibly used to control the tactile device 10.
  • the lower frame 18 is pierced with eight cylindrical holes 22 positioned opposite the eight touch pads 30 and distributed in a two-dimensional and regular manner on the deformable tactile contact surface 20 to allow an indication of the eight cardinal and inter cardinal directions.
  • the electromagnetic activation means of the actuators comprise eight coils of electromagnets 34 disposed in each of the holes 22 of the inner wall of the lower frame 18. It can be seen that a second advantage of this second embodiment is the channeling of the magnetic field. generated around each coil 34. This magnetic field thus remains contained within the housing of the touch interface 12, between the flexible structure 24 and the lower frame 18, both of which are made of soft ferromagnetic material, thus protecting the signals from gyrometers or accelerometers possibly placed near the housing.
  • a touch navigation aid device may comprise a light display system distributed on the outer surface of the housing of the upper frame 16 to generate a visual feedback improving understanding of tactile messages.
  • a light display system distributed on the outer surface of the housing of the upper frame 16 to generate a visual feedback improving understanding of tactile messages.
  • light-emitting diodes 38 may be integrated on the outer surface of the upper frame 16 opposite each touch pad 30. Each light emitting diode 38 is activated according to a displacement of the corresponding actuator: for example a light-emitting diode 38 is lit when the corresponding touch pad 30 stimulates the wrist of the user by its displacement or its vibration .
  • the touch interface 12 may comprise an elastic flexible membrane extending in the deformable tactile contact surface 20 under the lower frame 18, this flexible elastic membrane being deformable according to the movements of the actuators. This flexible membrane then performs a protective function of the elements arranged inside the housing by sealing it.
  • FIG. 3 illustrates a front view of the deformable tactile contact surface
  • the eight coils 34 surrounding the eight touch pads 30 are visible through the eight holes 22 distributed in a two-dimensional manner in the deformable tactile contact surface 20 which presents on this figure an elliptical form.
  • different shapes of the deformable tactile contact surface 20 and a different number of cylindrical holes 22 could be envisaged.
  • the flexible structure 24 is in elliptical form and comprises a fixed ring 26 and eight deformable beams 28 straight extending laterally of in a regular way around the fixed ring 26.
  • the advantage of the elliptical shape compared to a circular shape is its ergonomics to better adapt to the wrist of the user.
  • the flexible structure 24 is presented under circular shape and comprises a fixed ring 26 and six deformable beams 28 extending laterally in a regular manner around the fixed ring 26.
  • the deformable beams 28 of identical size are in an arcuate form, for example semi -circular.
  • the arcuate shape of the beams 28 has the advantage of being able to increase their length without need or need to increase the outer diameter of the flexible structure 24.
  • the increase in the length of the beams 28 makes it possible to reduce the resonance frequency of said beams and to achieve the desired frequency range, namely about 50 Hz. This objective is achieved without negative counterpart of congestion.
  • the third variant illustrated in FIG. 6 differs from the previous one only in the number of deformable beams 28 in the flexible structure 24: they are eight instead of six.
  • Figure 7 illustrates a fourth variant of flexible structure 24 in elliptical form with eight deformable beams 28 arranged regularly around the ring 22 and having the same length.
  • the deformable beams 28 are in different forms.
  • the two beams 28 placed in the direction of the major axis of the ellipse are straight, while the six remaining beams 28 are in a curved shape, for example a partial shape of "S", to increase the length of these six beams 28 (so that it is equal to that of the two straight beams) without increasing the size of the elliptical shape.
  • FIGS. 8 and 9 show schematically in perspective two variants of flexible structures 24 according to an embodiment in which the electromagnetic activation means of the actuators are replaced by piezoelectric bending means of the deformable beams 28.
  • These piezoelectric means use the induced deformation by an electrical voltage to selectively drive a deformation of the deformable beams 28 and thus a displacement of the actuators (ie the tactile pads 30).
  • the general principle is that if a voltage applied to an element of piezoelectric material has the same polarity as this element, the latter is deformed by compression. If on the contrary The polarity of the voltage is the inverse of that of the material, which is deformed by extension.
  • a piezoelectric ceramic strip 40 is bonded to each deformable beam 28 of the flexible structure 24, so as to cover only a portion, close to the integral end of the ring fixed, 26 of each deformable beam 28.
  • a sinusoidal alternating electrical voltage whose frequency corresponds to the natural oscillation frequency of each deformable beam 28, can be applied individually to each piezoelectric ceramic strip 40.
  • the band is compressed or extends proportionally to the applied voltage.
  • the deformable beams 28 of the flexible structure 24, not varying in length, thus accompany each deformation of their piezoelectric ceramic strip 40 by a bending proportional to the applied voltage.
  • a disadvantage of this configuration is that the touch pads 30 can in practice be solicited only in vibratory mode.
  • a piezoelectric ceramic strip 42 is bonded to each deformable beam 28 of the flexible structure 24, on a much larger portion extending from the fixed ring 26 to the free end of the Deformable beam 28.
  • the free end In vibratory mode, the free end then moves on either side of its rest position, under the action of a sinusoidal electric voltage applied to the piezoelectric ceramic strip 42 and so as to deform by compression or extension.
