FR2917861A1 - Dispositif et methode de pointage - Google Patents

Abstract

Dispositif de pointage pour un ordinateur comportant une surface tactile 213 positionnée par exemple au-dessus d'un clavier 206.

Description

-1- Dispositif et méthode de pointage.

I)omaine technique: Il s'agit d'une méthode pour activer un bouton virtuel sur un ordinateur au moyen d'un écran tactile. Par exemple le bouton virtuel peut simuler le bouton droit ou gauche d'une souris d'ordinateur. Il s'agit également d'un dispositif d'écran tactile pour mettre en oeuvre cette méthode, et destiné à remplacer une souris d'ordinateur.

Art antérieur: Une méthode de pointage et d'activation d'un bouton virtuel à l'aide d'un stylet touchant un écran tactile est décrite dans le brevet US 6,791,536 132. La méthode de pointage décrite dans ce brevet nécessite d'une part l'utilisation d'un stylet, et d'autre part ne permet l'activation que d'un nombre limité de boutons. Il existe des surfaces tactiles directement superposés à des écrans d'affichage d'ordinateurs. Ces écrans tactiles sont mal adaptés à l'utilisation pour la bureautique avec des écrans de bonne taille, parce qu'un utilisateur utilisant son clavier est conduit à faire des gestes excessivement amples pour atteindre son écran d'ordinateur, et parce que les techniques de pointage au doigt qu'ils utilisent ne sont pas assez précises. Il existe des pavés tactiles de petites dimensions positionnées horizontalement devant les claviers d'ordinateurs po tables. ('es pavés tactiles sont utilisés uniquement quand une souris n'est pas disponible, en particulier parce que leur petite dimension les rend imprécis et difficiles d'usage, et parce que leur position horizontale n'en rend pas l'utilisation plus intuitive que celle d'une souris.

Description de l'invention. L'invention a pour but de permettre un pointage direct, sans stylet, sur la surface tactile, y compris si la surface tactile est disjointe de l'écran afficheur, et avec une précision équivalente à celle qui serait obtenue à l'aide d'un stylet.

L'invention a également pour but de remplacer une souris d'ordinateur par un dispositif de pointage ergonomique d'utilisation plus simple, faisant gagner du temps à l'utilisateur, et évitant les syndromes liés à l'utilisation répétitive de la souris. Un aspect de l'invention consiste en un dispositif de pointage destiné à un ordinateur, comprenant: - une surface tactile adaptée pour détecter la position d'un objet venant au contact de cette surface; - une hase destinée à être posée sur un plan ou fixée à un support; - une liaison entre la base et la surface tactile, adaptée pour que, la hase étant disposée horizontalement, la surface tactile regarde vers le bas ou fasse avec la verticale un angle inférieur à 20 degrés, caractérisé par le fait que la surface tactile n'est pas superposée à un écran d'affichage, pour être utilisée à pointer un écran d'affichage distant.

La surface tactile peut cependant être superposée à un écran auxiliaire, affichant par exemple le dernier point de contact avec l'écran tactile. IIn tel écran ne constitue pas l'écran d'affichage principal de l'ordinateur, que l'utilisateur est amené à regarder en temps normal, mais une simple aide pour aider l'utilisateur à repositionner ses doigts de manière approximativement reproductible sur la surface tactile. Un tel écran auxilliaire ne met pas en cause le principe général de l'invention, et un autre aspect de l'invention peut donc être un dispoitif de pointage comprenant un tel écran auxilliaire. Contrairement aux écrans tactiles usuels, l'invention n'a pas pour objectif principal d'être utilisée dans des lieux publics pour fournir une interface immédiate à des utilisateurs de passage. Elle a pour objectif de remplacer une souris d'ordinateur, cc qui signifie qu'elle doit pouvoir être utilisée non seulement intuitivement mais également rapidement et sans fatigue oculaire excessive, pour un coût compatible avec celui des autres dispositifs de pointage existants. C'est pourquoi la surface tactile est non superposée à l'écran d'affichage, pour que l'écran d'affichage puisse rester à distance, ce qui est moins pénible pour les yeux. Par ailleurs ceci permet d'optimiser la taille de la surface tactile pour faciliter le mouvement des doigts, indépendamment de la taille du ou des écrans d'affichage optimisée pour en faciliter l'observation. Cette optimisation conduit à une surface tactile souvent plus petite que l'écran d'affichage (surtout pour cle grands écran) et néanmoins nettement plus grande que les pavés tactiles de petite taille utilisés par exemple sur des ordinateurs portables.

Si la surface tactile est sensiblement verticale, la correspondance entre l'action sur la surface tactile et le déplacement d'un pointeur sur l'écran d'affichage devient beaucoup plus intuitive que si la surface tactile est horizontale. Le mouvement des doigts d'un utilisateur ayant tendance à se faire, pour minimiser l'effort, suivant un arc de cercle, il est par ailleurs souhaitable que la surface tactile épouse cet arc de cercle ou soit tangente à cet arc de cercle, ce qui amène à utiliser une surface tactile regardant vers le bas. Par ailleurs l'utilisation prolongée d'un contact entre la partie sensible du doigt et la surface tactile peut être désagréable pour l'utilisateur et il peut être préférable d'utiliser l'ongle pour établir le contact avec la surface tactile, ce qui se fait plus facilement si la surface tactile regarde vers le bas. Sur le plan ergonomique, la position idéale de la surface tactile résulte d'un compromis entre ces différentes contraintes. Le fait d'avoir une surface tactile sensiblement verticale ou regardant vers le bas permet également d'en minimiser l'encombrement. La surlàce occupée sur un plan de travail par une surface tactile verticale est faible, et une surface tactile verticale ou regardant vers le bas peut cire positionnée par exemple au-dessus d'un clavier, ce qui a pour effet de supprimer l'encombrement dû à la surface tactile, puisque celle-ci ne génère pas d'encombrement supplémentaire par rapport au clavier. Cette diminution de l'encombrement permet également d'utiliser des surfaces tactiles de plus grandes dimensions par rapport aux pavés tactiles horizontaux des ordinateurs portables, ce qui a pour effet d'améliorer la précision du pointage. Sur le plan de l'encombrement, une autre solution serait d'utiliser une surface tactile jouant à la fois le rôle de clavier et de surface tactile pour le pointage. Toutefois ceci amène à une interface ne comportant pas de clavier traditionnel. Hors les utilisateurs sont attachés au clavier traditionnel qui est plus agréable à utiliser que des claviers basés sur des sur races tactiles.

