FR2542894A1 - Dispositif simplifie de donnees par tablette a contact - Google Patents

Abstract

L'INVENTION PORTE SUR UNE TABLETTE A CONTACT CONTENANT DEUX FEUILLES 70, 80 DE MATERIAU ISOLANT ET DONT CHACUNE CONTIENT UN CERTAIN NOMBRE DE LIGNES CONDUCTRICES 73-1...73-M; 83-1...83-N ESPACEES LES UNES DES AUTRES. UNE BANDE RESISTANTE 72, 82 SUR CHAQUE FEUILLE ENTRE EN CONTACT ET CONNECTE ELECTRIQUEMENT UNE EXTREMITE DE CHACUNE DES LIGNES CONDUCTRICES DU GROUPE SUR CETTE FEUILLE. CHAQUE BANDE RESISTANTE AGIT COMME POTENTIOMETRE. UNE FEUILLE INTERMEDIAIRE CONDUCTRICE 86 EST MONTEE ENTRE LES DEUX FEUILLES A UNE CERTAINE DISTANCE DE CES DERNIERES. LA PREMIERE ET LA SECONDE FEUILLES SONT MONTEES DE FACON QUE LE PREMIER ET LE SECOND GROUPE DE LIGNES CONDUCTRICES SUR CES FEUILLES SOIENT ORTHOGONAUX L'UN A L'AUTRE. UN UTILISATEUR APPUIE SUR L'UNE DES DEUX FEUILLES POUR METTRE EN CONTACT LES TROIS FEUILLES. L'IMPEDANCE DE CHAQUE POTENTIOMETRE EST FONCTION DU POINT DE CONTACT. LE POTENTIOMETRE EST UTILISE COMME FAISANT PARTIE D'UN CIRCUIT RC POUR PROCURER UNE CONSTANTE DE TEMPS VARIABLE REPRESENTATIVE DE LA COORDONNEE DU POINT DE CONTACT.

Description

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Cette invention porte sur une structure destinée à

l'entrée des données pour un ordinateur ou d'un dispo-

sitif d'affichage graphique, et en particulier sur une

tablette capable de traduire en représentation numéri-

que les coordonnées X et Y de la position particulière

qui est touchée sur elle.

Un certain nombre de dispositifs différents ont été proposés pour commander le déplacement d'un curseur sur un dispositif d'affichage visuel Parmi les diverses commandes de curseur suggérées, l'on note une structure comportant quatre jeux de commutateurs dont chacun commande le déplacement du curseur selon l'une de quatre

directions orthogonales comme le décrit le brevet améri-

cain 4 313 113, invention de David Thornburg.

Une autre structure pour l'entrée de données gra-

phiques bidimensionnelles dans un système numérique tel qu'un système de communication est décrite dans le brevet américain 4 079 194 délivré le 14 mars 1978 (demande de brevet de Mr Kley intitulé "tablette d'entrée de données graphiques" Kley décrit une surface à grille résistante à laquelle une couche conductrice peut être sélectivement

mise en contact de façon que des données graphiques puis-

sent être reproduites par un circuit électronique externe qui mesure la résistance La zone à grille résistante est formée par une configuration d'encre résistante disposée sur une base et elle est séparée de la couche conductrice

par une couche séparatrice isolante en mousse thermoplas-

tique Des bandes de haute résistance entourent la zone de la grille pour linéariser sa valeur de sortie La structure du brevet 4 079 194 comprend une zone à grille résistante rectangulaire plane qui présente quatre bords, faite en matériau de résistance modérée et une couche conductrice espacée de la zone à grille résistante mais parallèle à celle-ci, telle que la zone à grille résistante ou la couche conductrice peuvent être déplacées l'une vers

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l'autre pour réaliser le contact électrique en un point choisi Les quatre bords de la zone à grille résistante sont mis en contact par des structures résistantes qui ont une résistance efficace parallèle aux bords de la zone à grille résistante, qui est essentiellement plus élevée que celle de la zone à grille résistante Quatre conducteurs sont disposés pour connecter un par un, la structure résistante qui relie les bords de la zone à grille résistante au circuit externe pour déterminer les coordonnées X et Y du point de contact entre la grille résistante et la couche conductrice Dans la réalisation de cette structure, la grille résistante est séparée de la couche conductrice par "un grand nombre de saillies 24, disposées très près les unes des autres sur la surface inférieure du couvercle 12, les saillies 24 s'étendant de façon à pénétrer dans le séparateur isolant 20 " entre la zone à grille résistante et le matériau conducteur (brevet américain 4 079 194, colonne 2, lignes 23 à 26) Le séparateur isolant 20 disposé entre la couche conductrice et le matériau résistant est formé par une matière thermoplastique isolante ou tout autre matériau souple de densité relativement faible Lorsque l'on appuie sur le couvercle supérieur 12, les saillies 24 traversent le matériau isolant et viennent en contact

avec le matériau résistant sur la tablette de base 22.

Dans une autre version, le couvercle supérieur ne présente pas de saillies 24 mais à la place de ces dernières, le séparateur isolant 20- "est du type ouvert et présente à travers sa surface un grand nombre d'ouvertures 58 le traversant de part et d'autre"(brevet américain 4 079 194, colonne 5, lignes 5 à 8) Si l'on appuie sur le couvercle supérieur 12, le séparateur isolant 24 se comprime de telle sorte que le couvercle supérieur 12 touche le matériau résistant sur le dessus de la tablette de base 22

et à travers une ou plusieurs ouvertures 58.

