EP3619594A1 - Procede et dispositif de generation de motifs tactiles - Google Patents

Procede et dispositif de generation de motifs tactiles

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Publication number
EP3619594A1
EP3619594A1 EP18719912.0A EP18719912A EP3619594A1 EP 3619594 A1 EP3619594 A1 EP 3619594A1 EP 18719912 A EP18719912 A EP 18719912A EP 3619594 A1 EP3619594 A1 EP 3619594A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
finger
tactile
pattern
taxtel
user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18719912.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric VEZZOLI
Laurent GRISONI
Betty LEMAIRE-SEMAIL
Frédéric Giraud
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Centrale de Lille
Universite de Lille
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Centrale de Lille
Universite de Lille
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Ecole Centrale de Lille, Universite de Lille filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3619594A1 publication Critical patent/EP3619594A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014—Force feedback applied to GUI

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for generating tactile patterns, in particular for authentication of a user by password.
  • 2D tactile systems are ubiquitous in today's world, where the main means of interaction is the pressure of a finger on the screen of a device, for example a smartphone or tablet.
  • the application EP 1 956 466 has a vibrating touch interface comprising a contact surface and transducers vibrating the contact surface using standing waves.
  • the application FR 2 975 197 discloses a vibrating touch interface and a display screen implementing such an interface.
  • the application US 2012/0223880 proposes a system for generating dynamic haptic effects in response to input signals which may be signals originating from sensors (of position, pressure, proximity, etc.) or tactile signals sent by the touch surface to the processor responsible for the generation of haptic effects. These effects can be displayed to the user on the haptic devices in a vibrotactile form. The size of the display grid is changed according to the velocity of the finger.
  • the application US 2016/0328019 describes an electronic device with a tactile surface divided into sub-surfaces where vibrations are generated from vibration elements. This generation is based on the position and speed of the finger.
  • the application US 2015/0138109 discloses a touch screen having a touch pad unit detecting the position of the user's finger, a speed calculating unit which determines the speed of movement of the finger at each detected position, a setting unit. of regions which compares the velocity with a threshold value to place a reaction region on the screen with respect to the detected position and a vibration control unit which estimates whether the finger is positioned within the reaction region .
  • a touch pad unit detecting the position of the user's finger
  • a speed calculating unit which determines the speed of movement of the finger at each detected position
  • a setting unit of regions which compares the velocity with a threshold value to place a reaction region on the screen with respect to the detected position
  • a vibration control unit which estimates whether the finger is positioned within the reaction region.
  • 3D devices it is possible to associate with the virtual reality headset devices capable of detecting the position of the hand in space, and to produce tactile information on the fingertips of the user. example in the form of a localized pressure.
  • These haptic devices can take the form of an exoskeleton, a virtual reality glove or other.
  • the electro-adhesion increases the friction between the finger and a surface by local electrostatic attraction created by the high voltage of this surface.
  • Ultrasonic vibrations can reduce friction locally depending on the vibratory state of the explored surface.
  • a conventional strategy for reproducing textures on a flat surface through a friction modulation is based on the comparison of a detected position of the finger with a pre-existing card defining the tactile patterns to be reproduced as a function of the position, such a card being described as "Friction card”.
  • the position control technique relies on the precision and bandwidth of the finger position acquisition system to reproduce textures.
  • the so-called “texture control” approach consists in defining a haptic pattern that depends on the velocity of the finger, the latter being updated at each acquisition cycle, eg at a refresh rate of 50 Hz for a touch screen capacitive.
  • the texture control technique By implementing the texture control technique, it is possible to reproduce the entire bandwidth of a periodic touch signal with a capacitive position sensor, by virtue of the limited derivative of the velocity function for a sampled position.
  • the disadvantage of this technique is the error in the spatial phase of the signal, this error being all the more important as the spatial period is large.
  • the invention aims to meet this need and it achieves this through a method for generating at least one tactile pattern with a tactile feedback device having an active space in which a user can move his finger to feel the tactile pattern, the perception of the pattern being caused by modulating the mechanical excitation of the finger pulp with an exciter element, the method comprising the steps of:
  • each taxtel determining for each position of the detected finger an associated taxtel within a predefined taxtel grid, each taxtel having an associated texture value which depends on the tactile pattern to be reproduced, each taxtel being of greater dimension less than or equal to 8 mm , generating, according to the texture value associated with this taxtel, a command signal from the exciter element, this excitation signal being dependent on the speed of the finger at least for the densest tactile patterns to be reproduced.
  • the tactile pattern that is generated is periodic in the direction of movement of the finger.
  • the density of a touch pattern is defined as the spatial frequency of the pattern in the direction of movement of the finger.
  • the high density pattern has a higher spatial frequency than the low density pattern.
  • a spatial frequency density of less than or equal to 0.125 mm -1 may correspond to a pattern of low density
  • a high density pattern may correspond to a pattern of spatial frequency greater than 0.125 mm- 1 .
  • the two position and texture control techniques are combined in a single hybrid technique, overcoming the disadvantages of both techniques and combining their advantages.
  • Recognition of textures by the user can be done with an error rate lower than that obtained with only one of the two techniques, for different velocities of the finger.
  • the modulation of the mechanical excitation of the finger pulp is effected by modulating the friction of the finger on a tactile feedback surface via the modulation of vibratory and / or electrical excitation of the surface.
  • the excitation of the surface is vibratory and the modulation of the friction is done by the modulation of an ultrasonic vibration.
  • the modulation of the friction is done by reducing the apparent coefficient of friction by vibrating the tactile feedback surface.
  • the excitation of the surface can still be electrical, and the modulation of the friction is, in the case of electro-adhesion, by increasing the apparent coefficient of friction by drawing the finger on the tactile feedback surface by the creation electrostatic forces by putting the surface under high voltage.
  • the tactile feedback surface may be at least partially superimposed on a screen.
  • the latter can advantageously be used to present a graphic representation of a generated tactile pattern and display information related to the generated tactile pattern or patterns. This information may be alphanumeric characters and / or colors and / or logos and / or lines, especially in the form of a frame. Alternatively, the touch surface is not superimposed on any screen.
  • the displayed information may be a frame whose lines are representative of the density of the corresponding tactile pattern. Fine and close lines are representative of a high density tactile pattern while wide, spaced lines are representative of a lower density tactile pattern.
  • the display on the screen can be implemented in conjunction with the generation of a tactile pattern, in various applications, and particularly in applications where it is desirable to be able to discretely enter information, for example for identification purposes. .
  • the tactile feedback surface preferably has a plurality of distinct regions in each of which a touch pattern is likely to be generated.
  • tactile codes composed of several distinct patterns that the user can perceive during a single scan of the tactile feedback surface.
  • two tactile patterns of different densities are generated on the tactile surface, which the user feels successively when he sweeps with his finger the tactile surface in the same direction.
  • Each pattern can be generated in a respective region, depending on the region where the finger is located.
  • a taxtel corresponding to a newly detected position of the finger codes a texture identical to that of the taxtel associated with the position of the finger previously detected, and if not, a refreshing of the control signal.
  • the control signal may be such that the amplitude of the stimulation A (t) of the finger pulp is of the form:
  • the phase value ⁇ 2 can be initialized to a value such that the magnitude A (t) is continuous when changing from the previous taxtel to the new one or to be zero.
  • the invention further relates, in another of its aspects, to a device for generating at least one tactile pattern, in particular for the implementation of a method according to the invention as defined above, comprising:
  • a tactile return device having an active space within which a user can move his finger to feel the tactile pattern, the perception of the pattern being caused by the modulation of the mechanical excitation of the finger pulp, and
  • the device for generating at least one tactile pattern in particular for the implementation of a method as defined above, can include in particular:
  • a tactile return device having an active space in which a user can move his finger to feel the tactile pattern, the perception of the pattern being caused by the modulation of the mechanical excitation of the finger pulp by an exciter element, and means for:
  • each taxtel determining for each position of the detected finger an associated taxtel within a predefined taxtel grid, each taxtel having an associated texture value which depends on the tactile pattern to be reproduced, each taxtel being of greater dimension less than or equal to 8 mm , generating, according to the texture value associated with this taxtel, a command signal from the exciter element, this excitation signal being dependent on the speed of the finger at least for the densest tactile patterns to be reproduced.
  • Another subject of the invention is an interface comprising:
  • a touch screen presenting at least one graphic representation of a tactile pattern that can be generated
  • At least one selection means enabling a user of the interface to select a graphical representation of what is perceived.
  • Such an interface is particularly suitable for the input of information in a discrete manner by the user, since an observer of the interface can not know what feels the user who moves his finger on it.
  • the touch screen has several graphical representations of tactile patterns that can be generated.
  • an observer of the interface can not know which graphic representation corresponds to a tactile pattern generated.
  • the tactile feedback surface and the touch screen can be separated, which can facilitate the construction of the interface.
  • the selection means is preferably displayed on the screen, for example in the form of a validation key and / or at least one navigation key.
  • the tactile feedback surface has a plurality of distinct regions in each of which a tactile pattern is likely to be generated.