  • the frequency of the electrical signal applied to each deformable beam 28 corresponds to the resonance frequency of this beam 28.
  • the particular advantage of this variant is that the deformable beams 28 can be biased in the pressure mode.
  • a DC voltage can be applied to any of the deformable beams 28, causing the displacement of the corresponding pad 30 through the deformable tactile contact surface 20, this position being maintained as the voltage is applied.
  • each deformable beam 28 of the flexible structure 24 in piezoelectric material 42 of the "piezo bender" type electrodes are bonded to each deformable beam 28 made of piezoelectric material 42.
  • the actuators or tactile pads 30 are arranged in a matrix manner in the touch device 10. This matrix arrangement makes it possible to enrich the number of possible patterns and to increase the number of possible patterns. different types of tactile messages to be transmitted to the user, thanks in particular to an increase in the number of actuators.
  • the touch interface 12 is fixed by a watch strap 14 on the wrist of a user.
  • the device has an elliptical shape which is best adapted to the shape of the arm of the user at his wrist, the major axis of the ellipse being arranged in length on the longitudinal axis of the arm of the user.
  • a touch navigation aid device such as that described above according to several embodiments makes it possible to transmit touch messages as rich in content as desired without any constraining limitation of the number of actuators that can be implemented and with multiple possibilities of arrangements around body parts of the user in contact with the device.
  • This device can indeed be placed at various locations on the body of the user and can use space-saving holding means, especially less bulky than a belt, a T-shirt, a jacket or other.

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Abstract

Ce dispositif tactile (10) d'aide à la navigation destiné à être porté par un utilisateur, comprend : - une interface tactile (12) présentant une surface de contact tactile (20), - une pluralité d'actionneurs (30) intégrés dans l'interface tactile (12) et déplaçables à l'intérieur de la surface de contact tactile (20) de manière à rendre celle-ci déformable, et - des moyens (14) de maintien de l'interface tactile (12) en contact avec le corps de l'utilisateur conçus pour que, en position de maintien de l'interface tactile (12) en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, la surface de contact tactile déformable (20) soit en contact avec au moins une portion de cette partie du corps pour une stimulation tactile de cette portion à l'aide des actionneurs (30), En outre, les actionneurs déplaçables (30) sont disposés selon un arrangement bidimensionnel dans la surface de contact tactile déformable (20).

Description

DISPOSITIF TACTILE D'AIDE A LA NAVIGATION
La présente invention concerne un dispositif tactile d'aide à la navigation. L'invention s'applique plus particulièrement à un dispositif tactile d'aide à la navigation destiné à être porté par un utilisateur, comprenant :
- une interface tactile présentant une surface de contact tactile,
- une pluralité d'actionneurs intégrés dans l'interface tactile et déplaçables à l'intérieur de la surface de contact tactile de manière à rendre celle-ci déformable, et
- des moyens de maintien de l'interface tactile en contact avec le corps de l'utilisateur conçus pour que, en position de maintien de l'interface tactile en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, la surface de contact tactile déformable soit en contact avec au moins une portion de cette partie du corps pour une stimulation tactile de cette portion à l'aide des actionneurs.
Un tel dispositif est par exemple décrit dans la demande de brevet internationale publiée sous le numéro WO 2007/105937 A1 . Plus précisément, ce dispositif prévoit une pluralité d'actionneurs intégrés dans un support destiné à être porté par un utilisateur autour de sa taille. Les actionneurs sont notamment placés linéairement sur ce support, ce dernier étant fermé autour de la taille de sorte que les actionneurs soient en contact avec certains points du corps de l'utilisateur, en particulier des points indiquant des directions prédéterminées. Diverses informations tactiles sont alors engendrées en contrôlant le choix d'activer tel ou tel actionneur, en contrôlant la fréquence et l'amplitude de vibration de chaque actionneur activé, en définissant différentes séquences possibles d'activation des actionneurs, etc. Mais, conformément à l'application visée dans ce document, chaque actionneur devant indiquer une direction prédéterminée, il est indispensable de concevoir le dispositif sur mesure pour chaque utilisateur et/ou de prévoir un support élastique. Ce dispositif présente en outre l'inconvénient de limiter la quantité d'actionneurs possibles puisqu'ils doivent rester en contact avec des parties précises du corps de l'utilisateur et la détection sans erreur par l'utilisateur de la position d'un actionneur générateur d'un signal tactile autour de sa taille nécessite une distance minimale entre les actionneurs. En conséquence, comme en outre les actionneurs sont disposés linéairement sur leur support, ce dispositif présente l'inconvénient de limiter la variété des messages qui peuvent être engendrés. Enfin, le type de support nécessaire (une ceinture, ou tout autre support tel qu'un T-shirt ou une veste ou un pantalon, permettant aux actionneurs d'entourer la taille de l'utilisateur) présente l'inconvénient d'être nécessairement encombrant.
II peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif tactile d'aide à la navigation destiné à être porté par un utilisateur qui permette de s'affranchir d'au moins une partie des problèmes et contraintes précités.