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La structure décrite par Kley présente une caracté-

ristique indésirable: les coordonnées X,-Y d'une position entrant en contact avec le couvercle 12 ne peuvent être déterminées que dans la limite de précision des dimensions des saillies 24 ou des ouvertures 58 du séparateur 20 entre le matériau conducteur sur la surface inférieure du couvercle supérieur 12 et le matériau résistant sur la

surface supérieure de la plaquette de base 22.

Kley, dans le brevet américain 4 214 122 délivré le

22 juillet 1980 décrit une structure rectangulaire sem-

blable dans laquelle les dispositions de bande conduc-

trices par rapport à la-surface à grille résistante est choisie de façon à améliorer la linéarité des gradients

de tension dans la zone graphique rectangulaire.

D'autres brevets supplémentaires selon la technique antérieure, brevets qui décrivent un dispositif d'entrée graphique, dispositif employant des feuilles ou des plans résistants rectangulaires englobent les brevets américains No 2 900 446, 3 304 612, 3 522 664, 3 591 718, 3 699 439,

3 798 370 et 3 806 912.

Le brevet américain 3 522 633 décrit un élément souple revêtu d'une couche conductrice disposée au-dessus d'un élément de base revêtu d'un matériau résistant, de sorte que l'emplacement d'un point sur lequel les deux éléments sont pressés l'un contre l'autre peut être déterminé en mesurant les distances entre les bords de la couche et le matériau résistant à ce point A nouveau, le signal de sortie est moins linéaire qu'on ne le désirerait. Une autre technique pour obtenir la position X Y pour entrer cette dernière dans un système d'affichage est décrite dans le brevet américain 3 541 541 qui décrit un mécanisme indicateur de commande pour le déplacement manuel sur toute surface Le dispositif produit des signaux de position qui font déplacer un curseur affiché

sur un tube cathodique vers une position correspondante.

Le dispositif contient des roues de position X et Y dis-

posées perpendiculairement l'une à l'autre et qui tournent en fonction des déplacements X et Y du dispositif et qui agissent sur des rhéostats pour envoyer des signaux par fil à l'ordinateur qui commande l'affichage sur tube cathodique. Le brevet américain 3 705 956 décrit un détecteur électromagnétique maintenu espacé par rapport à un réseau en forme de grille qui présente un grand nombre de

conducteurs définissant une configuration de code Gray.

Chacun des conducteurs correspond à une grille du code

Gray et le réseau de grille est caractérisé par des diffé-

rences qui correspondent aux différences des bits du code Gray Lorsque le courant est transmis séquentiellement à travers chaque conducteur, une tension est induite dans le capteur L'emplacement du capteur par'rapport au réseau

de grille est déterminé en détectant la phase de la ten-

sion induite dans le capteur.

Une autre structure poursuivant ce même but est décrite dans le brevet américain 3 911 215 délivré le 7 octobre 1975 sur demande de Hurst et autres intitulé "capteur à discrimination de contact" Le capteur comprend

deux feuilles juxtaposées portées à un potentiel électri-

que, dont au moins une est souple, et qui sont séparées l'une de l'autre mais permettent le contact mutuel lorsqu'un objet de rayon de courbure spécifié est comprimé contre la feuille souple La séparation des feuilles est effectuée par de petits boutons séparés isolants montés de préférence sur la feuille souple, l'espacement et la hauteur des boutons déterminant le plus grand rayon de

courbure auquel répondra le capteur Le contact ne s'effec-

tue que par pression de la feuille souple avec un instru-

ment d'écriture, et non par une portion quelconque de

la main de la personne qui écrit.

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Le brevet américain 4 319 078 publié le 9 mars 1982, demandé par YOKOO et autres, décrit un appareil pour détecter les coordonnées X et Y des points d'entrée, appareil qui se compose d'un premier groupe d'électrodes parallèles et d'un second groupe d'électrodes parallèles, opposé et perpendiculaire au premier groupe d'électrodes

parallèles Une feuille conductrice élastique de caout-

chouc est interposée entre les premier et second groupes

d'électrodes parallèles Cette feuille est rendue conduc-

trice lorsqu'on applique une certaine pression à la surface d'entrée Un détecteur électrique est prévu pour détecter les courants qui traversent respectivement les première et seconde résistances mettant ainsi en contact

les extrémités du premier et du second groupes d'élec-

trodes parallèles.

D'autres structures d'entrée sont décrites par SIERRACIN, et utilisent un commutateur membrane appelé "Transflex", marque déposée de SIERRACIN Cette structure

comporte un film revêtu d'une couche transparente élec-

triquement conductrice en or ou en oxyde d'étain-indium.

Le matériau est monté sur la surface d'un tube à rayons cathodiques et les affichages alphanumériques sur le tube sont lus à travers le matériau Toute la zone de la tablette de commutation est conductrice et peut être touchée à n'importe quel endroit dans la zone désignée

de l'affichage graphique pour obtenir la réponse désirée.

Dans un produit fabriqué par SIERRACIN, deux éléments d'un film isolant sont revêtus sur une certaine surface par des couches conductrices Chaque couche est alors

gravée pour former des lignes isolantes parallèles inter-

calées entre les lignes conductrices parallèles Les deux films sont ensuite montés de façon que les lignes conductrices des deux films soient orthogonales et que les lignes conductrices d'un film soient séparées par des

lignes conductrices de l'autre film par un petit inter-

valle d'air La séparation s'effectue en utilisant des joints de bordure ou des couches intermédiaires Lorsque l'on applique une légère pression, les films sont mis en contact électrique mutuel, ce qui permet au courant de passer dans un circuit spécifique Dans une version, la méthode habituelle pour retrouver l'information consiste à attaquer alternativement l'une des feuilles du panneau avec une source de tension constante ou une source de courant constant, tout en utilisant l'autre feuille comme capteur Les signaux X et Y qui en résultent sont alors mesurés, filtrés et digitalisés pour satisfaire aux exigences du système Le fait qu'un signal de sortie particulier provient de la direction des X ou de la direction des Y dépend de la feuille qui est utilisée comme capteur et de celle qui est utilisée comme source de signal d'entrée Le signal de sortie doit être prélevé à travers une résistance abaisseuse dont la-valeur est importante par rapport à la résistance de la feuille

utilisée comme capteur.