  • the touch-return surface has two adjacent regions in which two different touch patterns can be generated. This allows the user to perceive different codes formed from the generated tactile patterns, by sweeping his finger said regions.
  • a graphical representation has as many distinct regions as the tactile feedback surface, each of these regions expressing in particular the presence or absence of generated tactile pattern and the nature, for example dense or sparse, of the pattern that is generated.
  • each graphical representation comprises two regions in which two distinct patterns are displayed, corresponding to two respective tactile patterns. This makes it possible to increase the number of combinations between tactile patterns and thus facilitates the input of information using the interface.
  • a presence of tactile pattern is advantageously represented by a set of more or less broad lines and more or less spaced apart from each other.
  • two different graphical representations may have weft spatial frequencies that differ in the same way as the corresponding tactile patterns; in other words, a scattered tactile pattern may correspond to a frame with broad and spaced lines, ie a low spatial frequency, whereas a denser tactile pattern may be represented by a frame with fine and closer lines, therefore a frequency higher spatial
  • the lines are preferably arranged transversely, or better perpendicularly, to the direction of movement of the finger.
  • the interface may be configured to enable its user, following recognition of the perceived tactile pattern, to select via said at least one selection means a graphical representation displayed on the interface screen.
  • each information coding element is associated with a graphic representation.
  • a corresponding tactile pattern in particular with two distinct regions that can express combinations of different or identical frames or the absence of tactile pattern.
  • one coding element is associated with two fine and dense fields, and another coding element with a fine-field frame and a wide-field frame.
  • a touch pattern corresponding to one of the information encoding elements is generated randomly. The user can tactilely explore the tactile surface to recognize the pattern and know which coding element it corresponds to.
  • the interface makes it possible to navigate between the information coding elements up to that which one seeks to select.
  • the tactile pattern corresponding to the currently selected information encoding element is generated on the touch surface, while the display of the screen does not change.
  • the user can thus scroll successively on the tactile surface the tactile patterns while moving by the thought on the screen of one coding element to another, until reaching the next coding element to be selected. He can then operate the selection means.
  • the subject of the invention is also, according to another of its aspects, a method enabling a user to enter information, by implementing the interface according to the invention above, comprising:
  • step a) is carried out according to the method of generating tactile patterns according to the invention, as defined above.
  • This method advantageously comprises the comparison between the selection made and the expected data.
  • This method preferably includes generating user authentication information based on the result of the comparison.
  • this method implements the interface described above having for selection means at least one navigation key and / or a validation key.
  • the user can press the navigation key to switch from one touch pattern to another. Then, the user can validate the selection by pressing the validation key.
  • the known vibrating slabs for producing the tactile feedback surfaces are made with a plate on one side of which are fixed piezoelectric transducers.
  • a tactile feedback plate comprising:
  • At least one piezoelectric transducer comprising a piezoelectric material disposed between two conductive electrical layers, one of which is fixed to the plate,
  • said slab being characterized by the fact that the conductive electrical layer opposite to that fixed to the plate is interrupted to form two electrodes for supplying the transducer.
  • the interrupted layer is in an area corresponding to a vibration node.
  • the length of a supply electrode is preferably close to half a wavelength of the generated vibration, being preferably between 0.9 and 1 times the half wavelength.
  • the aforementioned plate is made of a material selected from:
  • an opaque material in particular a metal, for example copper or aluminum.
  • This touch-sensitive panel is particularly suitable for the realization of the interface as defined above.
  • FIGS. 1 and 2 show, schematically and in part, an example of a device for generating vibrations with and without the touch-return panel respectively;
  • FIG. 3 is a schematic and partial cross section of the exciter portion of the touch-sensitive panel
  • FIG. 6 is a view analogous to FIG. 4 of a tactile feedback slab according to the state of the art
  • FIG. 8a represents a 3D device carried by a user
  • FIGS. 8b and 8c are block diagrams of a control chain according to an exemplary implementation of the invention using a 3D haptic device and a 2D tactile system respectively;
  • FIG. 9 illustrates an example of an excitation control algorithm
  • FIG. 10 illustrates an exemplary interface for generating tactile patterns and identifying a user according to the invention.
  • FIG. 1 represents an example of a device 1 according to the invention, comprising a housing 10 having a body 11, toply closed by a touch-return plate 20 comprising a plate 21 defining a contact surface, equipped with a sub-touch screen. lie 24.
  • the touch-back panel 20 is connected to an electronic circuit 18 disposed inside the housing 10 and visible in Figure 2, which shows the device 1 of Figure 1 without the slab.
  • the electronic circuit 18 may comprise, as illustrated, an electronic card 19, for example of the "banana PI" type, comprising an output port communicating with specialized circuits in the tactile control of the panel 20, referenced 22 and 23.
  • the circuit 22 is for example a specialized microcontroller and the circuit
  • the slab 20 may comprise, as illustrated, two rows of piezoelectric transducers 25 over substantially the entire height of the screen.
  • the screen 24 is a touch screen with capacitive detection of the position of the finger.
  • the electronic circuit 18 can know the location where the user presses the touch screen and generate, depending on the location of the finger, the vibrations corresponding to the tactile patterns to be reproduced, thanks to the transducers 25.
  • the transducers 25 may be used, not as vibration generators, but as vibration sensors in order to adjust the signal that is sent to the transducers used as generators, in order to refine the control of the transducers. these latter. These sensors make it possible to control the amplitude of the vibration at a setpoint, by compensating the disturbances coming from, inter alia, the pressure exerted by the finger.
  • FIG. 3 shows, in isolation, a transducer 25 fixed to the plate 21 of the vibrating slab 20, under which the touch screen 24 is disposed.
  • the transducer 25 comprises a core 31 made of a piezoelectric material and two electrically conductive layers 27, 29 on its opposite faces, in particular metal layers which make it possible to supply the transducer with electrical power and to electrically bias the core 31. made of piezoelectric material.
  • the conductive layers make it possible to recover a voltage generated by the mechanical stresses applied to the core 31.
  • the lower layer 27 by which the transducer 25 is fixed on the plate 21 extends continuously under the entire core 31, while the upper layer is interrupted at 33 so as to form two electrodes. 34 and 35 which serve for the power supply of the transducer 25.
  • the interruption zone 33 is located substantially at a vibration node as can be seen in FIG. 4, which illustrates the deformation of the substrate plate 21 during the excitation of the transducers 25.
  • the transducers 25 create, all along the substrate plate 21, as can be seen in FIG. 5, standing waves.
  • Each electrode 34 and 35 preferably has a length, measured in the Y axis of vibration propagation, that is to say parallel to the long sides of the screen in the illustrated example, which is substantially half a length. wave ⁇ .
  • FIG. 6 shows a known arrangement of the transducers on the plate.
  • transducers arranged in pairs on either side of a vibration node are used, the transducers being electrically powered in phase opposition, with the disadvantage of having to supply each of the transducers at the level of the conductive layer. which forms the electrode fixed on the plate.
  • the plate 21 is for example glass, or when the screen is offset, may be an opaque material.
  • the fixing of the screen 24 under the plate 21 can be effected for example by means of adhesive zones.
  • the stationary vibrations generated using the transducers 25 create a deformation of the plate 21, shown schematically in FIG. 5, with the formation of bellies and vibration nodes along the plate 21.
  • the electronic circuit 18 modulates the amplitude of these vibrations as a function of the position and / or the speed of movement of the user's finger thereon, as will be explained below.
  • the amplitude of vibration is modulated as a function of time, whereas when no pattern is to be generated, the amplitude of vibration is constant or zero.
  • the vibration nodes of the plate 21 being located at the same location regardless of the amplitude of vibration of the plate 21, advantageously benefits from the presence of these nodes to ensure the fixing of the slab 20 on the screen 24 through an adhesive disposed locally under the vibration nodes between the plate 21 and the screen 24.
  • This adhesive is for example arranged in the form of thin strips and narrow, the adhesive being for example a double-sided adhesive thin film.
  • the excitation frequency of the transducers 25 depends on the dimensions of the touchpad 20, and the wavelength of the vibrations generated. This leads for example to an excitation frequency around 60 kHz.
  • FIG. 7 shows dark strips 61 of the first zones of the touch-return slab 20 which generate a perception, by the user moving his finger F in a direction D, of surfaces having a high roughness as opposed to the strips.
  • white 62 which are perceived as slippery surfaces by the finger F.
  • the vibration amplitude is for example zero while within a white band, the amplitude is non-zero.
  • the set of first zones that alternate with the second zones constitutes a tactile pattern of spatial frequency 1 / a.
  • FIG. 7 diagrammatically depicts by the points P1 the boundaries of perception by the user of the passage from a first zone to a second zone or vice versa.
  • the device 1 is arranged in such a way that when the finger F moves slowly over the slab 20 in the direction D, the vibration control is effected by position, that is to say that the amplitude is controlled. vibration of the slab only according to the absolute position of the finger. The amplitude is then modulated so that when it is detected that the position of the finger corresponds to the arrival at the boundary between a sliding band and a rough band, the amplitude of the vibrations increases to generate the sensation of a slippery zone and when it is detected that the finger leaves the slippery zone, the amplitude of the vibrations is reduced to 0.