L'invention a donc pour objet un dispositif tactile d'aide à la navigation destiné à être porté par un utilisateur, comprenant :
- une interface tactile présentant une surface de contact tactile,
- une pluralité d'actionneurs intégrés dans l'interface tactile et déplaçables à l'intérieur de la surface de contact tactile de manière à rendre celle-ci déformable, et
- des moyens de maintien de l'interface tactile en contact avec le corps de l'utilisateur conçus pour que, en position de maintien de l'interface tactile en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, la surface de contact tactile déformable soit en contact avec au moins une portion de cette partie du corps pour une stimulation tactile de cette portion à l'aide des actionneurs,
dans lequel les actionneurs déplaçables sont disposés selon un arrangement bidimensionnel dans la surface de contact tactile déformable.
Ainsi, la disposition des actionneurs selon un arrangement bidimensionnel dans la surface de contact tactile déformable permet de fournir une information aussi riche que souhaité, indépendamment de la façon dont l'interface tactile est maintenue en contact avec le corps de l'utilisateur. Par conséquent, on peut envisager différents types de supports, notamment des supports moins encombrants que des ceintures, T-shirts, vestes ou autres. Les parties du corps de l'utilisateur à solliciter peuvent également être très variées, notamment autres que sa taille, en particulier des parties du corps plus sensibles aux sollicitations tactiles. En outre, l'arrangement des actionneurs et leur nombre sur le support est moins limité, ce qui permet d'augmenter la diversité des informations à transmettre.
De façon optionnelle, les actionneurs déplaçables sont répartis de manière circulaire ou elliptique dans la surface de contact tactile déformable.
De façon optionnelle également, un dispositif tactile d'aide à la navigation selon l'invention peut comprendre au moins huit actionneurs déplaçables répartis dans la surface de contact tactile déformable de manière à indiquer au moins les huit directions cardinales et inter cardinales.
De façon optionnelle également, les actionneurs déplaçables sont répartis de façon bidimensionnelle régulière, notamment de façon matricielle, dans la surface de contact tactile déformable.
De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte une membrane souple élastique s'étendant contre la surface de contact tactile déformable, cette membrane souple élastique étant déformable selon les déplacements des actionneurs.
De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte une pièce trouée s'étendant dans la surface de contact tactile déformable, les trous de cette pièce étant disposés en regard des actionneurs déplaçables et traversés par des extrémités de ces actionneurs déplaçables, ces extrémités formant des contacts tactiles stimulés selon les déplacements des actionneurs.
De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte des moyens électromagnétiques d'activation des actionneurs déplaçables, ces moyens électromagnétiques comportant :
- une structure flexible monolithique comprenant une pluralité de poutres déformables, chaque poutre déformable présentant une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile,
- une pluralité de bobines électromagnétiques, actionnant les poutres déformables en fonction de courants qui les traversent et déplaçant ainsi sélectivement les plots tactiles dans la surface de contact tactile déformable pour produire une sensation tactile.
De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte des moyens piézoélectriques d'activation des actionneurs déplaçables, ces moyens piézoélectriques comportant :
- une structure flexible monolithique comprenant une pluralité de poutres déformables, chaque poutre déformable présentant une portion piézoélectrique et une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile,
- des moyens d'application sélective de tensions sur les portions piézoélectriques des poutres déformables, actionnant ainsi les poutres déformables et déplaçant sélectivement les plots tactiles dans la surface de contact tactile déformable pour produire une sensation tactile. De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte des moyens piézoélectriques d'activation des actionneurs déplaçables, ces moyens piézoélectriques comportant :
une structure flexible monolithique comprenant une pluralité de poutres déformables, chaque poutre déformable étant réalisée en matériau piézoélectrique couvert par des électrodes et présentant une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile.
des moyens d'application sélective de tensions, via les électrodes, sur chaque poutre déformable en matériau piézoélectrique, actionnant ainsi les poutres déformables et déplaçant sélectivement les plots tactiles dans la surface de contact tactile déformable pour produire une sensation tactile.
De façon optionnelle également, l'interface tactile présente en outre, à l'opposé de la surface de contact tactile déformable, une face visible comportant un système d'affichage lumineux, notamment une pluralité de diodes électroluminescentes réparties sur la face visible en regard des actionneurs déplaçables, chaque diode étant activée en fonction d'un déplacement de l'actionneur correspondant.
De façon optionnelle également, l'interface tactile comporte un boîtier et les moyens de maintien comportent un bracelet lié au boîtier, verrouillable autour d'un bras de l'utilisateur, de maintien du boîtier en contact avec le bras de l'utilisateur.