Un problème d'encombrement est toutefois généré par l'existence de la base qui, lorsqu'elle est posée sur une table, doit être suffisamment stable pour ne pas se déplacer ou tomber lorsque l'utilisateur pointe à l'aide de son doigt, appuyant par là même dans un sens qui tend à déstabiliser la base. Ce problème ne se poserait pas si la -3- surface tactile était horizontale. Pour limiter l'encombrement dû à la base, la base peut de préférence comprendre un clavier. Le clavier a un encombrement horizontal important qui permet de stabiliser la base sans qu'il soit nécessaire d'augmenter l'encombrement horizontal de l'ensemble hase-clavier. Par ailleurs le fait de relier directement la surface tactile au clavier facilite le positionnement de la surface tactile par rapport au clavier. En effet sur le plan ergonomique la surface tactile doit toujours être près du clavier pour ne pas nécessiter de mouvements excessifs. De plus, il est souhaitable de pouvoir déplacer le clavier tout en conservant une position ergonomique de la surface tactile par rapport au clavier, sans devoir à chaque déplacement du clavier repositionner manuellement la surface tactile . Ceci nécessite une liaison directe entre le clavier et la surface tactile. 11n aspect de l'invention est donc un clavier d'ordinateur comprenant une surface tactile intégrée, la liaison entre le clavier et la surface tactile étant adaptée pour que, le clavier étant disposée horizontalement, la surface tactile regarde vers le bas ou fasse avec la verticale un angle inférieur à 20 degrés. L'angle entre le clavier et la surface tactile est donc compris entre 0 et 110 degrés. De préférence, la surface tactile est placée au-dessus du clavier. Ceci minimise l'encombrement et facilite l'accès à la surface tactile. I_a surface tactile peut également être placée juste derrière le clavier. Cette solution nécessite toutefois des mouvements légèrement plus amples pour accéder à la surface tactile. De préférence la surface tactile est transparente, pour gêner le moins possible la vision de l'utilisateur vers le clavier ou l'écran d'affichage, y compris lorsque l'utilisateur adopte des positions non standard. Pour que le système soit optimisé sur le plan ergonomique, il est souhaitable d'utiliser une surface tactile capable de détecter un contact eflèctué avec l'ongle plutôt qu'avec la pulpe du doigt. La surface tactile doit également être de dimensions suffisantes et de coût faible. Les surfaces tactiles multi-touch qui sont capables de détecter simultanément plusieurs contacts sont habituellement basés sur des systèmes capacitifs ne pouvant pas détecter un contact effectué avec l'ongle, ou des systèmes d'imagerie à réflexion interne totale qui détectent difficilement un contact effectué avec l'ongle. De plus ces types d'écrans sont coûteux. Un type de surface tactile qui convient mieux à la présente application est une surface tactile basée sur une technologie résistif .