Les figures 5 a, 5 b, 5 c et 5 d représentent le circuit correspondant à cette feuille captrice selon la technique antérieure. Cette invention pallie les inconvénients des tablettes d'entrée graphiques selon les techniques antérieures en

procurant une configuration en forme de tablette de -

contact qui réduit de façon importante l'influence de l'impédance de la feuille captrice sur la lecture de sortie finale portant sur la position détectée par la

feuille captrice de position.

Selon une version de cette invention, l'erreur de lecture de sortie est réduite et ne dépasse plus le quart de L'erreur avec la méthode de détection antérieure En connectant les deux extrémités du matériau résistant de la feuille captrice au circuit de sortie, l'erreur du capteur est considérablement réduite par rapport à

2894,

l'erreur du capteur selon la technique antérieure.

Conformément à une autre version de cette invention, une feuille de matériau isolant souple est revêtue de lignes conductrices horizontales qui débouchent sur une résistance verticale Une feuille supplémentaire de construction identique mais orientée de façon orthogonale à la première feuille, est également prévue Les matériaux conducteurs et résistants des deux feuilles sont orientés face à face mais sont séparés les uns des autres par une couche isolante Cette dernière couche porte sur chaque

face un matériau conducteur L'utilisateur entre simulta-

nément une position X-et Y en appuyant sur le sandwich combiné des trois feuilles amenant ainsi une bande de la couche conductrice en contact avec la couche conductrice elle-même La résistance détectée sur la bande résistante par un amplificateur de sortie détermine la coordonnée X

et la coordonnée Y du point de contact.

Cette invention sera mieux comprise en utilisant la

description détaillée suivante ainsi que les dessins

joints, sur lesquels: la figure 1 représente les deux feuilles de matériau conçues conformément à cette invention pour être utilisées dans la détection des coordonnées X et Y d'un point de contact sur les feuilles, les figures 2 a et 2 b illustrent respectivement, de façon schématique, la relation électrique entre les deux feuilles lorsqu'un point d'une feuille est en contact avec un point de l'autre feuille comme le représente la fermeture du commutateur 13, et le schéma de principe du

circuit conforme à cette invention qui permet de déter-

miner la position du contact d'une coordonnée (représentée comme étant la coordonnée X), la figure 3 est un graphique représentant la réduction d'impédance de la résistance d'entrée de la feuille

conductrice utilisée comme impédance d'entrée de l'ampli-

2542894 i ficateur opérationnel 34 conformément à cette invention,

la figure 4 illustre schématiquement le circuit utili-

sé pour permettre aux deux feuilles de produire en séquence la coordonnée X et la coordonnée Y du point de contact entre les deux feuilles, les figures 5 a à 5 d représentent la structure des techniques antérieures pour mesurer les coordonnées X et Y du point de contact, la figure 6 représente le circuit électronique simplifié d'une autre version de cette invention, la figure 7 représente une feuille d'isolant souple revêtue de lignes conductrices horizontales qui sont connectées à une résistance verticale pour pouvoir déterminer une coordonnée d'un point de contact sur une tablette à contact conforme à une autre version de cette invention,

la figure 8 représente une vue explosée des compo-

sants d'un ensemble de tablette complète à contact

conforme à l'autre version de cette invention partielle-

ment représentée à la figure 7, et la figure 9 représente encore une autre version

possible de cette invention.

Si nous nous référons maintenant à la figure 1, cette dernière représente une vue explosée de deux feuilles de matériau conducteur convenant pour l'utilisation dans cette invention La structure 10 de la figure 1 comprend une feuille supérieure 11 convenant pour l'utilisation dans la mesure d'une coordonnée d'un point touché sur la feuille et une seconde feuille 12 convenant pour mesurer l'autre coordonnée du point touché La feuille 11 comprend

dans la version préférée une feuille de mylar d'approxi-

mativement 0,076 mm à 0,170 mm d'épaisseur et de préféren-

ce de 0,127 mm d'épaisseur Une surface d'encre au gra-

phite lic est formée sur la portion centrale de la

feuille de mylar 11, surface d'une résistivité superfi-

cielle d'approximativement 300 ohms par carré Sur deux des quatre bords de la feuille sont formées des barres conductrices lla et llb de résistance extrêmement basse, de sorte que la barre conductrice lla est essentiellement équipotentielle, comme l'est la barre conductrice llb. Les barres conductrices lia et llb sont formées d'une encre à l'argent selon une méthode bien connue dans la technique La feuille inférieure 12 présente de façon identique sur une portion centrale 12 c une surface résistante graphitée qui a une résistivité superficielle d'environ 300 ohms par carré Les barres conductrices 12 a et 12 b sont formées sur deux des quatre bords de la feuille 12 par une encre d'argent, de telle sorte que chaque barre est essentiellement équipotentielle et présente une résistance extrêmement faible au passage du courant. Les feuilles 11 et 12 sont étirées sur un cadre carré dans le sens des X et des Y de façon à laisser un espace d'air d'environ 0,250 mm à 0,762 mm entre les deux feuilles La surface de graphite conductrice sur la région lic est disposée de façon à se trouver en contact électrique direct avec la surface conductrice 12 c lorsque la feuille 11 est pressée pour être en contact avec la feuille 12 L'espacement d'air est choisi de façon à

assurer que les feuilles ne viennent pas en contact d'elles-

mêmes et que la force nécessaire pour amener une feuille en contact avec l'autre sur sa surface active ne dépasse

pas une valeur choisie, typiquement égale à 142 grammes.

