FR2845183A1 - Stylus type pointer system for a graphic tablet comprises a resistive surface over which a stylus is moved generating electrical impulses which are collected at the surface edges and extremities and used to indicate its position - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un système permettant de repérer lesThe present invention relates to a system for locating
coordonnées sur une surface d'un dispositif de pointage. Il se compose matériellement de deux éléments distincts, la surface sur laquelle la position veut être repérée et un dispositif de pointage. Elle a pour cadre le coordinates on a surface of a pointing device. It consists materially of two distinct elements, the surface on which the position wants to be located and a pointing device. Its framework is
domaine de l'interface homme machine et plus particulièrement la saisie de coordonnées. field of human machine interface and more particularly the entry of coordinates.
Dans le cas d'un système de pointage de type tablette graphique, la résolution de la position In the case of a pointing system such as a graphics tablet, the resolution of the position
est généralement définie par l'induction d'un courant dans une matrice de fils conducteurs. La surface contient alors une matrice composée de deux trames perpendiculaires de fils conducteurs, un dispositif de pointage (stylet, souris, etc..), source d'un champ magnétique, induit lors de son déplacement à proximité de la surface, un courant électrique dans les fils survolés de la matrice. 10 L'analyse de ces signaux permet la résolution de la position absolue du dispositif de pointage. is generally defined by the induction of a current in a matrix of conducting wires. The surface then contains a matrix composed of two perpendicular frames of conductive wires, a pointing device (stylus, mouse, etc.), source of a magnetic field, induced during its movement near the surface, an electric current in the overflown wires of the matrix. 10 The analysis of these signals allows the resolution of the absolute position of the pointing device.
D'autres systèmes mettent en oeuvre une technologie utilisant la résonance électromagnétique, par laquelle les champs électromagnétiques sont envoyés au dispositif de pointage et retournés pour identifier la position de celui-ci. Dans ces dispositifs, une grille sensible qui quadrille la surface active, émet et reçoit un signal radiofréquence. La grille sensible analyse le champ émis en retour 15 généré par un circuit intégré du dispositif de pointage. Other systems use technology using electromagnetic resonance, whereby electromagnetic fields are sent to the pointing device and returned to identify the position of the device. In these devices, a sensitive grid which squares the active surface, transmits and receives a radio frequency signal. The sensitive grid analyzes the field emitted in return 15 generated by an integrated circuit of the pointing device.
Les inconvénients de ces techniques résident dans la complexité de l'électronique associée à la détermination de la position. On pourrait également souligner les limitations techniques inhérentes à ces systèmes quant à la précision de résolution de la position et à la difficulté de mise à l'échelle en particulier dans le cas de système de grandes dimensions (densité des trames conductrices, 20 homogénéité du champ électromagnétique...). The drawbacks of these techniques lie in the complexity of the electronics associated with determining the position. One could also underline the technical limitations inherent in these systems with regard to the resolution accuracy of the position and the difficulty of scaling, in particular in the case of a large system (density of the conducting frames, homogeneity of the field electromagnetic...).
Le dispositif selon l'invention permet de remédier, non exclusivement, aux inconvénients précédemment évoqués. Ce dispositif se compose d'une surface de résistivité électrique déterminée (par souci de concision il y sera fait référence par la suite sous la dénomination " surface résistive ") sur laquelle un dispositif de pointage vient générer des charges électriques 25 par contact direct ou par capacité. La charge diffusant sur la surface résistive, est fractionnellement The device according to the invention overcomes, not exclusively, the drawbacks mentioned above. This device consists of a determined electrical resistivity surface (for the sake of brevity, reference will be made thereafter under the name "resistive surface") on which a pointing device generates electrical charges 25 by direct contact or by capacity. The charge diffusing on the resistive surface is fractionally
collectée à différentes extrémités de celle-ci. La position du dispositif de pointage est alors obtenue par l'analyse des quantités de charge électrique collectées aux différentes extrémités. collected at different ends of it. The position of the pointing device is then obtained by analyzing the quantities of electrical charge collected at the different ends.
Cette position est déterminée comme une fonction du barycentre des charges collectées. C'est à dire que la position selon une certaine direction sera établie comme le rapport de la (des) charge(s) 30 la (les) plus extrême(s) dans cette direction sur l'ensemble des autres charges. L'électronique devant être mise en jeu pour résoudre la position est alors extrêmement simple puisqu'elle ne peut This position is determined as a function of the barycenter of the collected charges. That is, the position in a certain direction will be established as the ratio of the most extreme load (s) in this direction over all of the other loads. The electronics that must be used to resolve the position is therefore extremely simple since it cannot
faire appelle qu'à des amplificateurs de charge et à des convertisseurs analogique numériques. use only charge amplifiers and analog to digital converters.
Selon des modes particuliers de réalisation: - les bords de la surface résistive peuvent avoir une résistivité différente de la surface, de façon à minimiser les aberrations géométriques liées à la propagation de la charge. La résistance des bords According to particular embodiments: - the edges of the resistive surface can have a different resistivity from the surface, so as to minimize the geometric aberrations linked to the propagation of the charge. Edge resistance
peut être constante ou varier sur la longueur du bord concerné. can be constant or vary over the length of the edge concerned.