  • the detection of the position of the finger F is carried out for example by means of the information provided by the screen touch 24, but the position of the finger F could be detected even further, for example by a suitable optical sensor.
  • the vibration control of the touch-sensitive slab 20 also takes into account the speed of movement of the finger F thereon. Indeed, when the density of the tactile pattern becomes higher, that is to say that the bands of Figure 7 become thinner and closer, it becomes difficult to detect with good resolution the absolute position of the finger F account- bandwidth and detection accuracy of this position.
  • a texture control is carried out, with modulation of the friction of the finger on the tactile feedback surface as a function of the speed of the finger so as to make the user perceive a frequency of change from slippery to rough which the same as in the case of position control. The phase of the tactile signal is then no longer important.
  • a texture is defined according to the invention by a tactile signal characterized by a spatial period of less than 8 mm, there is associated with what is called a "taxtel", that is to say a small element of path traveled by the finger where the phase of the touch signal does not matter.
  • the maximum length of a taxtel is less than 8mm.
  • a tiling of taxtels for example square or rectangular, whose diagonal is less than 8mm, for example 5 x 5mm squares.
  • the device 1 makes it possible to generate one or more tactile patterns at predefined locations of the plate 21.
  • the pattern or patterns to be generated are for example stored in grids (also called "cards") of taxtels, which have been schematically illustrated. in FIGS. 8b and 8c by a block 41.
  • Each taxtel encodes a texture.
  • the taxtels are linked to each other by a concept of phase. In particular, the passage from one taxtel to another, when they are associated with the same texture, ensures the continuity of the phase within the texture-thus retains the relative phase of one taxtel to another, but not the absolute phase, related to the position, of the texture.
  • the device 1 detects the position Px of the finger, which corresponds to step 100 in FIG. 9, and selects the corresponding taxtel, associated with the position, at step 102.
  • the speed of the finger can be estimated at step 101.
  • the taxtel selection operation is shown schematically by block 42 in the figures.
  • the taxtel codes a texture that depends on the speed V of the finger, which is shown schematically by the block 40 in Figures 8b and 8c.
  • ⁇ v ⁇ does not represent the position of the finger, because the estimated speed v is tainted with errors. With each new acquisition of the finger position, the speed is estimated, and it determines the taxtel in which the finger is located.
  • the finger is on a taxtel associated with another texture than previously: the relation (1) is refreshed in step 104 to become, for example:
  • phase value ⁇ 2 is then initialized at this time (step 105), to a value that is considered suitable.
  • the value of ⁇ 2 can be chosen such that the magnitude A (t) is continuous as the taxtel passes; we can also choose to choose zero.
  • PS 2 is the spatial period associated with the new texture.
  • the amplitude A (t) of the stimulation of the finger pulp to be performed is transmitted to the haptic device 70, as shown in FIG. 8b.
  • This device can be worn by a user, for example on his finger, as illustrated in FIG. 8a, in the manner of a thimble, or in the form of an articulated arm or a glove provided with sensors. position that communicate to a device 80 the movements of the user.
  • the device 70 is connected to the device 80 measuring the position and the speed of the finger and a headset 75 of virtual reality.
  • the device 1 comprises a feedback loop 43 which makes it possible to generate the standing waves with an amplitude which is controlled by a signal 44 as a function of the pattern to be reproduced. to produce stimulation of the desired pulp.
  • the control signal of the amplitude of the vibrations is made as a function of inputs that are the position P x of the finger in the direction D and the speed V of the finger in this direction, as explained above. If necessary, the signal also depends on the normal force F n finger support, as shown in Figure 8c.
  • Hybrid control as just described can find many applications. An example of an application will now be described with reference to Figure 9 on which there is shown an interface 3 that can be used to allow a user to enter a code in a discrete manner.
  • FIG. 10 illustrates an interface 3 for generating tactile patterns according to the invention.
  • This interface 3 comprises a tactile feedback surface 60 on which a user can move a finger to perceive a tactile pattern, a screen 24 having information coding elements 65, in this case figures, associated with graphic representations. of tactile patterns that can be generated and selection means 48, 51, 52 allowing a user of the interface to select a graphical representation 47 of what is perceived.
  • the tactile feedback surface 60 is divided into two distinct regions 45 and 46 in each of which a tactile pattern is likely to be generated.
  • a graphical representation 47 on the screen 24 also has two distinct regions
  • a presence of tactile pattern is represented by a set of features more or less wide and more or less spaced from each other.
  • the lines are fine and close to each other and for a pattern of low density, such as that associated with the number "4", the lines are wide and distant from each other. other.
  • the graphical representation 47 of the pattern associated with the number "3" corresponds to a dense pattern in the right region of the lower half-disk that will be generated in the right region 46 of the tactile feedback surface 60. No pattern will be generated in the left region 45.
  • the selection means are the key 48 "OK" to validate a choice of the user and the two arrows 51 and 52 allowing the user to move from one digit to another.
  • the selection means may also be, in another example, a switch, a keyboard, an interface with gesture and / or voice recognition, etc.
  • the method enabling the user to enter information, implementing the interface 3, begins with the step a) of generating on the tactile feedback surface 60 at least one tactile pattern to be perceived. This generation is preferably random.
  • This figure is the starting digit from which he must use the arrows 51 and 52, to go to the digit corresponding to the first digit of his identification code.
  • Step b) of the method consists in detecting this selection.
  • the user reiterates perception and selection until the entire code is entered.
  • the authentication method includes comparing the selected selection with expected data pre-stored in a database.
  • the method also includes generating user authentication information based on the result of the comparison. If the selection made is identical to the expected data, the user is authenticated.
  • the steps of comparing and generating authentication information can be done after each selection or after complete entry of the identification code.
  • the user must move one notch with the right arrow 51 to arrive at digit "4" which he can perceive the tactile patterns associated.
  • the interface 3 allows him to continue entering his code. As it is on the number "4", it will have to press twice on the left arrow 52 or four times on the right arrow 51 to get to the digit "2" which is the next information to enter, and so to continued, until complete entry of the code. If this entry is correct, the user is authenticated.
  • the method according to the invention thus makes it impossible for the visual and / or auditory interception of the identification code.
  • the invention applies to the field of haptics in general, and in particular to the identification of a user by a particular code in public places.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described.
  • the modulation of the friction can be done by modulating the electrostatic adhesion between the finger and the surface by the application of an electric current.
  • the interface can generate in a successive manner the tactile patterns to be perceived by the user. The user then presses the selection key only when he feels the tactile pattern whose graphic representation is to be selected.

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Abstract

Procédé pour générer au moins un motif tactile avec un dispositif à retour tactile (70) ayant un espace actif au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt (F) pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt par un élément excitateur, le procédé comportant les étapes consistant à : - détecter (100) la position du doigt (F) dans l'espace actif; - calculer (101) la vitesse du doigt, - déterminer (102) pour chaque position du doigt détectée un taxtel associé au sein d'une grille de taxtels prédéfinie, chaque taxtel ayant une valeur de texture associée qui dépend du motif tactile à reproduire, chaque taxtel étant de plus grande dimension inférieure ou égale à 8 mm, - générer (103, 104, 105) en fonction de la valeur de texture associée à ce taxtel un signal de commande de l'élément excitateur, ce signal d'excitation étant dépendant de la vitesse du doigt au moins pour les motifs tactiles les plus denses à reproduire.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE GENERATION DE MOTIFS TACTILES
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de génération de motifs tactiles, notamment pour l'authentification d'un utilisateur par mot de passe.
L'usage des systèmes tactiles 2D est omniprésent dans le monde d'aujourd'hui, où le principal moyen d'interaction est la pression d'un doigt sur l'écran d'un appareil, par exemple un smartphone ou une tablette.
La capacité des interfaces 2D à rendre différentes sensations tactiles est assez limitée actuellement, et repose principalement sur la vibration de l'ensemble du dispositif, ce qui limite leurs capacités de rendu tactile.
La demande EP 1 956 466 présente une interface tactile vibrante comportant une surface de contact et des transducteurs faisant vibrer la surface de contact à l'aide d'ondes stationnaires.
La demande FR 2 975 197 divulgue une interface tactile vibrante et un écran d'affichage mettant en œuvre une telle interface.
La demande US 2012/0223880 propose un système de génération d'effets haptiques dynamiques en réponse à des signaux d'entrée qui peuvent être des signaux provenant de capteurs (de position, de pression, de proximité...) ou des signaux tactiles envoyés par la surface tactile au processeur responsable de la génération des effets haptiques. Ces effets peuvent être affichés à l'utilisateur sur les dispositifs haptiques sous une forme vibrotactile. La taille de la grille d'affichage est modifiée en fonction de la vélocité du doigt.
La demande US 2016/0328019 décrit pour sa part un dispositif électronique à surface tactile divisée en sous-surfaces où sont générées des vibrations à partir d'éléments de vibration. Cette génération s'effectue en fonction de la position et de la vitesse du doigt.