Naturellement, l'espacement d'air peut devenir plus important à mesure qu'augmentent les dimensions de la

tablette.

Dans la figure 2 est illustré schématiquement le contact électrique entre les feuilles il et 12 au moyen du commutateur 13 qui peut être, soit ouvert (pas de contact), soit fermé pour indiquer le contact entre la

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surface lic et la surface 12 c Le point auquel est fait

le contact entre les deux surfaces détermine les coordon-

nées X et Y du point de contact Le contact est réalisé

de façon classique en pressant ensemble les deux feuilles.

La figure 3 illustre les connexions électriques aux feuilles 11 et 12 pour permettre de déterminer l'une ou l'autre des coordonnées X et Y du point de contact entre les deux feuilles Comme le représente la figure 3, la feuille 12 (correspondant à la feuille 12 de la figure 2) est utilisée pour mesurer la coordonnée X du point de contact et la feuille 11 (correspondant à la feuille 11 de la figure 2) est utilisée pour mesurer la coordonnée Y en ce point Cependant, une seule mesure peut être faite à la fois Donc, lorsque la feuille 12 est utilisée pour mesurer la coordonnée X, la feuille il sert de capteur uniquement pour entrer en contact avec la feuille 12 et conduire le courant représentant la coordonnée X du point

de contact depuis la feuille 12 à un amplificateur 34.

Depuis cet amplificateur 34, ce signal est envoyé à un convertisseur analogique-numérique 35 pour permettre de convertir la tension captée par la feuille captrice 12 en information numérique représentative de la coordonnée X de la position du point de contact Donc, la fermeture du commutateur 13 due au contact entre la surface conductrice llc et la surface conductrice 12 c entraîne le passage du courant depuis la batterie 31 à travers la résistance R(X) comprenant la surface résistante 12 c Ce courant crée une chute de tension à travers la résistance R(X) Le point de contact 13 x est déterminé par la position sur l'axe des X du point de contact entre respectivement les surfaces 12 c et lic sur les feuilles 12 et 11 Le point de contact variable 13 Y représente la coordonnée Y du point de contact entre les surfaces 12 c et lic En faisant varier les positions particulières sur les axes des X et des Y auxquelles le contact se fait entre les deux feuilles 254289 4 i 12 et 11, on fait varier les positions de contact des

points 13 X et 13 Y des résistances variables R(X) et R(Y).

Lorsque le commutateur 13 est fermé (le commutateur 13 est représenté ouvert, mais sera fermé en réponse à la pression d'un utilisateur sur le matériau résistant 12 c, le mettant en contact avec le matériau résistant ulc) une tension représentative de la coordonnée X du point de contact est détectée et transmise à travers la résistance R(Y) qui est connectée aux deux extrémités à l'entrée d'un amplificateur opérationnel 34 Cet amplificateur opérationnel 34 est choisi de façon à présenter une très grande impédance R 3 par rapport à l'impédance de R(X) et des résistances en parallèle R(Y) Il est intéressant de remarquer que, tandis que la technique antérieure (figures 5 a à 5 d et particulièrement figure 5 c) décrit un circuit semblable à celui illustré ici, les demandeurs réduisent l'erreur de mesure en utilisant en parallèle les deux composantes de la résistance R(Y) au lieu d'une seule

composante comme le montre la figure 5 c (technique anté-

rieure) La valeur de réduction AR augmente à mesure que la valeur R(Y) augmente La figure 3 représente la réduction AR de l'impédance de R(Y) en fonction de la coordonnée Y du point de contact lorsque la coordonnée X est détectée Une courbe identique est valable lorsque la coordonnée Y est détectée Cette réduction d'impédance est donnée par la fonction AR = (R 2 Y) 2/(R 14 + R 24) dans laquelle R 14 + R 24 est une constante et (R 2 Y) est la portion de l'impédance mesurée par la structure de la technique antérieure et représentée sous la forme (R(Y)

dans la figure 5 c.

L'impédance R 3 de l'amplificateur 34 est typiquement de l'ordre de 106 ohms, tandis que l'impédance de R(Y) est de l'ordre de moins de mille ohms et typiquement de

cinq cents ohms ou moins L'impédance des barres conduc-

trices lia, l 1 b, 12 a et 12 b est typiquement de l'ordre

8 W

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de 0,1 ohm ou moins.

Le convertisseur analogique-numérique 35, qui-dans la version préférée comprend le ADC 0804 bien connu, fabriqué par National Semiconductor transforme le signal de sortie analogique provenant de l'amplificateur liné-

aire 34 en un signal numérique représentatif de la coor-

donnée X du point de contact entre les feuilles conduc-

trices lic et 12 c.