- les bords de la surface résistive peuvent avoir une courbure particulière, choisie de façon à minimiser les aberrations géométriques liées à la propagation de la charge. - The edges of the resistive surface can have a particular curvature, chosen so as to minimize the geometric aberrations linked to the propagation of the load.
- la surface résistive peut être un polygone quelconque à bords droit ou concaves. - the resistive surface can be any polygon with straight or concave edges.
- les collecteurs de charges (extrémités de la surface résistives) ont une impédance adaptée à la - the charge collectors (resistive ends of the surface) have an impedance adapted to the
collection des charges de façon à limiter les aberrations géométriques. collection of charges so as to limit geometric aberrations.
- la surface résistive peut ne pas être en contact direct (contact électrique) avec le dispositif de 10 pointage mais recouvert par un autre matériau, à des fins de protection, de reproduction d'un modèle (calque) ou afin de faire varier l'intensité de la charge déposée sur la surface résistive (voir - the resistive surface may not be in direct contact (electrical contact) with the pointing device but covered by another material, for the purposes of protection, reproduction of a model (layer) or in order to vary the intensity of the charge deposited on the resistive surface (see
paragraphe suivant). La charge est alors induite de façon capacitive sur la surface résistive. next paragraph). The charge is then capacitively induced on the resistive surface.
- l'intensité de la charge effectivement créée sur la surface peut varier avec la pression exercée du dispositif de pointage sur la surface. La charge totale mesurée est alors fonction de la pression 15 exercée, qui peut être associée, dans l'exemple d'une tablette graphique et pour le cas du traçage d'un trait, à la largeur ou à l'intensité chromatique du trait en cours de réalisation. La variation de la charge peut également être interprétée de façon discrète, par exemple dans le cas d'un dispositif de pointage de type souris, cette variation dépassant un certain seuil peut être interprétée comme - the intensity of the charge actually created on the surface can vary with the pressure exerted by the pointing device on the surface. The total charge measured is then a function of the pressure exerted, which can be associated, in the example of a graphic tablet and for the case of tracing a line, with the width or the chromatic intensity of the line in course of realization. The variation in the load can also be interpreted discreetly, for example in the case of a pointing device of the mouse type, this variation exceeding a certain threshold can be interpreted as
relative à la position bistable d'un bouton de la souris. relative to the bistable position of a mouse button.
- dans le cas ou le dispositif de pointage émet des charges faibles, on pourra avoir recours à des éléments amplificateurs de charge. Ces amplificateurs seront placés au plus près des collecteurs de - in the case where the pointing device emits low charges, it will be possible to use charge amplifying elements. These amplifiers will be placed as close as possible to the
charges (les extrémités de la surface résistive). charges (the ends of the resistive surface).
- le calcul de la position pourra être facilité par intégration de la charge et successive numérisation - the position calculation can be made easier by integrating the load and successive digitization
par un convertisseur analogique numérique. by an analog-to-digital converter.
- la position peut être obtenue par méthode statistique sur plusieurs des charges obtenues pour une - the position can be obtained by statistical method on several of the charges obtained for a
même position du dispositif de pointage. same position of the pointing device.
- les matériaux utilisés peuvent être transparents. L'usage de verres ou de polymères conducteurs - the materials used can be transparent. The use of conductive glasses or polymers
pouvant présenter un intérêt économique et/ou esthétique. which may be of economic and / or aesthetic interest.
Les dessins annexés illustrent l'invention: The accompanying drawings illustrate the invention:
La figure 1 représente en vue de dessus, le dispositif de l'invention. Figure 1 shows a top view of the device of the invention.
La figure 2 représente en vue de dessus, une variante de ce dispositif. Figure 2 shows a top view of a variant of this device.
En référence à ces dessins, le dispositif comporte une surface résistive (1), entourée de bords (2) dont la résistivité surfacique diffère de celle de la surface. Aux quatre coins de la surface résistive se trouvent les collecteurs de charge électrique (3) reliées à une électronique de traitement 35 (non représentée) permettant le calcul du barycentre des charges collectées. Le dispositif de pointage (4), est mis en contact avec la surface et créé sur celle-ci une impulsion électrique à With reference to these drawings, the device comprises a resistive surface (1), surrounded by edges (2) whose surface resistivity differs from that of the surface. At the four corners of the resistive surface are the electric charge collectors (3) connected to a processing electronics 35 (not shown) allowing the calculation of the barycenter of the collected charges. The pointing device (4) is brought into contact with the surface and creates an electric pulse thereon.
intervalles réguliers.regular intervals.
Dans la forme de la réalisation selon la figure 2, les bords (2) de la surface résistive sont In the embodiment according to Figure 2, the edges (2) of the resistive surface are
concaves. De plus, la largeur et la hauteur de la surface résistive ne sont pas identiques. Les 5 résistivités des bords suivant la hauteur et suivant la largeur ne sont alors pas les mêmes et seront ajustées de façon à minimiser les aberrations géométriques dans chacune des directions. concave. In addition, the width and height of the resistive surface are not identical. The 5 resistivities of the edges along the height and along the width are then not the same and will be adjusted so as to minimize the geometric aberrations in each of the directions.