De façon optionnelle également, un dispositif tactile d'aide à la navigation selon l'invention peut en outre comporter au moins un capteur de positionnement choisi dans l'ensemble constitué d'une centrale inertielle, d'un gyromètre, d'un accéléromètre et d'un magnétomètre, pour déterminer la position et l'orientation du dispositif tactile dans l'espace.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement en perspective éclatée la structure générale d'un dispositif tactile d'aide à la navigation selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente schématiquement en perspective éclatée la structure générale d'une interface tactile d'un dispositif tactile d'aide à la navigation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- La figure 3 représente schématiquement une vue de face d'une surface de contact tactile déformable de l'interface tactile de la figure 2,
- les figures 4 à 9 représentent schématiquement en perspective différentes variantes de structures flexibles d'activation d'actionneurs pour un dispositif tactile d'aide à la navigation selon l'invention, et
- la figure 10 représente schématiquement en vue de dessus un dispositif tactile d'aide à la navigation porté par un utilisateur, selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Un dispositif tactile 10 d'aide à la navigation, selon un premier mode de réalisation de l'invention, est représenté en perspective éclatée sur la figure 1 . Ce dispositif comporte une interface tactile 12 et des moyens 14 de maintien de l'interface tactile 12 en contact avec le corps de l'utilisateur. L'interface tactile 12 comporte un boîtier de forme quelconque, par exemple circulaire selon l'exemple de la figure 1 , constitué d'un châssis supérieur 16 et d'un châssis inférieur 18 s'emboîtant l'un dans l'autre et pouvant être fixés l'un à l'autre par des moyens bien connus non représentés. La surface extérieure au boîtier du châssis inférieur 18 constitue une surface de contact tactile 20 de l'interface tactile 12 du dispositif tactile 10. Le châssis inférieur 18 est en outre percé de trous cylindriques 22 répartis de façon bidimensionnelle, par exemple régulière, et s'étendant dans l'espace occupé par la surface de contact tactile 20.
Entre les deux châssis 16 et 18, autrement dit à l'intérieur du boîtier, un volume est disponible pour recevoir une pluralité d'actionneurs électromagnétiques déplaçables et des moyens électromagnétiques d'activation de ces actionneurs.
Les moyens électromagnétiques d'activation comportent une structure flexible monolithique 24 constituée de façon générale d'un matériau ferromagnétique doux ou dur. La structure flexible monolithique 24 comporte, en son centre, une bague 26, fixe par rapport au boîtier et centrée dans le volume intérieur du boîtier, à partir de laquelle s'étendent latéralement une pluralité de poutres déformables 28. Dans l'exemple de la figure 1 , six poutres déformables sont illustrées, mais d'une façon générale au moins trois ou quatre poutres déformables doivent être prévues selon l'invention. Chaque poutre déformable 28 présente une première extrémité solidaire de la bague fixe 26 et une seconde extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur déplaçable prenant la forme d'un plot tactile 30. Chaque plot tactile 30 est positionné face à chacun des trous cylindriques 22 du châssis inférieur 18 et en conséquence les plots tactiles 30 sont répartis de façon bidimensionnelle. La structure flexible 24 est fixée entre les châssis supérieur 16 et inférieur 18 du boîtier à l'aide de deux tiges cylindriques rigides 32 s'étendant à travers deux trous formés dans la bague fixe 26.
Pour provoquer une déformation des six poutres 28 de la structure flexible 24 et par conséquent un déplacement de leurs extrémités libres entraînant les plots tactiles 30, les moyens électromagnétiques d'activation comportent en outre une pluralité de bobines 34 et d'aimants 36. Chaque aimant 36 est cylindrique et placé contre chaque plot tactile 30 sur la structure flexible 24. Chaque bobine 34 est annulaire, disposée autour de chaque aimant 36 et commandée individuellement par une source de courant électrique (non représentée) pour le déplacement sélectif de chaque aimant 36 qui, placé contre le plot tactile 30 respectif, déplace celui-ci en déformant la structure flexible 24. Ainsi, les plots tactiles 30 sollicités se déplacent à travers les trous cylindriques 22 du châssis inférieur 18 de manière à traverser la surface de contact tactile 20 rendant celle-ci déformable.
Chaque plot tactile 30 peut être sollicité en déplacement selon un mode vibratoire ou un mode de pression.
En mode vibratoire, les plots tactiles 30 se déplacent dans les trous cylindriques 22 selon un mouvement de va-et-vient périodique à une fréquence d'oscillation qui peut être réglée, idéalement entre 0 et 300 Hz. La peau, notamment au voisinage du poignet, est très sensible autour de 250 Hz, mais cette fréquence présente l'inconvénient d'être acoustiquement désagréable et de produire une sensation tactile déplaisante. Pour remédier à cet inconvénient, il est avantageux d'utiliser une fréquence d'oscillation inférieure, notamment comprise entre 10 et 100 Hz, où les vibrations ne sont plus audibles alors que la peau reste encore sensible.
Dans un tel mode de réalisation à activation électromagnétique des actionneurs déplaçables, lorsque l'une quelconque des bobines 34 est soumise à une tension sinusoïdale, l'aimant correspondant 36 se déplace à l'intérieur de la bobine 34 transmettant la vibration au plot tactile correspondant 30. La fréquence de l'excitation périodique à laquelle est soumise chaque bobine 34 doit être proche de la fréquence propre de chaque poutre 28.
En mode de pression, chaque plot tactile 30 dont le déplacement est activé est maintenu dans une position enfoncée dans laquelle il traverse la surface de contact tactile 20 en la déformant. Dans un tel mode de réalisation à activation électromagnétique des actionneurs déplaçables, lorsque la bobine 34 est soumise à une tension continue, le plot tactile correspondant 30 est déplacé et maintenu en position par pression de l'aimant correspondant 26 contre la structure déformable 24 tant que le courant électrique est appliqué. L'amplitude du déplacement peut être réglée à l'aide de la valeur de tension continue appliquée.