La demande US 2015/0138109 divulgue un écran tactile ayant une unité de pavé tactile détectant la position du doigt de l'utilisateur, une unité de calcul de la vitesse qui détermine la vitesse du mouvement du doigt à chaque position détectée, une unité de paramétrage de régions qui compare la vitesse avec une valeur seuil afin de placer une région de réaction sur l'écran par rapport à la position détectée et une unité de contrôle de vibration qui estime si le doigt est positionné à l'intérieur de la région de réaction. Egalement, le développement de dispositifs de réalité virtuelle 3D est bien connu. On utilise un casque qui immerge l'utilisateur dans un monde virtuel.
Dans le cas de dispositifs 3D, il est possible d'associer au casque de réalité virtuelle des dispositifs capables de détecter la position de la main dans l'espace, et de produire sur la pulpe des doigts de l'utilisateur une information tactile, par exemple sous la forme d'une pression localisée. Ces dispositifs haptiques peuvent prendre la forme d'un exosquelette, d'un gant de réalité virtuelle ou autre.
Dans le domaine de l'haptique, peu de technologies sont compatibles avec les techniques d'acquisition de position capacitives utilisées dans nombre d'écrans tactiles 2D; parmi elles, on trouve les techniques de modulation de friction, à savoir Γ électro-adhésion et les vibrations ultrasoniques.
L'électro-adhésion augmente la friction entre le doigt et une surface par attraction électrostatique locale créée par la mise sous haute tension de cette surface.
Les vibrations ultrasoniques permettent de réduire localement le frottement en fonction de l'état vibratoire de la surface explorée.
Une stratégie classique pour reproduire des textures sur une surface plane à travers une modulation de friction repose sur la comparaison d'une position détectée du doigt avec une carte préexistante définissant les motifs tactiles à reproduire en fonction de la position, une telle carte étant qualifiée de « carte de friction ».
II est possible d'introduire le concept de « contrôle par position » pour décrire cette stratégie qui détermine la valeur de l'amplitude des vibrations comme une fonction de la position absolue du doigt au sein d'une carte de friction donnée.
La technique de contrôle par position s'appuie, pour reproduire des textures, sur la précision et la bande passante du système d'acquisition de la position du doigt.
Différentes solutions ont été proposées pour améliorer la bande passante, telles que des solutions optiques comme proposé dans le chapitre du livre édité par la société Springer intitulé « A high-fidelity surface-haptic device for texture rendering on bare fînger » par M. Wiertlewski et al.
D'autres solutions ont été proposées, reposant sur la détection d'une force, comme décrit dans l'article « A tactile input device with programmable friction » par M. Amberg et.al, ACM 2011. Ainsi, un système d'acquisition de la position du doigt, bruité ou à faible bande passante, ne permet pas de générer un motif tactile avec une résolution aussi élevée que souhaitable. Par exemple, un écran tactile capacitif ayant une fréquence d'acquisition de 50 Hz est seulement capable de reproduire une grille tactile de 1 mm de période, pour une vitesse de déplacement du doigt sur l'écran de 25 mm/s.
L'approche dite de « contrôle par texture » consiste à définir un motif haptique qui dépend de la vélocité du doigt, cette dernière étant mise à jour à chaque cycle d'acquisition, e.g. à une fréquence de rafraîchissement de 50 Hz pour un écran tactile capacitif.
En implémentant la technique de contrôle par texture, il est possible de reproduire toute la bande passante d'un signal tactile périodique avec un capteur de position capacitif, grâce à la dérivée limitée de la fonction de vélocité pour une position échantillonnée. Toutefois, l'inconvénient de cette technique est l'erreur dans la phase spatiale du signal, cette erreur étant d'autant plus importante que la période spatiale est grande.
Les deux approches présentées ci-dessus de « contrôle par position » et « contrôle par texture » sont détaillées dans l'article intitulé « Texture rendering stratégies with a high fidelity capacitive visual-haptic friction control device » publié par la société d'édition Springer en 2016.
II existe ainsi un besoin pour perfectionner encore les interfaces tactiles et notamment augmenter les capacités de rendu de ces interfaces.
L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un procédé pour générer au moins un motif tactile avec un dispositif à retour tactile ayant un espace actif au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt par un élément excitateur, le procédé comportant les étapes consistant à :
- détecter la position du doigt dans l'espace actif;
- calculer la vitesse du doigt,
- déterminer pour chaque position du doigt détectée un taxtel associé au sein d'une grille de taxtels prédéfinie, chaque taxtel ayant une valeur de texture associée qui dépend du motif tactile à reproduire, chaque taxtel étant de plus grande dimension inférieure ou égale à 8 mm, - générer en fonction de la valeur de texture associée à ce taxtel un signal de commande de l'élément excitateur, ce signal d'excitation étant dépendant de la vitesse du doigt au moins pour les motifs tactiles les plus denses à reproduire.
On peut ainsi avantageusement contrôler l'excitation en fonction du motif tactile à reproduire, avec un contrôle de l'excitation selon la position du doigt pour une densité faible du motif tactile à reproduire et un contrôle de l'excitation tenant compte de la vitesse du doigt pour une densité élevée du motif tactile à reproduire.
De préférence, le motif tactile qui est généré est périodique dans la direction de déplacement du doigt.
La densité d'un motif tactile est définie comme étant la fréquence spatiale du motif dans la direction de déplacement du doigt. Ainsi, le motif de densité élevée présente une fréquence spatiale plus grande que le motif de faible densité.
Une densité de fréquence spatiale inférieure ou égale à 0,125 mm"1 peut correspondre à un motif de densité faible. Un motif de densité élevée peut correspondre à un motif de fréquence spatiale supérieure à 0,125 mm"1.
Grâce à l'invention, les deux techniques de contrôle de position et de texture sont combinées en une seule technique hybride, palliant les inconvénients des deux techniques et alliant leurs avantages.
La reconnaissance des textures par l'utilisateur peut se faire avec un taux d'erreur inférieur à celui obtenu avec exclusivement l'une des deux techniques, pour différentes vélocités du doigt.
De préférence, la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt s'effectue par la modulation du frottement du doigt sur une surface à retour tactile via la modulation d'une excitation vibratoire et/ou électrique de la surface.
De préférence, l'excitation de la surface est vibratoire et la modulation du frottement se fait par la modulation d'une vibration ultrasonique. Dans ce cas, la modulation du frottement se fait par la réduction du coefficient de frottement apparent en mettant en vibration la surface à retour tactile.
L'excitation de la surface peut encore être électrique, et la modulation du frottement se fait, dans le cas de Γ électro-adhésion, par l'augmentation du coefficient de frottement apparent en attirant le doigt sur la surface à retour tactile par la création de forces électrostatiques en mettant la surface sous haute tension. La surface à retour tactile peut se superposer au moins partiellement à un écran. Ce dernier peut avantageusement être utilisé pour présenter une représentation graphique d'un motif tactile généré et afficher des informations en lien avec le ou les motifs tactiles générés. Ces informations peuvent être des caractères alphanumériques et/ou des couleurs et/ou des logos et/ou des traits, notamment sous forme de trame. En variante, la surface tactile ne se superpose à aucun écran.
L'information affichée peut être une trame dont les traits sont représentatifs de la densité du motif tactile correspondant. Des traits fins et rapprochés sont représentatifs d'un motif tactile de densité élevée tandis que des traits larges et espacés sont représentatifs d'un motif tactile de plus faible densité.
L'affichage sur l'écran peut être mis en œuvre conjointement à la génération d'un motif tactile, dans diverses applications, et notamment dans des applications où il est souhaitable de pouvoir entrer discrètement des informations, par exemple à des fins d'identification.
La surface à retour tactile a, de préférence, une pluralité de régions distinctes dans chacune desquelles un motif tactile est susceptible d'être généré. Ainsi, il est possible de générer des codes tactiles composés de plusieurs motifs distincts que l'utilisateur peut percevoir lors d'un même balayage de la surface à retour tactile. Par exemple, on génère sur la surface tactile deux motifs tactiles de densités différentes, que l'utilisateur ressent successivement lorsqu'il balaye avec son doigt la surface tactile dans une même direction. Chaque motif peut être généré dans une région respective, en fonction de la région où se situe le doigt.
Dans un exemple de mise en œuvre du procédé, on détermine si un taxtel correspondant à une position nouvellement détectée du doigt code une texture identique à celle du taxtel associé à la position du doigt précédemment détectée, et dans la négative on procède à un rafraîchissement du signal de commande.
Le signal de commande peut être tel que l'amplitude de la stimulation A(t) de la pulpe du doigt soit de la forme :
A (t )= S 1
avec Bl et Cl des constantes permettant de régler l'amplitude des variations de la stimulation et son niveau moyen, t le temps, v la vitesse du doigt estimée, Φ1 la phase de la texture, et PSI <8mm la période spatiale de la texture.
Lors dudit rafraîchissement du signal de commande, la relation (1) peut être rafraîchie pour devenir :
avec B2 et C2 des constantes permettant de régler l'amplitude des variations de la stimulation et son niveau moyen.