A titre d'exemple non limitatif, la surface résistive aura les dimensions de lbxlb, avec lb valant 300mm. Le rayon de courbure du bord rb sera de 600 mm. La résistivité de la surface R,, vaudra 105 Ohms carré. La largeur de la bordure db vaudra 6mm. Afin de minimiser les aberrations 10 géométrique, liée à la propagation d'une charge dans un milieu fini, la valeur de la résistance surfacique de la bordure Rb, sera choisie tel que: RbIdb=RsIrb Soit pour l'exemple présent, une résistance surfacique de la bordure de 103 Ohms carré. Un dispositif de pointage, par exemple un stylet, injecte sur la surface par sa pointe et de façon 15 répétitive une charge électrique d'une valeur de l'ordre du pico Coulomb. Des préamplificateurs de charge de faible impédance d'entrée amplifient les quatre charges récoltées aux extrémités de la surface résistive (collecteurs de charges). Des convertisseurs analogiques numériques, numérisent alors les valeurs des charges amplifiées pour un traitement numérique aisé. L'utilisation de convertisseurs numérique rapide 16 bits, permettrait d'attendre une résolution théorique de 4,6 20 microns sur la totalité de la surface à des fréquences de l'ordre du mega Hertz. Le déclenchement de ces convertisseurs analogique numérique sera effectué sur une fraction de la somme des charges récoltées. Enfin, une unité de traitement numérique calcule les positions X et Y par une méthode de division de charge. Soit les collecteurs de charges numérotés de un à quatre dans le sens des aiguilles d'une montre et en commencant par le coin supérieur gauche. La position X (position sur 25 la verticale) est obtenue comme le rapport de la somme des valeurs des charges collectées aux By way of nonlimiting example, the resistive surface will have the dimensions of lbxlb, with lb being 300mm. The radius of curvature of the edge rb will be 600 mm. The resistivity of the surface R ,, will be worth 105 Ohms square. The width of the border db will be worth 6mm. In order to minimize the geometric aberrations, linked to the propagation of a charge in a finite medium, the value of the surface resistance of the border Rb, will be chosen such that: RbIdb = RsIrb For the present example, a surface resistance of the border of 103 Ohms square. A pointing device, for example a stylus, repeatedly injects an electrical charge onto the surface with its tip of the order of pico Coulomb. Low input impedance charge preamplifiers amplify the four charges collected at the ends of the resistive surface (charge collectors). Analog digital converters then digitize the amplified load values for easy digital processing. The use of fast 16-bit digital converters would allow a theoretical resolution of 4.6 20 microns over the entire surface to be expected at frequencies of the order of mega Hertz. The triggering of these analog to digital converters will be carried out on a fraction of the sum of the charges collected. Finally, a digital processing unit calculates the X and Y positions by a load division method. Or the charge collectors numbered from one to four in a clockwise direction and starting with the upper left corner. Position X (position on the vertical) is obtained as the ratio of the sum of the values of the charges collected to the
collecteurs un et deux sur la somme des charges collectées (charge totale) . Réciproquement, la position Y (position sur l'horizontale) est obtenue comme le rapport de la somme des valeurs des charges collectées aux collecteurs deux et trois sur la charge totale collectée. La définition de la position peut être améliorée par toutes méthodes statistiques sur les charges successivement 30 collectées. collectors one and two on the sum of the charges collected (total charge). Conversely, position Y (position on the horizontal) is obtained as the ratio of the sum of the values of the charges collected at collectors two and three over the total charge collected. The definition of the position can be improved by any statistical method on the successively collected charges.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation de périphérique The device according to the invention is particularly intended for the production of peripheral
d'entrée de type tablette graphique. graphic tablet type input.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR0211942A FR2845183A1 (en) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | Stylus type pointer system for a graphic tablet comprises a resistive surface over which a stylus is moved generating electrical impulses which are collected at the surface edges and extremities and used to indicate its position |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2845183A1 true FR2845183A1 (en) | 2004-04-02 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR0211942A Pending FR2845183A1 (en) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | Stylus type pointer system for a graphic tablet comprises a resistive surface over which a stylus is moved generating electrical impulses which are collected at the surface edges and extremities and used to indicate its position |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2845183A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2522406A1 (en) * | 1982-03-01 | 1983-09-02 | Centre Nat Rech Scient | Electric charge two or three=dimensional position pick=up - has resistive collector surface, dielectric layer and earthed conductor |
| WO1987004553A1 (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-30 | Interaction Systems, Inc. | Method and apparatus for improved electronic touch mapping |
| EP0397244A2 (en) * | 1989-05-08 | 1990-11-14 | Philips Electronics Uk Limited | Touch sensor array systems and display systems incorporating such |
-
2002
- 2002-09-26 FR FR0211942A patent/FR2845183A1/en active Pending
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