Le circuit de la figure 4 réalise la structure de cette invention La structure représentée dans la figure 3 a été décrite pour la détermination de la coordonnée X du point de contact entre les zones résistantes lic et 12 c sur les feuilles 11 et 12 La mesure de la coordonnée Y inverse la méthode et connecte le conducteur d'entrée de l'amplificateur opérationnel 34 aux deux extrémités de la résistance R(X) au lieu des deux extrémités de la résistance R(Y) Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 34 représente donc la coordonnée Y du point de contact entre les zones résistantes llc et 12 c des feuilles il et 12 La figure 4 représente le circuit

réalisant cette opération Dans la figure 4, les compo-

sants identiques du circuit sont numérotés de façon semblable à ceux de la figure 3 La batterie 31 est représentée connectée à la résistance R(X) pour fournir un courant à travers cette résistance, courant utilisé pour mesurer la coordonnée X Les commutateurs indiqués A 1, A 2, A 3 et A 4 sont représentés fermés pour permettre de mesurer la coordonnée du point de contact Les commutateurs B 1, B 2, B 3 et B 4 sont représentés ouverts Comme le montrent les connexions de la figure 4, la batterie 31 est donc

connectée aux bornes de la résistance R(X) Le commuta-

teur 13 est représenté ouvert mais sera fermé lorsque l'on pressera la surface résistante lic qui sera ainsi mise en contact avec la surface résistante 12 c Le contact 13 X représente la coordonnée X du point de contact entre

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les deux feuilles il et 12 Les extrémités de la résis-

tance R(Y) sont connectées par des commutateurs A 3 et A 4 au conducteur d'entrée de l'amplificateur linéaire 34 qui produit ainsi un signal de sortie représentatif de la coordinatrice "X" du point de contact entre les feuilles 11 et 12 Lorsque l'on désire mesurer la coordinatrice "Y" de ce point, les commutateurs A 1 à A 4 sont ouverts et les commutateurs B 1 à B 4 sont fermés, de façon à connecter

ainsi la batterie 31 aux extrémités de la résistance-R(X).

La résistance R(X) sert alors de capteur pour conduire le courant représentatif de la coordonnée Y du point de contact depuis le conducteur 13 y au conducteur d'entrée de l'amplificateur linéaire 34 Donc, la coordonnée Y du

point de contact entre les feuilles lic et 12 c est déter-

minée de façon analogue à la détermination de la coordonnée

X de ce point de contact Le convertisseur analogique-

numérique 34 fournit un signal sortie numérique représen-

tatif de cette coordonnée Y Naturellement, la fermeture

ultérieure des commutateurs A et l'ouverture des commu-

tateurs B entraîne une autre mesure de la coordonnée X.

Etant donné que les commutateurs A et B sont alternative-

ment et séquentiellement ouverts et fermés, le système peut déterminer en séquence les coordonnées X et Y du point de contact et fournir des signaux représentatifs de ces coordonnées X et Y à un circuit externe pour être

utilisé par un tel circuit.

La structure ci-dessus présente l'avantage suivant l'information obtenue est représentative du centre de la zone de contact au lieu d'être une information quantifiée

comme dans la technique antérieure De plus, en court-

circuitant ensemble les deux barres de bus sur la feuille captrice (c'està-dire la feuille Il comprenant Ry lorsque la coordonnée X est mesurée et la feuille 12 comprenant Rx lorsque la coordonnée Y est mesurée), l'on réalise une connexion à plus faible bruit La chute 2542894 i

d'impédance de la feuille captrice obtenue en court-

circuitant les deux barres de bus ensemble sur la feuille captrice comparée à la configuration selon la technique antérieure est représentée à la figure 3 Les changements grossiers de position sont détectés par le système lorsque l'opérateur déplace son doigt le long de la tablette de contact de façon à modifier le point de contact et les

corrections fines sont faites en faisant tourner le doigt.

Etant donné que l'impédance d'entrée à l'amplificateur, due au branchement en parallèle de cette invention est la moitié de la valeur des résistances R(X) et R(Y) ou moins, le bruit effectif dans l'amplificateur 34 est réduit De plus, en faisant déboucher les contacts lia, llb, 12 a et 12 b (figure 1) sur une basse impédance, on réduit le bruit

et les interférences HF avec le système.

Si l'on se reporte maintenant aux figures 6 à 9, on

y voit une autre version possible de cette invention.

Dans la figure 6, on voit le schéma électrique d'une tablette à contact qui fournira les deux coordonnées X et Y mais d'une façon qui n'exigera pas les commutateurs A 1 à A 4 et B 1 à B 4 comme le montre la figure 4 Dans la figure 6, la tension positive est appliquée à une entrée de chaque résistance R(X) et R(Y) Un point commun unique est prévu comme cela est représenté La tablette délivre deux tensions proportionnelles à deux signaux de sortie

de résistances variables à une voie d'entrée d'un ordina-

teur pour être traitées selon différentes méthodes La coordonnée particulière mesurée doit à nouveau être

séquencée dans le temps de façon que la première coordon-

née, comme Y, soit échantillonnée et qu'ensuite l'autre

coordonnée, telle que X, soit échantillonnée.

Une portion de la structure utilisée pour réaliser

la tablette de la figure 6 est représentée à la figure 7.

Dans la figure 7, on peut voir une feuille 71 d'un matériau isolant souple tel que le mylar qui est revêtue de lignes conductrices horizontales 73-1 à 73-K o K est

un nombre entier choisiet o k est défini comme 1 <k<K.

Les lignes 73-1 à 73-K débouchent dans une ligne résistante

verticale 72 à laquelle elles sont connectées électrique- ment Les lignes 73-1 à 73-K sont formées d'argent conduc- teur dans une

version et la résistance verticale 72 est

formée d'encre résistante conductrice Les encres carac-

téristiques convenant pour-l'utilisation dans cette invention sont généralement bien connues Une extrémité de la résistance verticale 72 est connectée à une source de tension positive et l'autre extrémité de la résistance

verticale 72 est connectée à la terre ou au point commun.