La valeur de phase Φ2 peut être initialisée à une valeur telle que la grandeur A(t) soit continue au passage du taxtel précédent au nouveau ou être choisie nulle.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif pour générer au moins un motif tactile, notamment pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention tel que défini ci-dessus, comportant :
- un dispositif à retour tactile ayant un espace actif au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt, et
- des moyens pour contrôler l'excitation de la surface.
Le dispositif pour générer au moins un motif tactile, notamment pour la mise en œuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus, peut notamment comporter :
- un dispositif à retour tactile ayant un espace actif au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt par un élément excitateur, et des moyens pour :
- détecter la position du doigt dans l'espace actif;
- calculer la vitesse du doigt,
- déterminer pour chaque position du doigt détectée un taxtel associé au sein d'une grille de taxtels prédéfinie, chaque taxtel ayant une valeur de texture associée qui dépend du motif tactile à reproduire, chaque taxtel étant de plus grande dimension inférieure ou égale à 8 mm, - générer en fonction de la valeur de texture associée à ce taxtel un signal de commande de l'élément excitateur, ce signal d'excitation étant dépendant de la vitesse du doigt au moins pour les motifs tactiles les plus denses à reproduire.
Les caractéristiques décrites ci-dessus en lien avec le procédé valent également pour un tel dispositif.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une interface comprenant :
- une surface à retour tactile sur laquelle un utilisateur peut déplacer son doigt pour percevoir au moins un motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation du frottement du doigt sur la surface via la modulation d'une excitation vibratoire et/ou électrique de la surface;
- un écran tactile présentant au moins une représentation graphique d'un motif tactile susceptible d'être généré,
- au moins un moyen de sélection permettant à un utilisateur de l'interface de sélectionner une représentation graphique de ce qui est perçu.
Une telle interface convient tout particulièrement à l'entrée d'informations de manière discrète par l'utilisateur, puisqu'un observateur de l'interface ne peut savoir ce que ressent l'utilisateur qui déplace son doigt sur celle-ci.
De préférence, l'écran tactile présente plusieurs représentations graphiques de motifs tactiles susceptibles d'être générés. Ainsi, un observateur de l'interface ne peut savoir à quelle représentation graphique correspond un motif tactile généré.
La surface à retour tactile et l'écran tactile peuvent être séparés, ce qui peut faciliter la construction de l'interface.
Le moyen de sélection est de préférence affiché sur l'écran, par exemple sous la forme d'une touche de validation et/ou d'au moins une touche de navigation.
Selon une caractéristique avantageuse, la surface à retour tactile a une pluralité de régions distinctes dans chacune desquelles un motif tactile est susceptible d'être généré. Par exemple, la surface à retour tactile présente deux régions adjacentes dans lesquelles deux motifs tactiles différents peuvent être générés. Cela permet à l'utilisateur de percevoir différents codes formés à partir des motifs tactiles générés, en balayant de son doigt lesdites régions. De préférence, une représentation graphique a autant de régions distinctes que la surface à retour tactile, chacune de ces régions exprimant notamment la présence ou l'absence de motif tactile généré et la nature, par exemple dense ou éparse, du motif qui est généré. Par exemple, chaque représentation graphique comporte deux régions dans lesquelles deux motifs distincts sont affichés, correspondant à deux motifs tactiles respectifs. Cela permet d'augmenter le nombre de combinaisons entre motifs tactiles et donc facilite l'entrée d'informations à l'aide de l'interface.
Une présence de motif tactile est avantageusement représentée par un ensemble de traits plus ou moins larges et plus ou moins espacés les uns des autres. En particulier, deux représentations graphiques différentes peuvent avoir des fréquences spatiales de trame qui diffèrent de la même façon que les motifs tactiles correspondants ; autrement dit, un motif tactile épars pourra correspondre à une trame avec des traits larges et espacés, soit une fréquence spatiale faible, tandis qu'un motif tactile plus dense pourra être représenté par une trame avec des traits fins et plus rapprochés, donc une fréquence spatiale plus élevée. Les traits sont de préférence disposés transversalement, ou mieux perpendiculairement, à la direction de déplacement du doigt.
L'interface peut être configurée pour permettre à son utilisateur, suite à la reconnaissance du motif tactile perçu, de sélectionner via ledit au moins un moyen de sélection une représentation graphique affichée sur l'écran de l'interface.
Dans un exemple de mise en œuvre, on affiche sur l'écran plusieurs éléments de codage d'information, par exemple sous la forme de caractères, notamment de chiffres, et l'on associe à chaque élément de codage d'information une représentation graphique d'un motif tactile correspondant, notamment avec deux régions distinctes pouvant exprimer des combinaisons de trames différentes ou identiques ou l'absence de motif tactile. Ainsi, on peut afficher plusieurs éléments de codage et pour chacun une représentation graphique de motifs tactiles qui lui est propre. Par exemple, un élément de codage est associé à deux trames fines et denses, et un autre élément de codage à une trame à traits fins et à une trame à traits larges. Un motif tactile correspondant à l'un des éléments de codage d'information est généré aléatoirement. L'utilisateur peut explorer tactilement la surface tactile pour reconnaître le motif et savoir à quel élément de codage il correspond. L'interface permet de naviguer entre les éléments de codage d'information jusqu'à celui que l'on cherche à sélectionner. Lors de cette navigation, le motif tactile correspondant à l'élément de codage d'information en cours de sélection est généré sur la surface tactile, alors que l'affichage de l'écran ne change pas. L'utilisateur peut ainsi faire défiler successivement sur la surface tactile les motifs tactiles tout en se déplaçant par la pensée sur l'écran d'un élément de codage à un autre, jusqu'à atteindre le prochain élément de codage à sélectionner. Il peut alors actionner le moyen de sélection.
L'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé permettant à un utilisateur d'entrer des informations, en mettant en œuvre l'interface selon l'invention ci-dessus, comprenant :
a) la génération sur la surface à retour tactile d'au moins un motif tactile à percevoir par un utilisateur de l'interface; et
b) la détection d'une sélection par l'utilisateur d'une représentation graphique affichée sur l'écran de l'interface.
De préférence, l'étape a) s'effectue selon le procédé de génération de motifs tactiles selon l'invention, tel que défini plus haut.
Ce procédé comprend avantageusement la comparaison entre la sélection effectuée et des données attendues.
Ce procédé comprend de préférence la génération d'une information d'authentification de l'utilisateur sur la base du résultat de la comparaison.
De préférence, ce procédé met en œuvre l'interface décrite ci-dessus ayant pour moyens de sélection au moins une touche de navigation et/ou une touche de validation.
L'utilisateur peut appuyer sur la touche de navigation pour passer de la perception d'un motif tactile à un autre. Puis, l'utilisateur peut valider la sélection en appuyant sur la touche de validation.
Par ailleurs, dans le cas de la modulation du frottement du doigt via une modulation d'une excitation vibratoire, notamment ultrasonique, les dalles vibrantes connues servant à réaliser les surfaces à retour tactile sont réalisées avec une plaque sur une face de laquelle sont fixés des transducteurs piézo-électriques.
Ces derniers comportent un matériau piézo-électrique disposé entre des couches conductrices servant d'électrodes. L'accessibilité de la couche située du côté de la plaque est rendue difficile par sa fixation à celle-ci, ce qui rend la connexion plus complexe. Il existe par conséquent un besoin pour faciliter la fabrication de telles dalles, et l'invention atteint ce but, selon un autre de ses aspects, grâce à une dalle à retour tactile comportant :
- une plaque définissant une surface de contact ; et
- au moins un transducteur piézoélectrique comportant un matériau piézoélectrique disposé entre deux couches électriques conductrices, dont l'une est fixée à la plaque,
ladite dalle étant caractérisée par le fait que la couche électrique conductrice opposée à celle fixée à la plaque est interrompue pour former deux électrodes d'alimentation du transducteur.
Ainsi, il n'est plus nécessaire d'alimenter la couche électrique conductrice servant à la fixation sur la plaque, et la fabrication de la dalle s'en trouve simplifiée.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la couche interrompue l'est dans une zone correspondant à un nœud de vibration.
La longueur d'une électrode d'alimentation est de préférence voisine d'une demi longueur d'onde de la vibration générée, étant de préférence comprise entre 0,9 et 1 fois la demi longueur d'onde.
De préférence, la plaque précitée est en un matériau sélectionné parmi :
- le verre ou un autre matériau transparent;
- un matériau opaque, notamment un métal, par exemple du cuivre ou de l'aluminium.
Cette dalle à retour tactile convient tout particulièrement à la réalisation de l'interface telle que définie plus haut.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture qui va suivre, de la description détaillée d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- les figures 1 et 2 représentent, de façon schématique et partielle, un exemple de dispositif de génération de vibrations avec et sans la dalle à retour tactile respectivement
- la figure 3 est une coupe transversale schématique et partielle de la partie excitatrice de la dalle à retour tactile ;
- les figures 4 et 5 illustrent la mise en vibration de la dalle à retour tactile ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 d'une dalle à retour tactile selon l'état de l'art ;
- la figure 7 illustre de façon schématique un exemple de contrôle par position et de contrôle par texture ;
- la figure 8a représente un dispositif 3D porté par un utilisateur ;
- les figures 8b et 8c sont des schémas en blocs d'une chaîne de contrôle selon un exemple de mise en œuvre de l'invention utilisant un dispositif haptique 3D et un système tactile 2D respectivement;
- la figure 9 illustre un exemple d'algorithme de contrôle de l'excitation ; et - la figure 10 illustre un exemple d'interface de génération de motifs tactiles et d'identification d'un utilisateur selon l'invention.