Selon la variante illustrée sur la figure 1 , l'interface tactile 12 est placée au- dessus du poignet d'un utilisateur. Les moyens 14 de maintien de l'interface tactile 12 en contact avec le corps de l'utilisateur sont alors plus précisément des moyens de maintien 14 autour du poignet, par exemple un bracelet de montre 14 fermé autour du poignet de l'utilisateur de sorte que la surface de contact tactile déformable 20 soit en contact avec au moins une portion du poignet pour une stimulation tactile de cette portion à l'aide des plots tactiles 30. Mais d'une façon générale, des types de support différents pour maintenir le dispositif tactile 10 en contact avec des parties différentes du corps de l'utilisateur peuvent être envisagés.
Le dispositif tactile d'aide à la navigation 10 est destiné à exploiter la sensibilité tactile de l'utilisateur pour lui transmettre des informations. Conformément à l'invention, les actionneurs déplaçables, c'est-à-dire les plots tactiles 30, sont répartis de façon bidimensionnelle dans la surface de contact tactile déformable 20 ce qui permet d'afficher une grande diversité de motifs tactiles sur la surface tactile déformable 20. A titre d'exemple, l'interface tactile 12 de la figure 1 comporte six actionneurs déplaçables répartis de manière circulaire ou elliptique aux six angles d'un hexagone dans la surface de contact tactile déformable 20.
En variante et comme illustré par exemple sur les figures 2 et 3, huit actionneurs déplaçables peuvent être répartis régulièrement de manière circulaire ou elliptique dans la surface de contact tactile déformable 20 permettant alors d'indiquer au moins les huit directions cardinales et inter cardinales suivantes : « nord », « nord- est », « est », « sud-est », « sud », « sud- ouest », « ouest » et « nord-ouest ».
Les messages à transmettre par un tel dispositif peuvent aussi résulter d'une succession de configurations prédéterminées de plots tactiles activés, une configuration étant caractérisée par un certain nombre d'actionneurs activés placés sur des positions particulières.
Ainsi, selon la variante mentionnée précédemment d'indication des huit directions cardinales et inter cardinales, et à titre d'exemple non limitatif, un message simple d'indication d'une direction cardinale pourrait être formulé par un seul actionneur activé. En revanche, un message plus complexe tel que « tourner à droite » pourrait être formulé par l'activation séquentielle (en mode vibratoire ou de pression) de plusieurs actionneurs, par exemple les actionneurs indiquant les directions cardinales « nord », « nord-est », « est », « sud-est », « sud », « sud- ouest », « ouest » et « nord-ouest » successivement.
En outre, pour chaque actionneur activé, divers paramètres, par exemple la fréquence des vibrations, l'amplitude des vibrations, l'instant et la durée d'activation, etc., peuvent être modifiés. La variation de la valeur d'un ou de plusieurs de ces paramètres permet de générer des messages différents tout en utilisant une même configuration et en conséquence d'augmenter la diversité des messages pouvant être transmis. Ces variations permettent aussi de transmettre des messages plus abstraits. A titre d'exemple, un message quelconque exprimé par une configuration prédéterminée d'actionneurs sollicités pourrait s'enrichir d'une notion de danger en augmentant en même temps la fréquence et l'amplitude de vibration des actionneurs.
D'une façon générale, le dispositif tactile 10 peut par ailleurs être connecté à un dispositif mobile (non illustré) comportant :
- un circuit récepteur capable de recevoir des informations de positionnement de la part de balises satellitaires ou terrestres et d'en déduire la position géographique du récepteur,
- un processeur équipé d'un module logiciel de navigation, par exemple susceptible de calculer un chemin optimal relatif à une destination enregistrée par l'utilisateur, et d'un module logiciel capable de traduire chaque instruction de navigation du chemin optimal en une succession de messages tactiles.
Ce dispositif mobile, par exemple un téléphone portable ou un assistant personnel numérique, transmet les messages tactiles au dispositif tactile 10 à travers un réseau. Ce réseau est par exemple un réseau local de type Bluetooth (marque déposée).
A chaque message tactile reçu par le dispositif tactile 10 correspond une série de signaux électriques, à adresser à chacune des bobines 34. Un circuit de commande (non représenté sur les figures) transmet de façon sélective les courants dans les différentes bobines. Ce circuit de commande peut se trouver dans le dispositif tactile 10.
De façon optionnelle, des capteurs de positionnement 37 sont placés dans ou sur le dispositif tactile 10, par exemple une centrale inertielle, des gyromètres, accéléromètres ou magnétomètres. Ces capteurs génèrent des signaux qui permettent de connaître la position et l'orientation des actionneurs dans l'interface tactile 12. Ces signaux peuvent alors être utilisés pour recalculer les messages tactiles à transmettre au dispositif tactile 10 en tenant compte de la position des actionneurs et de l'orientation de l'interface tactile 12. Les signaux générés par les capteurs de positionnement 37 peuvent être transmis à travers un réseau au dispositif mobile précité et être traités dans le processeur de ce dispositif mobile. Mais en variante, le traitement de ces signaux peut aussi être réalisé par le dispositif tactile 10 si celui-ci comporte les moyens de calcul nécessaires.