Cependant ce type de surface tactile, comme d'autres types bas coût de surfaces tactiles tactiles, ne peut pas simultanément et indépendamment détecter les positions de deux doigts distincts. Ceci limite les possibilités, puisque s'il est possible de pointer, il est plus difficile d'utiliser la même surface tactile pour simuler l'activation d'un bouton de souris d'ordinateur (clic de sopuris par exemple). Des solutions existent, comme par exemple générer systématiquement un clic de souris quand l'utilisateur relève le doigt. Mais cette solution ne permet pas la même souplesse d'utilisation que l'utilisation d'une souris d'ordinateur classique. Suivant un aspect (le l'invention résolvant ce problème, la surface tactile est utilisée pour pointer, c'est-à-dire pour positionner sur l'écran d'affichage un symbole de pointage en un point dépendant de la position du contact sur la surface tactile, et l'activation des boutons d'une souris est simulée par un autre moyen. Dans ce cas on peut ajouter au clavier des touches spécialisées pour remplacer les boutons de la souris. De préférence ces touches spécialisées sont montés sur ressorts avec un débattement relativement ample comme sur un clavier traditionnel, parce que ce type de bouton procure un retour plus agréable à l'utilisateur et nécessite moins d'effort que les boutons traditionnels d'une souris, à débattement plus laible. De préférence ces touches spécialisées sont installées -4- à gauche du clavier pour être trouvées facilement et intuitivement par l'utilisateur. Notons que dans un clavier pour gaucher ces touches seraient plutôt à droite, la main la plus habile devant être utilisée pour pointer. Suivant une autre version de l'invention permettant de résoudre le même problème de la simulation de l'activation du bouton d'une souris d'ordinateur, l'invention consiste également en un procédé d'utilisation d'un dispositif de pointage comportant une surface tactile et permettant de positionner un symbole de pointage sur un écran d'affichage, - le dispositif de pointage étant adapté pour détecter l'existence et la position d'un contact sur la surface tactile par la mesure d'une pluralité de paramètres dépendant chacun de l'existence et de la position de ce contact, - le dispositif de pointage n'étant pas adapté pour mesurer, en même temps qu'une première position d'un premier contact sur la surf àce tactile, une deuxième position d'un deuxième contact sur la surface tactile, le procédé comprenant: a)- une première mesure de la pluralité de paramètres, b)- une deuxième mesure de la pluralité de paramètres, postérieure à la première mesure, e)- si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la première mesure, une étape de maintien en place ou de déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage, le procédé étant caractérisé par les faits suivants: d) - si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile, et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone d'activation dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la première mesure, alors le procédé comprend une étape de simulation de l'activation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état. De préférence, la zone d'activation est adaptée pour être atteinte lorsque, un premier doigt étant au contact de la surface tactile lors de la première mesure, un deuxième doigt arrive au contact de la surface tactile lors de la deuxième mesure, ce qui déplace la position moyenne du contact, qui est constitué par les deux doigts lors de la seconde mesure. Par exemple la zone d'activation peut être un anneau de dimensions adaptées compte tenu de l'écartement entre l'index et le majeur, pour que ces deux doigts puissent être utilisés. 1)e préférence, la zone de continuité est un disque entourant la position moyenne du contact lors de la première mesure, le rayon du disque étant adapté pour que lors d'un déplacement du doigt sur la surface tactile sans rupture du contact et à une vitesse usuelle pour l'utilisateur, et compte tenu de l'intervalle de temps entre deux mesures, la position moyenne du contact reste dans la zone de continuité. Il n'y a donc pas détection simultanée de la position de deux doigts: en effet chaque mesure ne permet de détecter qu'une seule position, correspondant à une position moyenne de contact si le contact comprend deux points de contact comme c'est le cas avec deux doigts lors de la seconde mesure. On ne détecte pas un second doigt indépendamment d'un premier comme ce pourrait être le cas avec un système multi-touch . Simplement, on exploite le fait que l'utilisation d'un second doigt entraîne un déplacement rapide de la position moyenne du -5- contact, sans interruption du contact, en direction d'une nouvelle position moyenne. On détecte ce changement, qui est distinct d'un déplacement d'un seul doigt (toujours plus lent) utilisé pour déplacer un pointeur, ou d'une interruption du contact qui sera suivie d'une reprise du contact en un autre point. Lorsque le second doigt est amené au contact, il peut exister un court intervalle de temps pendant lequel le contact n'est pas parfaitement établi et la position moyenne détectée n'est ni dans la zone d'activation ni dans la zone de continuité. Pour résoudre ce problème, une solution consiste alors à ignorer la mesure menant à une position moyenne de contact située dans une zone intermédiaire entre la zone de continuité et la zone d'activation. Donc, dans une version préférée du procédé: e) - si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile, et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone intermédiaire séparant la zone de continuité de la zone d'activation, alors le procédé répète la deuxième mesure puis répète les tests c), d) et e) en utilisant l'ancien résultat de la première mesure et le nouveau résultat de la deuxième mesure. 11ne difficulté lorsque le second doigt est utilisé pour simuler l'activation d'un bouton d'une souris d'ordinateur, est que la position moyenne est brutalement modifiée et donc si on positionne le symbole de pointage en un point correspondant à la nouvelle position moyenne il cesse de pointer le point de l'écran sur lequel on a activé le bouton de la souris virtuel. Ce n'est pas le but recherché. Donc, suivant une version préférée de l'invention le procédé est adapté pour positionner le symbole de pointage en un point qui est une fonction de la pluralité de paramètres, et l'étape de simulation et/ou de génération est accompagnée d'une étape de changement de cette fonction, adaptée pour que la position du symbole de pointage immédiatement après l'étape de simulation et/ou de génération soit la même qu'avant l'étape de simulation et/ou de génération. Lorsque le procédé simule l'activation d'un bouton, il doit pouvoir ensuite simuler la désactivation de ce bouton. Par exemple après avoir simulé l'enfoncement d'un bouton d'une souris il faut simuler le relâchement de ce bouton. A cet effet, dans le procédé suivant l'invention, l'étape de simulation et/ou de génération est de préférence suivie des étapes suivantes: - une troisième mesure de la plue alité de paramètres, - une quatrième mesure de la pluralité de paramètres, - si lors des troisième et quatrième mesures un contact existe sur la surface tactile et si lors de la quatrième mesure la position moyenne du contact est dans une zone cle désactivation dépendant de la position moyenne de contact lors de la troisième mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la troisième mesure, une étape de simulation de la désactivation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état, - si lors des étapes de réalisation des troisième et quatrième mesures un contact existe sur la surface tactile et si lors de la quatrième mesure la position moyenne du contact est dans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la troisième mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la troisième mesure, une étape de maintien en place ou déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage, Comme dans le cas de l'activation, il peut être nécessaire d'ignorer une mesure intermédiaire menant à une position moyenne située entre la zone de continuité et la zone d'activation. -6- Lorsque le contact est interrompu sur la surf ace tactile, il peut être repris en divers points de la surface. I Iabituellement, après reprise (lu contact, on positionne le symbole de pointage en un point correspondant à la position de reprise du contact sur l'écran tactile. I lors dans le cas ou l'utilisateur d'une souris d'ordinateur laisse la souris et la reprend il exploite le lait que la position du symbole de pointage n'est pas modifiée par le simple fait de lâcher puis reprendre la souris. 11n aspect de l'invention vise à obtenir un comportement similaire du symbole de pointage positionné à l'aide de la surface tactile. Dans ce but: si lors d' une étape de réalisation d'une mesure il n'existe pas de contact sur la surface tactile, alors cette étape est suivie des étapes suivantes: - une étape de réalisation d'une cinquième mesure de la pluralité de paramètres, - si lors de la cinquième mesure un contact est établi sur la surface tactile et la position moyenne du contact est dans une zone de reprise entourant la dernière position moyenne détectée avant rupture du contact, positionnement du symbole de pointage sur sa dernière position antérieure à la rupture du contact, - si lors de la cinquième mesure un contact est établi sur la surface tactile et la position moyenne du contact est hors de la zone de reprise, positionnement du symbole de pointage sur une position correspondant au nouveau contact.