La figure 1 représente un exemple de dispositif 1 selon l'invention, comportant un boîtier 10 ayant un corps 11, fermé supérieurement par une dalle à retour tactile 20 comportant une plaque 21 définissant une surface de contact, équipée d'un écran tactile sous-jacent 24.
La dalle à retour tactile 20 est connectée à un circuit électronique 18 disposé à l'intérieur du boîtier 10 et visible sur la figure 2, laquelle représente le dispositif 1 de la figure 1 sans la dalle.
Le circuit électronique 18 peut comporter, comme illustré, une carte électronique 19, par exemple du type « banana PI », comportant un port de sortie communiquant avec des circuits spécialisés dans le contrôle tactile de la dalle 20, référencés 22 et 23. Le circuit 22 est par exemple un microcontrôleur spécialisé et le circuit
23 une interface de puissance pilotée par le circuit 22 et disposant de sorties permettant d'alimenter avec la puissance nécessaire des transducteurs piézo-électriques 25, visibles sur la figure 1 et disposés par exemple selon une rangée de chaque côté de l'écran 24. La dalle 20 peut comporter comme illustré deux rangées de transducteurs piézo-électriques 25 sur sensiblement toute la hauteur de l'écran.
L'écran 24 est un écran tactile à détection capacitive de la position du doigt.
Ainsi, le circuit électronique 18 peut connaître l'emplacement où l'utilisateur appuie sur la dalle tactile et générer en fonction de la localisation du doigt les vibrations correspondant aux motifs tactiles à reproduire, grâce aux transducteurs 25. On peut utiliser, le cas échéant, un ou plusieurs des transducteurs 25, non pas comme générateurs de vibrations, mais comme capteurs de vibrations de façon à ajuster le signal qui est envoyé aux transducteurs 25 utilisés comme générateurs, afin d'affiner le contrôle de ces derniers. Ces capteurs permettent d'asservir l'amplitude de la vibration à une consigne, en compensant les perturbations venant entre autres de la pression exercée par le doigt.
On a représenté isolément en coupe à la figure 3 un transducteur 25 fixé sur la plaque 21 de la dalle vibrante 20, sous laquelle l'écran tactile 24 est disposé.
Le transducteur 25 comporte une âme 31 en un matériau piézo-électrique et deux couches 27, 29 électriquement conductrices sur ses faces opposées, notamment des couches métalliques qui permettent d'assurer l'alimentation électrique du transducteur 25 et de solliciter électriquement l'âme 31 en matériau piézo-électrique. En variante, lorsque le transducteur 25 est utilisé comme capteur, les couches conductrices permettent de récupérer une tension générée par les contraintes mécaniques appliquées à l'âme 31.
Conformément à un aspect de l'invention, la couche inférieure 27 par laquelle le transducteur 25 est fixé sur la plaque 21 s'étend continûment sous toute l'âme 31, tandis que la couche supérieure est interrompue en 33 de façon à former deux électrodes 34 et 35 qui servent à l'alimentation électrique du transducteur 25.
La zone d'interruption 33 se situe sensiblement au niveau d'un nœud de vibration comme on peut le voir sur la figure 4, qui illustre la déformation de la plaque de substrat 21 lors de l'excitation des transducteurs 25.
Les transducteurs 25 créent tout le long de la plaque de substrat 21, comme on peut le voir à la figure 5, des ondes stationnaires.
Chaque électrode 34 et 35 présente de préférence une longueur, mesurée dans l'axe Y de propagation des vibrations, c'est-à-dire parallèlement aux grands côtés de l'écran dans l'exemple illustré, qui vaut sensiblement une demi-longueur d'onde λ.
On a représenté sur la figure 6 pour comparaison une disposition connue des transducteurs sur la plaque. Selon cette disposition, on utilise des transducteurs disposés par paires de part et d'autre d'un nœud de vibration, les transducteurs étant alimentés électriquement en opposition de phase, avec l'inconvénient de devoir alimenter chacun des transducteurs au niveau de la couche conductrice qui forme l'électrode fixée sur la plaque. La plaque 21 est par exemple en verre, ou lorsque l'écran est déporté, peut être en un matériau opaque.
La fixation de l'écran 24 sous la plaque 21 peut s'effectuer par exemple à l'aide de zones adhésives. Les vibrations stationnaires générées à l'aide des transducteurs 25 créent une déformation de la plaque 21, représentée schématiquement à la figure 5, avec formation de ventres et de nœuds de vibrations le long de la plaque 21.
Le circuit électronique 18 module l'amplitude de ces vibrations en fonction de la position et/ou de la vitesse de déplacement du doigt de l'utilisateur sur celle-ci, comme cela sera expliqué plus loin.
Ainsi, lorsqu'un motif tactile doit être généré, l'amplitude de vibration est modulée en fonction du temps, tandis que lorsqu'aucun motif ne doit être généré, l'amplitude de vibration est constante ou nulle.
Les nœuds de vibration de la plaque 21 étant localisés au même endroit quelle que soit l'amplitude de vibration de la plaque 21, on profite avantageusement de la présence de ces nœuds pour assurer la fixation de la dalle 20 sur l'écran 24 grâce à un adhésif disposé localement sous les nœuds de vibration entre la plaque 21 et l'écran 24. Cet adhésif est par exemple disposé sous la forme de bandes minces et étroites, l'adhésif étant par exemple un film mince double face adhésif.
La fréquence d'excitation des transducteurs 25 dépend des dimensions de la dalle tactile 20, et de la longueur d'onde des vibrations générées. Cela conduit par exemple à une fréquence d'excitation aux alentours de 60 kHz.
On a représenté sur la figure 7 par des bandes sombres 61 des premières zones de la dalle à retour tactile 20 qui génèrent une perception, par l'utilisateur déplaçant son doigt F selon une direction D, de surfaces présentant une rugosité élevée par opposition aux bandes blanches 62 qui sont perçues comme des surfaces glissantes par le doigt F. Pour générer la surface rugueuse au sein d'une bande sombre, l'amplitude des vibrations est par exemple nulle tandis qu'au sein d'une bande blanche, l'amplitude est non nulle. L'ensemble des premières zones qui alternent avec les deuxièmes zones constitue un motif tactile de fréquence spatiale 1/a.
On a schématisé sur la figure 7 par des points PI les frontières de perception par l'utilisateur du passage d'une première zone à une deuxième zone ou l'inverse. De ce fait, lorsque l'utilisateur déplace son doigt F selon la direction D et qu'il passe d'une deuxième zone à une première zone, il perçoit une résistance au déplacement de son doigt du fait de l'augmentation de la rugosité et inversement lorsqu'il passe de la première zone à la deuxième zone.
Le dispositif 1 est agencé de telle sorte que lorsque le doigt F se déplace lentement sur la dalle 20 dans la direction D, le contrôle des vibrations s'effectue par position, c'est-à-dire que l'on pilote l'amplitude des vibrations de la dalle uniquement en fonction de la position absolue du doigt. L'amplitude est alors modulée de façon à ce que lorsque l'on détecte que la position du doigt correspond à l'arrivée à la frontière entre une bande glissante et une bande rugueuse, l'amplitude des vibrations augmente pour générer la sensation d'une zone glissante et lorsque l'on détecte que le doigt quitte la zone glissante, l'amplitude des vibrations est ramenée à 0. La détection de la position du doigt F s'effectue par exemple grâce à l'information fournie par l'écran tactile 24, mais la position du doigt F pourrait être détectée autrement encore, par exemple par un capteur optique approprié.
Selon un aspect de l'invention, le contrôle de vibration de la dalle à retour tactile 20 tient compte également de la vitesse de déplacement du doigt F sur celle-ci. En effet, lorsque la densité du motif tactile devient plus élevée, c'est-à-dire que les bandes de la figure 7 deviennent plus fines et rapprochées, il devient difficile de détecter avec une bonne résolution la position absolue du doigt F compte-tenu de la bande passante et de la précision de détection de cette position. Dans ce cas, on effectue un contrôle par texture, avec modulation du frottement du doigt sur la surface à retour tactile en fonction de la vitesse du doigt de façon à faire en sorte que l'utilisateur perçoive une fréquence de changement de glissant à rugueux qui soit la même que dans le cas du contrôle par position. La phase du signal tactile n'a alors plus d'importance.
L'approche utilisée et décrite ci-après permet de gérer les deux types de motifs tactiles, à savoir peu dense et dense. Cette approche est avantageusement mise en œuvre pour générer plusieurs motifs au sein de régions respectives de la dalle à retour tactile 20.