Les lignes conductrices horizontales 73-1 à 73-K sont chacune équipotentielles mais sont électriquement séparées des lignes adjacentes, quoique pas au point que chaque

ligne entre en contact avec un point séparé sur la résis-

tance conductrice 72 Le pouvoir séparateur obtenu par cette structure dépend de la distance entre la ligne 73-k et la ligne 73-(k+l) En fonctionnement, la résistance conductrice 72 est utilisée typiquement comme faisant partie d'un circuit RC qui fournit une constante de temps

pour le fonctionnement d'un circuit de mesure d'inter-

valle de temps.

La figure 8 représente une vue explosée du matériau de la figure 7 incorporé à un ensemble complet de tablette conforme à l'invention La structure de la figure 8 comprend une première feuille de mylar sur laquelle ont été formées des lignes conductrices 73-1 à 73-M (et o m est 1 <M<X et o M est un noxnbre entier choisi) débouchant dans la résistance verticale 72 La résistance 72 est faite d'un matériau tel que l'on obtienne une importante chute de tension entre une extrémité et l'autre du matériau résistant 72 La feuille sous-jacente 70 est une feuille séparatrice 85 comprenant une bague carrée

avec une portion centrale 85 a laissée ouverte Le sépara-

25428941 i teur 85 est constitué d'un matériau isolant Au-dessous du séparateur 85, se trouve une couche de base 86 qui comprend une feuille conductrice capable de se trouver à

un potentiel essentiellement identique en tous ses points.

Au-dessous de la couche de base 86 se trouve un second séparateur 87 au centre duquel a été pratiquée une fenêtre 87 a A nouveau, le séparateur 87 est de forme carrée et constitue une bague carrée apte à maintenir une séparation entre la couche de base 86 et la couche de fond 80 de la structure de cette invention La couche de fond 80 comprend une feuille de structure identique à la

couche 70, à l'exception du fait que les lignes conduc-

trices 83-1 à 83-N sont orthogonales aux lignes conduc-

trices 73-1 à 73-M formées sur la feuille de mylar 70.

La résistance verticale 82 est en contact avec une extré-

mité de chacune des lignes conductrices 83-1 à 83-N et

les deux lignes conductrices 83 et la résistance verti-

cale 82 sont formées sur un substrat en mylar 81 Comme le représente la figure 8,-la feuille 80 ainsi que les lignes conductrices 83-1 à 83-N mesure la coordonnée X d'un point de contact alors que la feuille Moassociée aux lignes conductrices 73-1 à 73-M assure la coordonnée Y de ce point Le montage qui en résulte peut procurer simultanément une mesure directe des deux coordonnées X et Y d'un point de contact ou, si l'on désire réduire les frais et n'utiliser qu'un seul amplificateur linéaire du type choisi dans la figure 3, les coordonnées du point

de contact peuvent être mesurées séquentiellement.

La figure 9 représente une autre conception de la

tablette à contact du type représenté dans la figure 8.

Dans la figure 9, les feuilles 70 et 80 sont semblables à celles de la figure 8, à l'exception du fait que la feuille 80 présente sur sa face supérieure un plan conducteur qui est électriquement connecté par le conducteur 97 à la base métallique conductrice et à l'électrode de base 96 La configuration verticale sur la feuille 80 et la configuration horizontale sur la feuille

sont constituées précisément comme dans la description

ci-dessus en liaison avec la figure 8 Cependant, un séparateur isolant tel que le séparateur 85 ou le sépara- teur 87 représentés dans la figure 8 sont placés entre la feuille 80 et la feuille 70 Lorsqu'il presse la

feuille 70, l'utilisateur appuie sur une ligne parti-

culière 73-M placée sur la feuille conductrice 70 et la met en contact avec le plan de base ou couche conductrice sur la face supérieure de la feuille 80, et il met une ligne particulière 83-N des lignes conductrices 83-1 à 83-N formées sur la surface de fond de la feuille 80 en contact avec le plan de base sous-jacent 96 En conséquence, les coordonnées X et Y du point de contact sont à nouveau déterminées mais dans ce cas elles le sont simultanément si on le désire, selon que un oudeux circuits de lecture du type représenté par la figure 3 sont utilisés La structure des figures 6, 7, 8 et 9 présente l'avantage de ne pas nécessiter de circuits auxiliaires du type représenté dans la figure 4, car cette structure engendre des valeurs de résistance qui

varient en réponse au déplacement du doigt de l'utilisa-

teur ou du stylet sur la surface de la tablette Cette structure procure certains avantages financiers sur des tablettes plus complexes La structure comprend

fondamentalement deux résistances variables qui détermi-

nent les coordonnées X et Y du point de contact de l'utilisateur sur la tablette à contact Il faut noter que l'espacement entre les lignes 73-1 à 73-M et 83-1 à 83-M détermine le pouvoir séparateur qu'il est possible

d'obtenir avec cette invention.

La résolution peut être doublée en ajoutant un circuit logique pour détecter le contact de deux lignes conductrices adjacentes au lieu d'une seule ligne Lorsque 18- les deux lignes conductrices adjacentes sont en contact, ainsi qu'on sait le faire dans la technique antérieure, on peut supposer que l'emplacement moyen du contact se trouve équidistant des deux lignes En prenant des nombres différents de lignes et des espacements différents pour la coordonnée X par rapport à la coordonnée Y, on peut faire

varier la résolution de la tablette-d'un axe à l'autre.