Suivant un aspect de l'invention, celle-ci comporte un support informatique lisible par un ordinateur et sur lequel sont enregistrées des instructions exécutables par un ordinateur et faisant exécuter à l'ordinateur les étapes suivantes: a)- une première mesure de la pluralité de paramètres, b)- une deuxième mesure de la pluralité de paramètres, postérieure à la première mesure, c)- si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la première mesure, une étape de maintien en place ou de déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage, d) - si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile, et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone d'activation dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la première mesure, alors le procédé comprend une étape de simulation de l'activation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état. Suivant un aspect de l'invention, celle-ci comporte un appareil comprenant une surface tactile, un écran d'affichage affichant un symbole de pointage et un processeur couplé à cette surface tactile et à cet écran d'affichage et configuré pour exécuter les étapes suivantes: a)- une première mesure de la pluralité de paramètres, b)- une deuxième mesure de la pluralité de paramètres, postérieure à la première mesure, c)- si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la première mesure, une étape de maintien en place ou de déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage, -7- d) - si lois deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile, et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone d'activation dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la première mesure, alors le procédé comprend une étape de simulation de l'activation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état. Suivant un aspect de l'invention, celle-ci comporte un ordinateur comportant un écran d'affichage et une surface tactile non superposée à I' écran d'affichage, la surface tactile étant maintenue par un ensemble comportant une base permettant de poser ou fixer l'ensemble sur un support, et des éléments de liaison adaptés pour que la surface tactile regarde vers le bas ou fasse avec la verticale un angle inférieur à 20 degrés.

Description rapide des figures. La figure I représente un dispositif suivant l'invention. Les figures 2 et 3 illustrent l'utilisation de ce dispositif. I,a figure 4 est une représentation schématique de la procédure réalisant la méthode suivant l'invention. La figure 5 est une représentation schématique de la même procédure. La figure 6 représente un mode de réalisation alternatif de l'invention. l,a figure 7 représente une vue artistique du mode de réalisation de la figure 6. La figure 8 représente un autre mode de réalisation. La figure 9 représente un dernier mode de réalisation de l'invention.

Description des exemples de réalisation.

La figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Un ordinateur 212, comprenant un processeur, une mémoire, et diverses interfaces, contrôle un écran d'affichage 201 par l'intermédiaire d'une carte graphique 211, reçoit des information d'une surface tactile 204 par l'intermédiaire d'un contrôleur d'écran tactile 210, contrôle un module de pointage laser 205 par l'intermédiaire d'un contrôleur de balayage 209, et reçoit des inibrmations du clavier 206. Le module de pointage comporte une diode laser collimatée 208, et deux miroirs dont la position en rotation est contrôlée par l'ordinateur 212 par l'intermédiaire du contrôleur 209. I,e faisceau laser issu de la diode 208 et réfléchi par les miroirs 207, 206 va frapper une face arrière dépolie et/ou diffusante 212 placée contre la surface tactile 213 pour former un écran tactile 204. La lumière diffusée par le point 214 de la face 212 qui est éclairé par le laser est visible depuis les deux cotés de la surface tactile tactile 204. La surface tactile 213 répond aux sollicitations des doigts de la main 203 d'un utilisateur dont l'oeil 202 observe l'écran d'affichage 201 mais peut également regarder le clavier 206 ou l'une quelconque des faces de l'écran tactile 204. Sur la figure 2 un doigt de l'utilisateur touche la surface tactile. Le spot laser 214 suit la position de ce doigt sur la surface tactile et un pointeur 302 sur l'écran d'affichage suit également la position du doigt 301. La position du doigt 301 sur la surface tactile 204 est en un point 305. La valeur de position retournée par la surface tactile correspond à une position indiquée par la croix 309 correspondant à 305. La position 305 est entourée par deux zones de détection 306 et 307. Ces zones de détection peuvent éventuellement être matérialisées sur la surface tactile au moyen du spot laser qui petit en dessiner les contours et doit alors balayer les contours des deux zones de -8- détection ainsi que le point central suffisamment vite pour que l'oeil ne perçoive pas les déplacements du spots mais ne voie que le dessin formé globalement par le spot. L'utilisateur déplace son doigt 301, suivi par le pointeur 302, le spot 305 et les zones de détection 306,307 jusqu'à amener le pointeur 302 sur l'élément de menu 303 affiché sur l'écran d'affichage. L'utilisateur touche alors avec son deuxième doigt le point 308 situé dans la zone de détection 306. Ceci cause un déplacement brutal de la valeur de position retournée par la surface tactile, qui passe du point 309 de la figure 2 au point 309 de la figure 3 situé dans une zone utile (non représentée) qui est l'image de la zone 306 par une homothétie de centre 305 et de rapport 1/2. Ce changement brutal de position est identifié par la procédure de pointage mise en oeuvre par l'ordinateur 212, qui le traduit par exemple comme un enfoncement du bouton gauche de la souris. Cet enfoncement du bouton gauche de la souris lait par exemple apparaître une fenêtre de texte 304 sur l'écran d'affichage. L'utilisateur aurait également pu, avec un autre doigt ou avec le même doigt, toucher la zone de détection 307 ce qui aurait par exemple été reconnu comme un enfoncement du bouton droit de la souris. Après avoir touché la zone 306, l'utilisateur peut immédiatement retirer son deuxième doigt pour revenir à la situation de la figure 2. Le point 309 revient alors brutalement sur le point 305 ce qui est reconnu comme un relâchement du bouton de la souris. Toutefois, après avoir touché la zone 306, l'utilisateur peut également maintenir ses deux doigts au contact de la surface tactile et les déplacer conjointement. Ce déplacement sera suivi par le pointeur 302 et le spot 214 et un relâchement du bouton de la souris ne sera identifié que lorsque l'utilisateur relèvera un des doigts. Ceci permet par exemple la fonction "glisser-déplacer" L'utilisateur peut également faire cesser tout contact avec la surface tactile. L'ordinateur garde en mémoire la dernière zone pointée avant rupture du contact. Une zone de reprise est définie, par exemple un disque centré sur la dernière zone pointée avant rupture du contact. Cette zone de reprise peut être matérialisée par un balayage approprié du spot laser qui peut dessiner le disque ou bien un cercle limitant ce disque. On peut également se contenter de garder le spot laser positionné sur le dernier point pointé avant rupture du contact. Le pointeur 302 garde la dernière position qu'ilavait avant rupture du contact. Si l'utilisateur reprend contact avec la surface tactile dans la zone de reprise, la position du pointeur lors de la prise de contact n'est pas modifiée et le pointeur suivra seulement les déplacements ultérieurs du doigt de l'utilisateur. Si l'utilisateur reprend contact avec la surface tactile en dehors de la zone de reprise, la position du pointeur est modifiée immédiatement en fonction de la position du nouveau contact_ Ceci permet l'équivalent d'une reprise en main de la souris sans déplacement, ou d'un changement brutal de zone pointée du type réalisable avec un stylet. L'utilisation du système comprenant les éléments 205, 208, 207, 206 et servant à générer le spot laser 214 est facultative et peut être omise afin de diminuer le coût. La surface 212 peut alors être remplacée par une surface transparente ou opaque. Ibutetois cette surface est de préférence transparente afin de ne pas gêner la vision de l'utilisateur vers son clavier ou son écran, y compris lorsque l'utilisateur adopte une position "non standard".