Une texture étant définie selon l'invention par un signal tactile caractérisé par une période spatiale inférieure à 8 mm, on y associe ce qu'on appelle un « taxtel », c'est-à- dire un petit élément de chemin parcouru par le doigt où la phase du signal tactile n'a pas d'importance. La longueur maximale d'un taxtel est inférieure à 8mm. On définit pour le dispositif 1 un pavage de taxtels, par exemple carrés ou rectangulaires, dont la diagonale est inférieure à 8mm, par exemple des carrés de taille 5 x 5mm.
Le dispositif 1 permet de générer un ou plusieurs motifs tactiles à des emplacements prédéfinis de la plaque 21. Le ou les motifs à générer sont par exemple mémorisés au sein de grilles (encore appelées « cartes ») de taxtels, qu'on a illustrées schématiquement aux figures 8b et 8c par un bloc 41. Chaque taxtel code une texture. Les taxtels sont liés les uns aux autres par une notion de phase. En particulier, le passage d'un taxtel à un autre, lorsqu'ils sont associés à une même texture, assure la continuité de la phase au sein de la texture-On conserve ainsi la phase relative d'un taxtel à un autre, mais non la phase absolue, liée à la position, de la texture.
Le dispositif 1 détecte la position Px du doigt, ce qui correspond à l'étape 100 à la figure 9, et sélectionne le taxtel correspondant, associé à la position, à l'étape 102. La vitesse du doigt peut être estimée à l'étape 101.
L'opération de sélection du taxtel est schématisée par le bloc 42 sur les figures
8b et 8c.
Le taxtel code une texture qui dépend de la vitesse V du doigt, ce que l'on a schématisé par le bloc 40 sur les figures 8b et 8c.
Si l'on prend l'exemple d'un dispositif 2D dont la surface est décomposée en taxtels, la relation liant l'amplitude A(t) de la stimulation de la pulpe du doigt à effectuer en fonction de la vitesse est par exemple donnée à l'équation 1 :
avec Bi et Ci des constantes permettant de régler l'amplitude des variations de la stimulation et son niveau moyen, t le temps, v la vitesse du doigt estimée et Φι la phase de la texture, et PSi <8mm la période spatiale de la texture. Il est à noter que ί v^ ne représente pas la position du doigt, car la vitesse estimée v est entachée d'erreurs. A chaque nouvelle acquisition de la position du doigt, la vitesse est estimée, et elle permet de déterminer le taxtel dans lequel se trouve le doigt.
Deux cas sont à considérer, comme illustré par le bloc 103 à la figure 9 : - le doigt se trouve sur un taxtel associé à la même texture que précédemment : la relation A(t) demeure inchangée, et la phase Φι garde la même valeur,
- le doigt se trouve sur un taxtel associé à une autre texture que précédemment : la relation (1) est rafraî hie à l'étape 104 pour devenir par exemple :
La valeur de phase Φ2 est alors initialisée à ce moment là (étape 105), à une valeur que l'on juge convenable. Par exemple, on peut choisir la valeur de Φ2 de telle sorte que la grandeur A(t) soit continue au passage du taxtel ; on peut aussi décider de la choisir nulle. PS2 est la période spatiale associée à la nouvelle texture.
Cette approche permet de reproduire des textures de densités faibles, sans changer l'algorithme tel que défini par l'équation 1. En effet, pour des textures de densité faible, c'est à dire plus grande que la dimension d'un taxtel, il suffit de définir des valeurs de Bi et B2 nulles ; la stimulation est alors constante (définie par Ci et C2) par zone de taxtels. Une texture périodique pourra être reproduite par l'alternance de ces zones. Automatiquement, le contrôle devient un contrôle en position.
Dans le cas d'un dispositif haptique 3D 90, l'amplitude A(t) de la stimulation de la pulpe du doigt à effectuer est transmise au dispositif haptique 70, comme illustré à la figure 8b. Ce dispositif peut être porté par un utilisateur, par exemple sur son doigt, comme illustré à la figure 8a, à la manière d'un dé à coudre, ou encore sous forme d'un bras articulé ou d'un gant muni de capteurs de position qui communiquent à un appareil 80 les mouvements de l'utilisateur. Le dispositif 70 est relié à l'appareil 80 mesurant la position et la vitesse du doigt et à un casque 75 de réalité virtuelle.
Dans le cas d'un système tactile 2D, comme illustré à la figure 8c, le dispositif 1 comporte une boucle à rétroaction 43 qui permet de générer les ondes stationnaires avec une amplitude qui est commandée par un signal 44 en fonction du motif à reproduire, en vue de produire la stimulation de la pulpe recherchée. Le signal de commande de l'amplitude des vibrations s'effectue en fonction d'entrées que sont la position Px du doigt dans la direction D et la vitesse V du doigt dans cette direction, comme expliqué précédemment. Le cas échéant, le signal dépend également de la force normale Fn d'appui du doigt, comme illustré à la figure 8c. Le contrôle hybride tel qu'il vient d'être décrit peut trouver de nombreuses applications. Un exemple d'application va maintenant être décrit en référence à la figure 9 sur laquelle on a représenté une interface 3 pouvant servir à permettre à un utilisateur d'entrer un code de façon discrète.
La figure 10 illustre une interface 3 de génération de motifs tactiles selon l'invention. Cette interface 3 comprend une surface à retour tactile 60 sur laquelle un utilisateur peut déplacer un doigt pour percevoir un motif tactile, un écran 24 présentant des éléments de codage d'information 65, en l'occurrence des chiffres, associés à des représentations graphiques 47 de motifs tactiles susceptibles d'être générés et des moyens de sélection 48, 51, 52 permettant à un utilisateur de l'interface de sélectionner une représentation graphique 47 de ce qui est perçu.
Dans l'exemple illustré, la surface à retour tactile 60 est divisée en deux régions distinctes 45 et 46 dans chacune desquelles un motif tactile est susceptible d'être généré.
Une représentation graphique 47 sur l'écran 24 a aussi deux régions distinctes
49, 50, chacune de ces régions exprimant une présence ou une absence de motif tactile généré.
Une présence de motif tactile est représentée par un ensemble de traits plus ou moins larges et plus ou moins espacés les uns des autres.
Pour un motif dense, comme celui associé au chiffre « 1 », les traits sont fins et rapprochés les uns des autres et pour un motif de faible densité, comme celui associé au chiffre « 4 », les traits sont larges et éloignés les uns des autres.
Par exemple, la représentation graphique 47 du motif associé au chiffre « 3 » correspond à un motif dense dans la région droite du demi-disque inférieur qui sera généré dans la région droite 46 de la surface à retour tactile 60. Aucun motif ne sera généré dans la région gauche 45.
Dans cet exemple, les moyens de sélection sont la touche 48 « OK » permettant de valider un choix de l'utilisateur et les deux flèches 51 et 52 permettant à l'utilisateur de se déplacer d'un chiffre à un autre.
Le moyen de sélection peut aussi être, dans un autre exemple, un interrupteur, un clavier, une interface à reconnaissance gestuelle et/ou vocale, etc. Le procédé permettant à l'utilisateur d'entrer des informations, mettant en œuvre l'interface 3, commence par l'étape a) de génération sur la surface à retour tactile 60 d'au moins un motif tactile à percevoir. Cette génération est de préférence aléatoire.
En fonction des sensations perçues et des représentations graphiques des motifs tactiles qu'il voit sur l'écran 24, l'utilisateur devine le chiffre dont il est question. Ce chiffre est le chiffre de départ à partir duquel il doit utiliser les flèches 51 et 52, pour aller vers le chiffre correspondant au premier chiffre de son code d'identification.
Ensuite, il valide sa sélection par la touche « OK ». L'étape b) du procédé consiste à détecter cette sélection.
L'utilisateur réitère la perception et la sélection jusqu'à saisie du code en entier.
Le procédé d'authentification comprend la comparaison entre la sélection effectuée et des données attendues préenregistrées dans une base de données.
Le procédé comprend également la génération d'une information d'authentification de l'utilisateur sur la base du résultat de la comparaison. Si la sélection effectuée est identique aux données attendues, l'utilisateur est authentifié.
Les étapes de comparaison et de génération d'une information d'authentification peuvent se faire soit après chaque sélection soit après saisie complète du code d'identification.
Par exemple, si le code d'identification est « 4256 » et le premier motif généré sur la surface à retour tactile correspond au chiffre « 3 », l'utilisateur doit se déplacer d'un cran avec la flèche de droite 51 pour arriver au chiffre « 4 » dont il pourra percevoir les motifs tactiles associés. Quand l'utilisateur valide sa sélection, l'interface 3 lui permet de continuer à saisir son code. Comme il se trouve sur le chiffre « 4 », il devra appuyer deux fois sur la flèche de gauche 52 ou quatre fois sur la flèche de droite 51 pour arriver au chiffre « 2 » qui est l'information suivante à entrer, et ainsi de suite, jusqu'à saisie complète du code. Si cette saisie est correcte, l'utilisateur est authentifié.
Le procédé selon l'invention rend ainsi impossible l'interception visuelle et/ou auditive du code d'identification.