Le matériau représenté sous forme de lignes 72 ou 82

a une composition et des dimensions telles que la résis-

tance globale de la bande est égale à la plus grande valeur obtenue avec les potentiomètres utilisés autrement avec les systèmes informatiques selon la technique antérieure A titre d'exemple, si le système informatique est conçu pour l'utilisation avec un potentiomètre de 500 000 ohms et que la bande résistante est préparée à partir d'une encre à base de graphite pour sérigraphie, avec une résistance de 5 000 ohms au carré, cette bande résistante devrait avoir un rapport dimensionnel de à 1 pour que l'on obtienne la valeur désirée de

résistance.

Les feuilles comme le mylar peuvent aussi être formées de tout autre matière plastique isolante souple ou matériau équivalent Les feuilles comme les feuilles 70 et peuvent être préparées selon un certain nombre de méthodes comprenant la sérigraphie, la vaporisation sous

vide ou la lamination, mais non limitées à ces dernières.

La feuille de base 86 représentée à la figure 8 peut être formée d'une couche isolante sur laquelle sont formées deux surfaces conductrices, dont l'une doit être

mise en contact par les conducteurs sur la couche supé-

rieure isolante 70 et dont l'autre doit être mise en contact par les conducteurs se trouvant sur la couche isolante de fond 80 Dans une autre solution, cette

feuille de base peut comporter une seule couche conduc-

trice de matériau -

Les feuilles 70 et 80 représentées dans la figure 8 et les feuilles correspondantes 70 et 80 représentées dans la figure 9 sont disposées par rapport à de fines entretoises (ou séparateurs) de façon à être maintenues séparées les unes des autres par la tension lorsqu'elles ne sont pas pressées Lorsque l'on appuie avec le doigt ou tout autre instrument approprié sur la surface d'une feuille, le point de contact est suffisamment pressé pour amener les deux feuilles en contact avec la feuille conductrice Ceci crée effectivement deux valeurs séparées de résistance conformément au schéma représenté à la figure 6 Donc, la structure représentée à la figure 8 et également la structure représentée dans la figure 9 sont des dispositifs d'entrée appropriés pour un système

informatique.

Lorsqu'un doigt se déplace le long d'un axe de la structure de la figure 8 ou de la figure 9, la résistance d'une feuille changera en réponse à la position du doigt

tandis que l'autre restera essentiellement constante.

Lorsqu'on déplace le doigt le long de l'autre axe, les variations de résistance décrites ci-dessus commuteront

l'axe comme on s'y attendait.

Etant donné que l'utilisation de trois couches souples est une dépense supplémentaire et-étant donné que chaque tablette exige typiquement une plaque de base rigide, l'autre configuration possible pour la tablette

représentée à la figure 9 présente certains avantages.

La tablette de la figure 9 est constituée d'une première feuille portant des barres conductrices et une bande résistante, une seconde feuille du premier type dont la surface est adjacente aux trajets conducteurs sur la première feuille pourvue d'un revêtement uniforme et extrêmement conducteur et une base métallique rigide de matériau extrêmement conducteur et non corrosif, par exemple de l'acier inoxydable Les deux feuilles souples

2542894 S

sont disposées de façon espacée l'une de l'autre lorsqu'elles ne sont pas touchées La pression du doigt amène toutes les surfaces en contact à un certain point et engendre alors deux valeurs de résistance présentant les caractéristiques décrites précédemment en liaison

avec la structure de la figure 8, par exemple.

Quoique de nombreuses techniques de fabrication conviennent bien pour la production des structures décrites ci-dessus, les tablettes de cette invention conviennent particulièrement pour la fabrication à base de techniques d'impression sérigraphiques à bas prix normalement associées à la technologie des claviers à membrane Quoique l'invention ait été décrite en se référant à trois versions, il est compréhensible que d'autres versions de cette invention seront évidentes pour

les spécialistes pour ce qui est de la présente descrip-

tion La description ci-dessus est donnée à titre illus-

tratif et non à titre limitatif.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Str Ucture caractérisée en ce qu'elle comprend une première feuille ( 70) de matériau isolant ayant une première surface et une seconde surfaces, une seconde feuille ( 80) de matériau isolant ayant une première surface et une seconde surfaces, un premier groupe de bandes conductrices ( 73-1 73-M) formées sur la première surface de ladite première feuille, tel que chacune desdites premières bandes est espacée de la bande ou des bandes adjacentes par un premier espacement prédéterminé, un second groupe de bandes conductrices ( 83-1 83-N) formées sur la première surface de ladite seconde feuille, tel que chacune des bandes conductrices du second groupe est espacée de la bande ou des bandes adjacentes par un second espacement prédéterminé, une première bande résistive ( 72) contactant et connectant une extrémité de chacune desdites bandes _zrdactrices du premier groupe à ladite première surface e Ladite première feuille, une seconde bande résistive ( 82) contactant et connectant une extrémité de chacune desdites bandes conductrices du second groupe sur la première surface de ladite seconde feuille, une troisième feuille ( 86) comprenant un matériau conducteur, ladite troisième feuille ayant une première et une seconde surfaces, un moyen ( 85) pour maintenir ladite première feuille à une distance prédéterminée de ladite première surface de ladite troisième feuille de matériau conducteur, ladite première feuille étant orientée de telle façon que le premier groupe de bandes conductrices fait face à ladite première surface de ladite troisième feuille de matériau conducteur, un moyen ( 87) pour maintenir ladite seconde feuille de matériau isolant à une distance prédéterminée de la seconde surface de ladite troisième feuille de matériau conducteur, ladite seconde feuille étant orientée de telle façon que ledit second groupe de bandes conductrices fait face à ladite seconde surface de la troisième feuille de matériau conducteur, un premier moyen de formation d'un contact électrique avec ladite première bande de matériau résistif, et un second moyen de formation d'un contact électrique

avec ladite seconde bande de matériau résistif.