La surface 213 est de préférence courhe pour des raisons ergonomiques, toutefois la production de surfaces tactiles planes est plus aisée et plus courante que la production de surfaces tactiles courbes. La surface 213 peut donc également être une surface plane ayant approximativement la même position que la surface courbe 213 -9- sur la figure 1. La figure 4 représente schématiquement la procédure de pointage qui tourne en tâche de fond sur l'ordinateur 212 et qui gère le pointage. La figure 5 représente la même procédure. La figure 5 indique le principe de chaque étape alors que la figure 4 détaille les opérations affectant des variables utilisées par le programme.

Cette procédure est particulièrement bien adaptée au dispositif des figures 1 et 2 mais elle peut également être utilisée avec un écran tactile directement superposé à un écran d'affichage, par exemple dans un "tablet PC" ou dans un assistant personnel. Pcour représente une position effective de pointage sur la surface tactile, caractérisée par exemple par des coordonnées entières XPcour, YPcour. Il existe une relation biunivoque entre la position effective de pointage sur la surface tactile et la position du pointeur sur l'écran d'affichage. Par exemple si la surface tactile est physiquement séparée de l'écran d'affichage, et si ses dimensions en pixels sont Ntac x Mtac, les dimensions en pixels de l'écran d'affichage étant Naft' x Mati, alors on peut avoir Xpoint=XPcour. Naff/Ntac et Ypoint=YPcour. Maff/Mtac ou Xpoint, Ypoint sont les coordonnées pointées sur l'écran d'affichage. Si la surface tactile est physiquement superposée à l'écran d'affichage et de même taille en pixels on aura par exemple Xpoint=XPcour, Ypoint=YPeour+Dec, ou Dec représente un décalage en pixels destiné à ce que le point pointé reste visible sur l'écran, sans être caché par le doigt qui sert à le pointer. Dans ce cas il est souhaitable que la zone utile de la surface tactile soit légèrement décalée par rapport à la zone utile de l'écran d'affichage de manière à permettre ce décalage Dec sur toute la zone utile de l'écran d'affichage. Par exemple, sur un "tablet PC" sans modification physique par rapport aux systèmes à stylet, une bande inférieure et/ou latérale de l'écran d'affichage peut être laissée vide ou occupée par des éléments n'ayant pas à être pointés, ceci par une modification logicielle. Lorsque l'ordinateur démarre la valeur initiale de Pcour est par exemple au milieu de la surface tactile, soit XPcour=Ntac/2, YPeour=Ntac/2. La procédure de pointage se déroule en tâche de fond comme les procédures de pointage usuelles utilisant un stylet ou une souris. La procédure démarre au début 100. Les boutons sont initialement désactivés dans l'étape 101.

A l'étape 102 le contact et la position sont actualisés. la variable C reçoit l'état du contact, à savoir 1 si au moins un doigt est en contact avec la surface tactile, 0 sinon. La variable de position P1 contenant deux entiers reçoit la position du contact sur la surface tactile. A l'étape 103 la procédure teste si le doigt était au contact lors de l'actualisation. L'état de la variable C est testé et suivant son état la procédure retourne au début ou continue.