Comme indiqué précédemment, la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de l'interface tactile 12 à huit actionneurs. Selon ce mode de réalisation, la structure flexible monolithique 24 et le châssis inférieur 18 sont en outre constitués tous deux d'un matériau ferromagnétique doux. Ce mode de réalisation utilise le même principe d'activation électromagnétique des actionneurs que le précédent. Ce qui le différencie toutefois du précédent est le fait que les plots tactiles 30 prennent la place des aimants 36 et soient directement sollicités en déplacement par les bobines 34 puisqu'ils sont eux-mêmes en matériau ferromagnétique doux. En conséquence, un avantage de ce deuxième mode de réalisation est sa compacité et le nombre moins important d'éléments différents à prévoir à l'intérieur du boîtier 16, 18. Un deuxième avantage de ce deuxième mode de réalisation est l'absence d'aimants lesquels pourraient perturber certains capteurs d'un téléphone portable utilisé éventuellement pour piloter le dispositif tactile 10.
Le châssis inférieur 18 est percé de huit trous cylindriques 22 positionnés en face des huit plots tactiles 30 et répartis de façon bidimensionnelle et régulière sur la surface de contact tactile déformable 20 pour permettre une indication des huit directions cardinales et inter cardinales. Les moyens électromagnétiques d'activation des actionneurs comportent huit bobines d'électroaimants 34 disposées dans chacun des trous 22 de la paroi intérieure du châssis inférieur 18. On voit alors qu'un deuxième avantage de ce deuxième mode de réalisation est la canalisation du champ magnétique généré autour de chaque bobine 34. Ce champ magnétique reste ainsi contenu à l'intérieur du boîtier de l'interface tactile 12, entre la structure flexible 24 et le châssis inférieur 18, qui sont tous les deux en matériau ferromagnétique doux, protégeant ainsi les signaux des gyromètres ou des accéléromètres placés éventuellement à proximité du boîtier. De façon optionnelle, un dispositif tactile d'aide à la navigation selon l'invention peut comporter un système d'affichage lumineux réparti sur la surface extérieure au boîtier du châssis supérieur 16 pour générer un retour visuel améliorant la compréhension des messages tactiles. Notamment, comme illustré sur la figure 2 pour le deuxième mode de réalisation, mais cela pourrait aussi être prévu dans le premier mode de réalisation de la figure 1 , des diodes électroluminescentes 38 peuvent être intégrées sur la surface extérieure du châssis supérieur 16 en regard de chaque plot tactile 30. Chaque diode électroluminescente 38 est activée en fonction d'un déplacement de l'actionneur correspondant : par exemple une diode électroluminescente 38 est allumée quand le plot tactile 30 correspondant stimule le poignet de l'utilisateur par son déplacement ou sa vibration.
De façon optionnelle également, l'interface tactile 12 peut comporter une membrane souple élastique s'étendant dans la surface de contact tactile déformable 20 sous le châssis inférieur 18, cette membrane souple élastique étant déformable selon les déplacements des actionneurs. Cette membrane souple remplit alors une fonction de protection des éléments disposés à l'intérieur du boîtier en le rendant étanche.
La figure 3 illustre une vue de face de la surface de contact tactile déformable
20 de l'interface tactile 12 du deuxième mode de réalisation de la figure 2. Les huit bobines 34 entourant les huit plots tactiles 30 sont visibles à travers les huit trous 22 répartis de façon bidimensionnelle dans la surface de contact tactile déformable 20 qui présente sur cette figure une forme elliptique. Bien sûr, des formes différentes de la surface de contact tactile déformable 20 et un nombre différent de trous cylindriques 22 pourraient être envisagés.
Différentes formes et dispositions possibles des poutres 28 de la structure flexible 24 précédemment décrite vont maintenant être détaillées selon les variantes illustrées sur les figures 4 à 7.
Selon la variante illustrée sur la figure 4 qui correspond à la configuration du deuxième mode de réalisation de la figure 2, la structure flexible 24 se présente sous forme elliptique et comporte une bague fixe 26 ainsi que huit poutres déformables 28 droites s'étendant latéralement de façon régulière autour de la bague fixe 26.
L'avantage de la forme elliptique par rapport à une forme circulaire est son ergonomie permettant de mieux s'adapter au poignet de l'utilisateur.
Selon la variante illustrée sur la figure 5 qui correspond à la configuration du premier mode de réalisation de la figure 1 , la structure flexible 24 se présente sous forme circulaire et comporte une bague fixe 26 ainsi que six poutres déformables 28 s'étendant latéralement de façon régulière autour de la bague fixe 26. Mais dans cette variante, les poutres déformables 28 de taille identique se présentent sous une forme arquée, par exemple semi-circulaire. La forme arquée des poutres 28 présente l'avantage de pouvoir augmenter leur longueur sans nécessité ou besoin d'augmenter le diamètre extérieur de la structure flexible 24. L'augmentation de la longueur des poutres 28 permet de diminuer la fréquence de résonance desdites poutres et d'atteindre la plage de fréquences souhaitée, à savoir environ 50 Hz. Cet objectif est ainsi atteint sans contrepartie négative d'encombrement.
La troisième variante illustrée sur la figure 6 diffère de la précédente uniquement par le nombre de poutres déformables 28 dans la structure flexible 24 : elles sont huit au lieu de six.