2 Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que: ledit premier groupe de bandes conductrices de ladite première feuille de matériau conducteur comprend des bandes parallèles sélectivement espacées, ladite première bande de matériau résistif forme un premier potentiomètre, ledit second groupe de bandes conductrices comprend un second groupe de bandes conductrices parallèles sélectivement espacées, et ladite seconde bande résistive forme un second potentiomètre, et ledit premier groupe de bandes conductrices est disposé de façon orthogonale audit second groupe de bandes

conductrices.

3 Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend: un moyen pour appliquer un premier potentiel à ladite première bande résistive, un moyen pour appliquer un second potentiel à ladite seconde bande résistive, un moyen pour appliquer à ladite troisième feuille un

potentiel de référence.

Structure selon la revendications, caractérisée en

ce que ledit potentiel de référence est à la masse.

'42894

Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit potentiel de référence est à une tension prédéterminée. 6 Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen pour déterminer la coor- donnée X et la coordonnée Y d'un point de contact sur ladite structure en réponse à une pression appliquée sur

ladite première feuille et ladite seconde feuille simul-

tanément en contact avec ladite troisième feuille à un point choisi, et qui a pour effet de produire un premier potentiel aux bornes d'une portion au moins de ladite première bande résistive et un second potentiel aux bornes d'une portion au moins de ladite seconde bande résistive, ledit premier potentiel étant représentatif de la valeur d'une première coordonnée et ledit second potentiel étant représentatif de la valeur d'une seconde coordonnée orthogonale à ladite première coordonnée dudit point choisi. 7 Structure caractérisée en ce qu'elle comprend une première feuille ( 70) de matériau isolant ayant une première surface et une seconde surface; une seconde feuille ( 80) de matériau isolant ayant une première surface et une seconde surface; un premier groupe de bandes conductrices ( 73-1 73-M) formées sur la première surface de ladite première feuille de matériau isolant; une première bande résistive ( 72) en contact, et formant une connexion, avec une extrémité de chacune des bandes conductrices du premier groupe sur ladite première surface de ladite première feu 4 le de matériau isolant; un second groupe de bandes conductrices ( 83-1 83-N) formées sur la première surface de ladite seconde feuille de matériau isolant une seconde bande résistive'( 82) en contact, et formant une connexion, avec une extrémité desdites bandes 2542894 i conductrices du second groupe sur ladite première surface de ladite seconde feuille de matériau isolant; une couche conductrice formée sur ladite seconde face de ladite seconde feuille de matériau isolant; une troisième feuille ( 96) de matériau conducteur; un moyen pour orienter ladite première feuille de matériau isolant, ladite seconde feuille de matériau

isolant et ladite troisième feuille de matériau conduc-

teur de façon que le premier groupe de bandes conductri-

ces fasse face à la couche conductrice formée sur la seconde surface de ladite seconde feuille de matériau isolant, ledit second groupe de bandes conductrices faisant face à ladite feuille de matériau conducteur, mais étant espacé de celle-ci d'une distance prédéterminée de façon qu'en pressant un point choisi sur ladite structure, une ou deux des bandes conductrices correspondantes du

premier groupe viennent en contact avec la couche conduc-

trice formée sur ladite seconde surface de ladite seconde feuille de matériau isolant et qu'une ou deux des bandes conductrices correspondantes dudit second groupe viennent

en contact avec la troisième feuille de matériau conduc-

teur, déterminant ainsi la première coordonnée du point de contact et une seconde coordonnée orthogonale à ladite

première coordonnée dudit point de contact.

8 Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite première bande de matériau résistif forme un premier potentiomètre, ladite seconde bande de matériau résistif forme un

second potentiomètre, -

et en ce qu'elle comprend un moyen pour déterminer le courant qui traverse ladite première bande de matériau résistif et ledit courant à travers ladite seconde bande de matériau résistif, de façon-à déterminer la première

coordonnée dudit point de contact et la seconde coor-

Z 542894

donnée orthogonale à ladite première coordonnée dudit

point de contact.

9 Structure caractérisée en ce qu'elle comprend,: une première feuille ( 70) de matériau isolant présentant une première surface et une seconde surface, un premier groupe de bandes conductrices ( 73-1 73-M) formées sur la première surface de ladite première feuille de façon que chacune desdites bandes soit espacée de la bande ou des bandes adjacentes par un premier espacement prédéterminé, une première bande résistive ( 72) étant en contact, et faisant une connexion avec une extrémité de chacune des bandes conductrices du groupe sur ladite première surface de ladite première feuille, dans laquelle ladite première bande résistive forme un potentiomètre, une seconde feuille ( 86) comprenant un matériau conducteur, ladite seconde feuille présentant une première et une seconde surfaces, un moyen ( 85) pour maintenir ladite première feuille à une distance prédéterminée de ladite seconde feuille et dans lequel le premier groupe de bandes conductrices formées dans ladite première surface se trouve face à la première surface de ladite seconde feuille, un moyen pour appliquer un potentiel électrique à ladite première bande résistive, et un moyen pour détecter l'impédance présentée par ladite première bande résistive, ladite impédance étant représentative de la coordonnée d'une bande conductrice particulière du premier groupe mise en contact avec ledit matériau conducteur en réponse à la pression effectuée par un utilisateur sur la première feuille contre ladite

seconde feuille.