A l'étape 104 la procédure de pointage teste si la position du contact, caractérisée par Pl, est dans la zone de reprise entourant la position Pcour (qui est au centre de la surface tactile au démarrage de l'ordinateur mais peut être n'importe ou sur la surface tactile par la suite). La procédure teste pour cela la norme du vecteur Pl-Pcour. Si cette norme est inférieure à la valeur limite() cela veut dire que P1 est dans un disque de rayon limite() centré autour de Pcour, ce disque constituant la zone de reprise. - Si P I est hors de la zone de reprise, il n'y a pas reprise de l'ancienne valeur de Pcour et donc le décalage S entre la position effective de pointage Pcour et la position du contact PI est nul. La variable S représentant le décalage entre le point PI ou se trouve le doigt de l'opérateur, et le point Pcour qui est pris en compte pour le pointage, -10- recoit la valeur 0 dans l'étape 113. - si PI est dans la zone de reprise, la valeur Pcour est reprise, donc inchangée. Le décalage entre la position effective de pointage Pcour et la position du contact est calculé à l'étape 105. La variable S recoit en 105 le décalage entre la position effective du doigt Pl et la position effective de pointage Pcour, qui, sauf si Pl=Pcour, diffère légèrement de la position Pl. S<=Pcour-PI signifie que l'affectation à la variable S du résultat du calcul Pcour-Pl. Cette notation sera réutilisée par la suite. L'étape 108 (décalage de la position de pointage) calcule la position effective de pointage Pcour en décalant la dernière position du contact Pl, du décalage S calculé à l'étape précédente. Lorsque il y a eu reprise à l'étape 104, l'existence de ce décalage matérialise la différence entre la position effective (théorique) et la position de reprise P1 (position du doigt au contact de la surface tactile). En l'absence de reprise le décalage est nul. A l'étape d'actualisation 109 la valeur cle C est réactualisée et la variable P2 reçoit la position courante retournée par la surface tactile. Le contact est ensuite testé à l'étape 110. Si C=0 il y a eu rupture du contact et la procédure retourne donc à son début. Sinon la procédure teste lors de l'étape 111 si P2 est dans la zone d'activation du bouton virtuel numéro I. Cette zone d'activation est un anneau centré autour de la dernière position courante renvoyée par la surface tactile avant P2, soit PI. l.e rayon intérieur de cet anneau est L1, son rayon extérieur est L I h. Si P2 est dans la zone d'activation du premier bouton virtuel, celui ci est activé lors de l'étape 114. Sinon la procédure teste lors de l'étape 112 si le point P2 est dans la zone d'activation du second bouton virtuel, qui est un anneau de rayon intérieur 1.2 et de rayon extérieur I2b. Si P2 est dans la zone d'activation du second bouton virtuel, le bouton virtuel numéro 2 est activé lors de l'étape 115.

Si aucun bouton virtuel n'est activé, la procédure teste en 127 si la position moyenne est dans une zone de continuité qui est un disque de rayon LO avec L0<Ll <Ll b<L2<L2b. Si on est dans la zone de continuité la valeur courante Pl de la position du contact sur la surface tactile est remplacée en 125 par la dernière position P2 et la procédure retourne en 108 pour itérer la boucle de détection de l'activation des boutons. Si on est hors de la zone de continuité, la procédure ignore la valeur P2 et retourne à l'étape 108 sans modification de Pl.

Si un des boutons virtuels 1 ou 2 a été activé, la procédure se poursuit par l'étape 116 de calcul du décalage S. la position retournée par la surface tactile est maintenant la position moyenne des deux doigts qui sont en contact avec l'écran. Pour maintenir la position effective de pointage Pcour qui ne doit pas être perturbée par l'activation d'un bouton, la variable S est augmentée à l'étape 116 de l'écart de position Pl-P2 et à l'étape 117 la variable position effective de pointage Pcour devient P2+S. On peut vérifier que cette affectation ne modifie pas l'affectation Pcour <= P1+S tàite précédemment à l'étape 108. A l'étape 118 il y a ensuite actualisation de la variable C et affectation de la position courante renvoyée par le pointeur à la variable P3. Si C=0 il y a eu rupture du contact et on retourne au début 100 de la procédure, dont la première étape 101 désactivera les boutons. Si C=1 on teste si l'écart entre les positions P3 et P2 est supérieur à une limite prédéfinie limite 1. Si c'est le cas, on considère qu'un doigt à été brutalement relevé ce qui correspond à une désactivation du bouton virtuel qui est effectuée lors de l'étape 122. Sinon, l'étape 126 teste si la nouvelle position P3 est dans une zone de continuité qui est un disque centré sur la position précédente P2 et de rayon LO. Si P3 est dans la zone de continuité il y a remplacement de l'ancienne valeur P2 par la nouvelle valeur P3 lors de l'étape 121.