L'invention s'applique au domaine de l'haptique d'une façon générale, et en particulier à l'identification d'un utilisateur par un code notamment dans les lieux publics. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
Par exemple, la modulation du frottement peut se faire en modulant l'adhérence électrostatique entre le doigt et la surface par l'application d'un courant électrique.
Dans le cas où le moyen de sélection est constitué d'une seule touche, l'interface peut générer d'une façon successive les motifs tactiles à percevoir par l'utilisateur. Celui-ci n'appuie alors sur la touche de sélection que lorsqu'il ressent le motif tactile dont la représentation graphique est à sélectionner.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour générer au moins un motif tactile avec un dispositif à retour tactile (70) ayant un espace actif au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt (F) pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt par un élément excitateur, le procédé comportant les étapes consistant à :
- détecter (100) la position du doigt (F) dans l'espace actif;
- calculer (101) la vitesse (v) du doigt,
- déterminer (102) pour chaque position du doigt détectée un taxtel associé au sein d'une grille de taxtels prédéfinie, chaque taxtel ayant une valeur de texture associée qui dépend du motif tactile à reproduire, chaque taxtel étant de plus grande dimension inférieure ou égale à 8 mm,
- générer (103, 104, 105) en fonction de la valeur de texture associée à ce taxtel un signal de commande de l'élément excitateur, ce signal d'excitation étant dépendant de la vitesse du doigt au moins pour les motifs tactiles les plus denses à reproduire.
2. Procédé selon la revendication 1, la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt s'effectuant par la modulation du frottement du doigt (F) sur une surface à retour tactile (60) via la modulation d'une excitation vibratoire et/ou électrique de la surface (60).
3. Procédé selon la revendication précédente, la modulation du frottement se faisant par électro-adhésion ou par vibration ultrasonique.
4. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, la surface à retour tactile (60) se superposant au moins partiellement à un écran (24).
5. Procédé selon la revendication précédente, l'écran (24) présentant une représentation graphique (47) d'un motif tactile généré.
6. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, l'écran (24) affichant des informations en lien avec les motifs tactiles générés.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, la surface à retour tactile (60) ayant une pluralité de régions distinctes (45, 46) dans chacune desquelles un motif tactile est susceptible d'être généré.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on détermine si un taxtel correspondant à une position nouvellement détectée du doigt code une texture identique à celle du taxtel associé à la position du doigt précédemment détectée, et dans la négative on procède à un rafraîchissement du signal de commande.
9. Procédé selon la revendication 8, le signal de commande étant tel que l'amplitude de la stimulation A(t) de la pulpe du doigt soit de la forme :
avec Bl et Cl des constantes permettant de régler l'amplitude des variations de la stimulation et son niveau moyen, t le temps, v la vitesse du doigt estimée, Φ1 la phase de la texture, et PSI <8mm la période spatiale de la texture.
10. Procédé selon les revendications 8 et 9, dans lequel lors dudit rafraîchissement d signal de commande, la relation (1) est rafraîchie pour devenir :
avec B2 et C2 des constantes permettant de régler l'amplitude des variations de la stimulation et son niveau moyen
et dans lequel la valeur de phase Φ2 est initialisée à une valeur telle que la grandeur A(t) soit continue au passage du taxtel précédent au nouveau ou est choisie nulle.
11. Dispositif (1, 3, 90) pour générer au moins un motif tactile, notamment pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant :
- un dispositif à retour tactile ayant un espace actif 3D ou 2D au sein duquel un utilisateur peut déplacer son doigt (F) pour ressentir le motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt, et des moyens (18) pour :
- détecter la position du doigt (F) dans l'espace actif;
- calculer la vitesse du doigt, - déterminer pour chaque position du doigt détectée un taxtel associé au sein d'une grille de taxtels prédéfinie, chaque taxtel ayant une valeur de texture associée qui dépend du motif tactile à reproduire, chaque taxtel étant de plus grande dimension inférieure ou égale à 8 mm,
- générer en fonction de la valeur de texture associée à ce taxtel un signal de commande de l'élément excitateur, ce signal d'excitation étant dépendant de la vitesse du doigt au moins pour les motifs tactiles les plus denses à reproduire.
12. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif à retour tactile est un dispositif portable par l'utilisateur, tel qu'une pince de doigt ou un gant, ayant un espace actif 3D, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt par un élément excitateur tel qu'un électroaimant.
13. Dispositif selon la revendication 11, sous forme d'une interface (3), comprenant :
- un dispositif à retour tactile ayant un espace actif 2D sous forme d'une surface à retour tactile (60) sur laquelle un utilisateur peut déplacer son doigt (F) pour ressentir au moins un motif tactile, la perception du motif étant provoquée par la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt sur la surface à retour tactile (60) via la modulation d'une excitation vibratoire et/ou électrique de la surface (60);
- un écran tactile (24) présentant au moins une représentation graphique (47) d'un motif tactile susceptible d'être généré,
- au moins un moyen de sélection (48 ;51 ;52) permettant à un utilisateur de l'interface (3) de sélectionner une représentation graphique (47) de ce qui est perçu.
14. Dispositif selon la revendication précédente, la modulation de l'excitation mécanique de la pulpe du doigt s 'effectuant par la modulation du frottement du doigt sur la surface à retour tactile (60).
15. Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, l'écran tactile (24) présentant plusieurs représentations graphiques (47) de motifs tactiles susceptibles d'être générés.
16. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15, la surface à retour tactile
(60) et l'écran tactile (24) étant séparés.
17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, ledit au moins un moyen de sélection (48 ;51 ;52) étant affiché sur l'écran (24).
18. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17, la surface à retour tactile (60) ayant une pluralité de régions distinctes (25, 27) dans chacune desquelles un motif tactile est susceptible d'être généré.
19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 18, une représentation graphique (47) ayant autant de régions distinctes (49, 50) que la surface à retour tactile (60), chacune de ces régions exprimant une présence ou une absence de motif tactile généré.
20. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 19, une présence de motif tactile étant représentée par un ensemble de traits plus ou moins larges et plus ou moins espacés les uns des autres.
21. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 20, les traits étant disposés transversalement, ou mieux perpendiculairement, à la direction de déplacement du doigt (F).
22. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 21, ledit au moins un moyen de sélection étant une touche de validation (48) et/ou au moins une touche de navigation (51 ;52).
23. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 22, étant configuré pour afficher sur l'écran plusieurs éléments de codage d'information (65), notamment sous forme de caractères.
24. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 23, étant configuré pour générer aléatoirement au moins un motif tactile correspondant à l'un des éléments de codage d'information (65) sur la surface à retour tactile (60).
25. Dispositif selon l'une des revendications 23 ou 24, étant configuré pour permettre à l'utilisateur de naviguer entre les éléments de codage d'information (65) jusqu'à celui qu'il cherche à sélectionner.
26. Dispositif selon l'une des revendications 23 ou 24, étant configuré pour permettre à l'utilisateur, suite à la reconnaissance du motif tactile perçu, de sélectionner, via ledit au moins un moyen de sélection, l'élément de codage d'information (65) correspondant.
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 26, la surface à retour tactile (60) ou au moins une de ses régions distinctes (25, 27) étant une dalle vibrante (20) à retour tactile comportant :
- une plaque (21) définissant une surface de contact ; et
- au moins un transducteur piézoélectrique (25) comportant un matériau piézoélectrique (31) disposé entre deux couches électriques conductrices (27, 29), dont l'une (27) est fixée à la plaque de substrat (21),
la couche (29) opposée à celle fixée à la plaque de substrat (21) étant interrompue pour former deux électrodes d'alimentation (34, 35) du transducteur (25).
28. Dispositif selon la revendication précédente, la couche interrompue (29) de la dalle vibrante (20) étant interrompue dans une zone (33) correspondant à un nœud de vibration.
29. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes, la longueur d'une électrode d'alimentation de la dalle vibrante (20) étant voisine d'une demi-longueur d'onde de la vibration générée.
30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 27 à 29, la plaque (21) de la dalle (20) étant en un matériau sélectionné parmi :
- le verre ou un autre matériau transparent; et
- un matériau opaque, notamment un métal.
31. Procédé permettant à un utilisateur d'entrer des informations, en mettant en œuvre le dispositif sous forme d'interface (3) selon l'une quelconque des revendications 13 à 30, comprenant :
a) la génération sur la surface à retour tactile (60) d'au moins un motif tactile à percevoir par un utilisateur de l'interface (3) à l'aide du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10; et
b) la détection d'une sélection par l'utilisateur d'une représentation graphique (47) affichée sur l'écran (24) de l'interface (3).
32. Procédé selon la revendication précédente, comprenant la comparaison entre la sélection effectuée et des données attendues.
33. Procédé selon la revendication précédente, comprenant la génération d'une information d'authentification de l'utilisateur sur la base du résultat de la comparaison.
34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 33 et mettant en œuvre le dispositif sous forme d'interface (3) selon la revendication 22, l'utilisateur appuyant sur ladite au moins une touche de navigation (51 ;52) pour passer de la perception d'un motif tactile à un autre.
35. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 34 et mettant en œuvre le dispositif sous forme d'interface (3) selon la revendication 22, l'utilisateur validant la sélection en appuyant sur la touche de validation (48).
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