Bien entendu, des variantes de réalisation intermédiaires entre la première variante illustrée sur la figure 4 et les deuxième et troisième variantes illustrées sur les figures 5 et 6 peuvent être envisagées. Notamment une variante selon laquelle la structure flexible de forme elliptique présenterait des poutres déformables arquées.
Enfin la figure 7 illustre une quatrième variante de structure flexible 24 sous forme elliptique avec huit poutres déformables 28 disposées de façon régulière autour de la bague 22 et ayant la même longueur. Les poutres déformables 28 se présentent sous formes différentes. Ainsi, les deux poutres 28 placées dans la direction du grand axe de l'ellipse sont droites, tandis que les six poutres 28 restantes se présentent sous une forme courbée, par exemple une forme partielle de « S », permettant d'augmenter la longueur de ces six poutres 28 (pour qu'elle soit égale à celle des deux poutres droites) sans pour autant augmenter l'encombrement de la forme elliptique.
Les figures 8 et 9 représentent schématiquement en perspective deux variantes de structures flexibles 24 selon un mode de réalisation dans lequel les moyens électromagnétiques d'activation des actionneurs sont remplacés par des moyens piézoélectriques de flexion des poutres déformables 28. Ces moyens piézoélectriques utilisent la déformation induite par une tension électrique pour entraîner sélectivement une déformation des poutres déformables 28 et donc un déplacement des actionneurs (i.e. les plots tactiles 30). Le principe général est que si une tension appliquée sur un élément en matériau piézoélectrique présente la même polarité que cet élément, ce dernier se déforme par compression. Si au contraire la polarité de la tension est inverse à celle du matériau, celui-ci se déforme par extension.
Selon la variante de structure flexible illustrée sur la figure 8, une bande de céramique piézoélectrique 40 est collée sur chaque poutre déformable 28 de la structure flexible 24, de façon à ne couvrir qu'une portion, proche de l'extrémité solidaire de la bague fixe 26, de chaque poutre déformable 28. Une tension électrique alternative de forme sinusoïdale, dont la fréquence correspond à la fréquence propre d'oscillation de chaque poutre déformable 28, peut être appliquée individuellement à chaque bande de céramique piézoélectrique 40. La bande se comprime ou s'étend de manière proportionnelle à la tension appliquée. Les poutres déformables 28 de la structure flexible 24, ne variant pas en longueur, accompagnent ainsi chaque déformation de leur bande de céramique piézoélectrique 40 par une flexion proportionnelle à la tension appliquée. Un inconvénient de cette configuration est que les plots tactiles 30 ne peuvent être en pratique sollicités qu'en mode vibratoire.
Une solution pour remédier à cet inconvénient est illustrée sur la figure 9.
Selon cette variante de structure flexible 24, une bande de céramique piézoélectrique 42 est collée sur chaque poutre déformable 28 de la structure flexible 24, sur une portion nettement plus importante s'étendant depuis la bague fixe 26 jusqu'à l'extrémité libre de la poutre déformable 28. En mode vibratoire, l'extrémité libre se déplace alors de part et d'autre de sa position de repos, sous l'action d'une tension électrique sinusoïdale appliquée sur la bande de céramique piézoélectrique 42 et de façon à la déformer par compression ou par extension. La fréquence du signal électrique appliqué à chaque poutre déformable 28 correspond à la fréquence de résonance de cette poutre 28. Mais comme indiqué ci-dessus, l'intérêt particulier de cette variante est que les poutres déformables 28 peuvent être sollicitées en mode de pression. Ainsi, une tension électrique continue peut être appliquée à l'une quelconque des poutres déformables 28, occasionnant le déplacement du plot correspondant 30 à travers la surface de contact tactile déformable 20, cette position étant maintenue tant que la tension électrique est appliquée.
Une autre solution, équivalente fonctionnellement, à la précédente, consisterait à réaliser chaque poutre déformable 28 de la structure flexible 24 en matériau piézoélectrique 42 de type « piezo bender ». Selon cette variante de structure flexible 24, des électrodes sont collées sur chaque poutre déformable 28 en matériau piézoélectrique 42. Selon un troisième mode de réalisation représenté en vue de dessus sur la figure 10, les actionneurs ou plots tactiles 30 sont disposés de façon matricielle dans le dispositif tactile 10. Cette disposition matricielle permet d'enrichir le nombre de motifs possibles et d'augmenter les différents types de messages tactiles à transmettre à l'utilisateur, grâce notamment à une augmentation du nombre d'actionneurs. Dans l'exemple de la figure 10, l'interface tactile 12 est fixée par un bracelet de montre 14 sur le poignet d'un utilisateur. Selon ce mode de réalisation, le dispositif a une forme elliptique qui est la mieux adaptée à la forme du bras de l'utilisateur au niveau de son poignet, le grand axe de l'ellipse étant disposé en longueur sur l'axe longitudinal du bras de l'utilisateur.
Il apparaît clairement qu'un dispositif tactile d'aide à la navigation tel que celui décrit précédemment selon plusieurs modes de réalisation permet de transmettre des messages tactiles aussi riches en contenus que souhaité sans limitation contraignante du nombre d'actionneurs pouvant être implémentés et avec de multiples possibilités d'arrangements autour de parties du corps de l'utilisateur en contact avec le dispositif. Ce dispositif peut en effet se placer à divers endroits du corps de l'utilisateur et peut utiliser des moyens de maintien peu encombrants, notamment moins encombrants qu'une ceinture, un T-shirt, une veste ou autre.