En effet dans ce cas la différence de position est supposée correspondre à un déplacement conjoint des deux doigts sur l'écrn tactile qui doit être suivi par le pointeur. I,a variable Pcour est ensuite actualisée en conséquence lors de l'étape 117. Lors de ce nouveau passage par l'étape 117, Pcour est effectivement modifié si P3 était dans la zone de continuité, pour prendre en compte le déplacement de la position du contact. La boucle comportant les étapes 117 à 120 et 126, 121 déplace ainsi le pointeur jusqu'à ce que l'utilisateur relève un ou les deux doigts. Lorsque le bouton a été désactivé à l'étape 122, il est à nouveau nécessaire de recalculer le décalage S (étape 123) et de remplacer PI par la dernière position connue du contact, qui est P3. Le vecteur S est augmenté dans l'étape 123 du vecteur P2-P3, et la variable P1 reçoit la valeur de P3 dans l'étape 124, la procédure retournant ensuite à l'étape 108. Ces différentes affectations préparant le retour à l'étape 108 permettent que le pointeur 302 ne soit pas déplacé lors de la désactivation du bouton. 1,e bouton I et le bouton 2 peuvent simuler respectivement les boutons gauche et droit d'une souris d'ordinateur, ou tout autre touche de clavier ou bouton de souris. Le nombre de boutons peut être augmenté en augmentant ou en diversifiant les zones d'activation. I,es zones d'activation ne sont pas nécessairement annulaires et elles peuvent prendre tout type de forme, la forme annulaire étant toutefois simple et ergonomique. l,a méthode suivant l'invention peut également être mise en oeuvre lorsque la surface tactile est directement superposée à l'écran d'affichage, comme sur un système de type "tablet PC". Ceci évite sur un "tablet PC" l'utilisation d'un stylet, qui est contraignante pour l'utilisateur. la surface tactile 204 est de préférence courbe pour des raisons ergonomiques, mais une surface tactile plate plus "standard" peut aussi être utilisée. Il s'agit de préférence d'une surface tactile de type écran résistif retournant une position moyenne de contact, mais d'autres types d'écran peuvent être utilisés, permettant éventuellement l'identification directe d'une pluralité de contacts, ou nécessitant des procédures modifiées pour l'identification de la mise en contact d'un deuxième doigt. Par exemple, écrans infrarouges, écrans capacitifs, et autres. 1,e système de pointeur laser 205 peut être remplacé par un écran auxiliaire à cristaux liquides placé derrière la surface tactile et ayant pour fonction de signaler les zones pointées. Le système de pointeur laser 205 peut également être supprimé, auquel cas c'est à l'utilisateur de connaître à peu près les zones de reprise et les zones de détection. En ce qui concerne les zones de détection, ceci est aisé puisqu'elles correspondent à peu près aux zones naturellement atteintes par un deuxième doigt lorsque l'index est déjà au contact de la surface tactile. En ce qui concerne les zones de reprise, ceci est plus délicat parce que une mémorisation de ces zones est nécessaire.

Une option peut éventuellement permettre à l'utilisateur de travailler au choix sans zones de reprise ou avec des zones de reprise étendues à tout la surface tactile. L'écran tactile 204 est de préférence intégré au clavier 206 pour des raisons mécaniques (stabilité) et ergonomiques (proximité). Il peut toutefois également s'agir d'une surface tactile séparé du clavier. IIn autre exemple (le réalisation est illustré par la figure 6. La surface tactile 1116 est reliée à une table de travail 1121 par une pluralité d'éléments cle maintien constituant un support adapté. Un clavier 1120 peut être disposé sous la tablette de pointage, qui est positionnée en surplomb de ce clavier. Le support adapté est constitué par l'ensemble des éléments de maintien reliant la tablette de pointage 1116 à la table de travail 1121, soit: -12- - une tablette de maintien 1114 comprenant un rail supérieur 1117 et un rail inférieur symétrique 1118 pour permettre le maintien de la tablette de pointage 1116, et un bossage 1115 comportant un trou dans lequel est disposé une vis 1105 boulonnée et servant à la fois d'axe de rotation et de dispositif de serrage. - une première tige 1113 liée à la tablette de maintien par la vis 1105 comportant une pluralité de trous (par exemple 1103) dans lesquels peut être fixé un axe de rotation constitué par une vis boulonnée 1102. - une deuxième tige 1112 liée à la première tige par une vis boulonnée 1102 permettant une rotation de la deuxième tige par rapport à la première et un blocage de cette rotation, comportant également une pluralité de trous ( par exemple 1104). - une hase 1110 comportant trois pieds, par exemple 1119, posée sur la table de travail et comportant un bossage 1111 auquel la deuxième tige est fixée par une vis boulonnée 1101 permettant une rotation de la tige par rapport à la tablette. La hase 1110 est suffisamment lourde pour équilibrer le poids de la tablette de pointage et du reste du support. Une vue artistique de cet exemple de réalisation est représentée sur la figure 7. Un autre exemple de réalisation est représenté par la figure 8. Dans ce cas la surface tactile 1301 est directement intégrée au clavier 1300 constituant une base, par l'intermédiaire d'un support fixe constitué sur la figure des éléments 1310, 1312, 1311 mais qui peut également être moulé en un bloc unique commun avec une partie du clavier. La surface tactile 1301 est ici collée au support. La surface tactile surplombe la partie utile du clavier 1300, toutefois elle peut également être disposée légèrement en arrière de la partie utile du clavier, comme illustré par la figure 9.

Un support articulable peut également être utilisé pour relier le clavier à la surface tactile de manière à permettre à l'utilisateur de positionner la tablette de la manière qui lui convient le mieux. Au lieu d'utiliser la procédure décrite par les figures 4 et 5 pour simuler le clic d'une souris, il est également possible d'utiliser la surface tactile uniquement pour pointer, c'est-à-dire pour positionner sur l'écran d'affichage un symbole de pointage en un point dépendant de la position du contact sur la surface tactile. Dans ce cas on peut ajouter au clavier des touches spécialisées pour remplacer les boutons de la souris. Ces touches spécialisées sont montés sur ressorts avec un débattement relativement ample comme sur un clavier traditionnel, parce que ce type de bouton procure un retour plus agréable à l'utilisateur et nécessite moins d'effort que les boutons traditionnels d'une souris, à débattement plus faible. Elles sont installées à gauche du clavier pour être trouvées facilement et intuitivement par l'utilisateur. La figure 10 illustre un clavier muni de deux touches spécialisées 401 et 402 simulant les deux boutons d'une souris et situées à gauche du clavier. Notons que dans un clavier pour gaucher ces touches seraient plutôt à droite, la main la plus habile devant être utilisée pour pointer. Ce clavier peut être directement lié à la surface tactile comme sur les figures 1,8 et 9. La figure I l illustre le montage d'une surface tactile plane transparente 501 sur un clavier 500 au moyen de deux supports latéraux 502, 503 également transparents. Eventuellement seule une partie de la surface plane 501 peut être sensible au toucher, et alors on peut la délimiter par des traits 504, 505 qui en indiquent les limites. Les touches spécialisées 401, 402 ont également été représentées. Dans la procédure des figures 4 et 5 il est possible de modifier la taille de la zone de reprise de manière à -13-ce qu'elle couvre l'ensemble de la surface tactile. Ceci équivaut à donner une valeur élevée au paramètre "limite_O". Dans ce cas l'utilisateur ne déplace jamais brutalement le symbole de pointage d'un point à un autre. Ce faisant on se rapproche du fonctionnement d'une souris d'ordinateur mais on ne bénéficie pas d'un avantage de la tablette optique qui est de pointer sur une "image" absolue de l'écran. Au contraire on peut supprimer la zone de reprise (limite_0=0) auquel cas on a systématiquement un positionnement absolu sur l'écran, mais dans ce cas l'utilisateur n'est pas en mesure d'effectuer facilement de petits déplacements du pointeur et ne bénéficie pas des avantages ergonomiques de la zone de reprise..

Applications industrielles: 1.c dispositif suivant l'invention est applicable en remplacement des souris ou des stylets d'ordinateurs et apporte une amélioration de l'ergonomie des systèmes de pointage.

Claims (10)

1. Revendications

   : 1- Dispositif de pointage destiné à un ordinateur, comprenant - une surface tactile adaptée pour détecter la position d'un objet venant au contact de cette surface; - une base destinée à être posée sur un plan; -une liaison entre la base et la surface tactile, adaptée pour que, la base étant disposée horizontalement, la surface tactile regarde vers le bas ou fasse avec la verticale un angle inférieur à 20 degrés, caractérisé par le fait que la surface tactile n'est pas superposée à un écran d'affichage, pour être utilisée à pointer un écran d'affichage distant.
2. 2- Dispositif de pointage suivant la revendication 1, la liaison étant adaptée pour que la surface tactile soit sensiblement verticale;
3. 3- Dispositif de pointage suivant une des revendications 1 à 2, la liaison étant adaptée pour que la surface tactile regarde vers le bas;
4. 4- Dispositif de pointage suivant une des revendications 1 à 3, la base comprenant un clavier d'ordinateur.
5. 5- Dispositif de pointage suivant la revendication 4, la liaison étant adaptée pour que la surface tactile soit au moins en partie au-dessus du clavier.
6. 6- Procédé d'utilisation d'un dispositif de pointage suivant la revendication 1, et permettant de positionner un symbole de pointage sur un écran d'affichage, - le dispositif de pointage étant adapté pour détecter l'existence et la position d'un contact sur la surface tactile par la mesure d'une pluralité de paramètres dépendant chacun de l'existence et de la position de ce contact, - le dispositif de pointage n'étant pas adapté pour mesurer, en même temps qu'une première position d'un premier contact sur la surface tactile, une deuxième position d'un deuxième contact sur la surface tactile, le procédé comprenant: a) une première mesure de la pluralité de paramètres, b) une deuxième mesure de la pluralité de paramètres, postérieure à la première mesure, c) si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surlàce tactile et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est clans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la première mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la première mesure, une étape de maintien en place ou déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage, le procédé étant caractérisé par le fait que : d) si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone d'activation dépendant de la position moyenne de contact lors de la première-15- mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la première mesure, alors le procédé comprend une étape de simulation de l'activation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état.
7. 7- Procédé suivant la revendication 6, la zone d'activation étant adaptée pour être atteinte lorsque, un premier doigt étant au contact de l'écran tactile lors de la première mesure, un deuxième doigt arrive au contact de l'écran tactile lors de la deuxième mesure, ce qui déplace la position moyenne du contact, qui est constitué par les deux doigts lors de la seconde mesure.
8. 8- Procédé suivant une des revendications 6 à 7, dans lequel e) si lors deux étapes de mesure un contact existe sur la surface tactile, et si lors de la seconde mesure la position moyenne du contact est dans une zone intermédiaire séparant la zone de continuité de la zone d'activation, alors le procédé répète la deuxième mesure puis répète les tests et étapes c), d) et e) en utilisant l'ancien résultat de la première mesure et le nouveau résultat cle la deuxième mesure.
9. 9- Procédé suivant une des revendications 6 à 8, adapté pour positionner le symbole de pointage en un point qui est une fonction de la pluralité de paramètres, dans lequel l'étape de simulation et/ou de génération est accompagnée d'une étape de changement de cette fonction, adaptée pour que la position du symbole de pointage immédiatement après l'étape de simulation et/ou de génération soit la même qu'avant l'étape de simulation et/ou de génération.
10. 10- Procédé suivant une des revendications 6 à 9, dans lequel l'étape de simulation et/ou de génération est suivie des étapes suivantes: - une troisième mesure de la pluralité de paramètres, - une quatrième mesure de la pluralité de paramètres, - si lors des troisième et quatrième mesures un contact existe sur la surface tactile et si lors de la quatrième mesure la position moyenne du contact est dans une zone de désactivation dépendant de la position moyenne de contact lors de la troisième mesure et ne comprenant pas la position moyenne du contact lors de la troisième mesure, une étape de simulation de la désactivation d'un bouton d'un dispositif de pointage et/ou de génération d'un indicateur de changement d'état, - si lors des étapes de réalisation des troisième et quatrième mesures un contact existe sur la surface tactile et si lors de la quatrième mesure la position moyenne du contact est dans une zone de continuité dépendant de la position moyenne de contact lors de la troisième mesure et comprenant la position moyenne du contact lors de la troisième mesure, une étape de maintien en place ou déplacement du symbole de pointage sur l'écran d'affichage,