On notera par ailleurs que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci- dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation destiné à être porté par un utilisateur, comprenant :
- une interface tactile (12) présentant une surface de contact tactile
(20),
une pluralité d'actionneurs (30) intégrés dans l'interface tactile (12) et déplaçables à l'intérieur de la surface de contact tactile (20) de manière à rendre celle-ci déformable, et
- des moyens (14) de maintien de l'interface tactile (12) en contact avec le corps de l'utilisateur conçus pour que, en position de maintien de l'interface tactile (12) en contact avec une partie du corps de l'utilisateur, la surface de contact tactile déformable (20) soit en contact avec au moins une portion de cette partie du corps pour une stimulation tactile de cette portion à l'aide des actionneurs (30), caractérisé en ce que :
les actionneurs déplaçables (30) sont disposés selon un arrangement bidimensionnel dans la surface de contact tactile déformable (20).
2. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon la revendication 1 , dans lequel les actionneurs déplaçables (30) sont répartis de manière circulaire ou elliptique dans la surface de contact tactile déformable (20).
3. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins huit actionneurs déplaçables (30) répartis dans la surface de contact tactile déformable (20) de manière à indiquer au moins les huit directions cardinales et inter cardinales.
4. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon la revendication 1 , dans lequel les actionneurs déplaçables (30) sont répartis de façon bidimensionnelle régulière, notamment de façon matricielle, dans la surface de contact tactile déformable (20).
5. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'interface tactile (12) comporte une membrane souple élastique s'étendant contre la surface de contact tactile déformable (20), cette membrane souple élastique étant déformable selon les déplacements des actionneurs (30).
6. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'interface tactile (12) comporte une pièce trouée (18) s'étendant dans la surface de contact tactile déformable (20), les trous (22) de cette pièce (18) étant disposés en regard des actionneurs déplaçables (30) et traversés par des extrémités de ces actionneurs déplaçables, ces extrémités formant des contacts tactiles stimulés selon les déplacements des actionneurs (30).
7. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'interface tactile (12) comporte des moyens électromagnétiques (24, 34, 36) d'activation des actionneurs déplaçables (30), ces moyens électromagnétiques comportant :
une structure flexible monolithique (24) comprenant une pluralité de poutres déformables (28), chaque poutre déformable (28) présentant une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile (30),
- une pluralité de bobines électromagnétiques (34), actionnant les poutres déformables (28) en fonction des courants qui les traversent et déplaçant ainsi sélectivement les plots tactiles (30) dans la surface de contact tactile déformable (20) pour produire une sensation tactile.
8. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'interface tactile (12) comporte des moyens piézoélectriques (24, 40 ; 24, 42) d'activation des actionneurs déplaçables (30), ces moyens piézoélectriques comportant :
une structure flexible monolithique (24) comprenant une pluralité de poutres déformables (28), chaque poutre déformable (28) présentant une portion piézoélectrique (40 ; 42) et une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile (30), des moyens d'application sélective de tensions sur les portions piézoélectriques (40 ; 42) des poutres déformables (28), actionnant ainsi les poutres déformables (28) et déplaçant sélectivement les plots tactiles (30) dans la surface de contact tactile déformable (20) pour produire une sensation tactile.
9. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'interface tactile (12) comporte des moyens piézoélectriques (24, 42) d'activation des actionneurs déplaçables (30), ces moyens piézoélectriques comportant : une structure flexible monolithique (24) comprenant une pluralité de poutres déformables (28), chaque poutre déformable (28) étant réalisée en matériau piézoélectrique (42) couvert par des électrodes et présentant une extrémité libre sur laquelle est positionné un actionneur sous forme de plot tactile (30).
des moyens d'application sélective de tensions, via les électrodes, sur chaque poutre déformable (28) en matériau piézoélectrique (42), actionnant ainsi les poutres déformables (28) et déplaçant sélectivement les plots tactiles (30) dans la surface de contact tactile déformable (20) pour produire une sensation tactile.
10. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'interface tactile (12) présente en outre, à l'opposé de la surface de contact tactile déformable (20), une face visible comportant un système d'affichage lumineux, notamment une pluralité de diodes électroluminescentes (38) réparties sur la face visible en regard des actionneurs déplaçables (30), chaque diode (38) étant activée en fonction d'un déplacement de l'actionneur (30) correspondant.
1 1 . Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'interface tactile (12) comporte un boîtier (16, 18) et les moyens de maintien (14) comportent un bracelet lié au boîtier (16, 18), verrouillable autour d'un bras de l'utilisateur, de maintien du boîtier (16, 18) en contact avec le bras de l'utilisateur.
12. Dispositif tactile (10) d'aide à la navigation selon une quelconque des revendications 1 à 1 1 , comportant en outre au moins un capteur de positionnement (37) choisi dans l'ensemble constitué d'une centrale inertielle, d'un gyromètre, d'un accéléromètre et d'un magnétomètre, pour déterminer la position et l'orientation du dispositif tactile (10) dans l'espace.
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