WO2000038104A1 - Interactive acoustic plate with improved signal processing means - Google Patents

Interactive acoustic plate with improved signal processing means Download PDF

Info

Publication number
WO2000038104A1
WO2000038104A1 PCT/FR1999/003252 FR9903252W WO0038104A1 WO 2000038104 A1 WO2000038104 A1 WO 2000038104A1 FR 9903252 W FR9903252 W FR 9903252W WO 0038104 A1 WO0038104 A1 WO 0038104A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
sensors
source
frequency
computer
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/003252
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean-Pierre Nikolovski
Fabrice Devige
Sylvain Yon
Francis Cassagne
Original Assignee
Intelligent Vibrations
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intelligent Vibrations filed Critical Intelligent Vibrations
Priority to EP99961144A priority Critical patent/EP1141884A1/en
Priority to AU17853/00A priority patent/AU1785300A/en
Publication of WO2000038104A1 publication Critical patent/WO2000038104A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
    • G06F3/0433Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves in which the acoustic waves are either generated by a movable member and propagated within a surface layer or propagated within a surface layer and captured by a movable member

Definitions

  • the present invention relates generally to interactive communication devices between a user and a machine
  • the invention relates to a device for collecting and processing acoustic waves transmitted by a user to a plate serving as an interface with a machine, said device analyzing the propagation times of the acoustic waves in the plate in particular for measuring the X, Y coordinates of impacts on the surface of the plate
  • Patent WO 96/11378 discloses a device for acquiring X, Y coordinates of the point of a rigid plate to which a source occasionally transmits wave packets, by analysis of the propagation time of the waves in the plate in two X and Y directions of the plate
  • the device also comprises means downstream of the transducers for processing the asymmetric Lamb mode A 0 of the acoustic waves propagating in the plate
  • the source can be for example a stylus provided with wave emission means, or even a simple hard object impacting on the plate and thus generating wave packets.
  • the device comprises a machine (for example a calculator) of processing of data that can control the transmission of signals to the user in order to allow interactive operation
  • An object of the invention is to improve the quality and reliability of the reception of acoustic waves in a device of the type mentioned above. Another object of the invention is also to improve the ergonomics of the device by extending the possibilities of communication between a user and the interface constituted by the plate, in particular by allowing communication without there being any impact. 'an object on the plate. Finally, the invention also aims to improve the safety of the device, in particular in the case of a plate made of a fragile material such as glass.
  • the invention provides a device for acquiring coordinates of points of interaction of an acoustic source with the surface of a plate of finite dimensions comprising a set of acoustic sensors each formed from a pair of transducers piezoelectric located opposite to either side of the plate, the device comprising processing means for determining the coordinates of said interaction point by analyzing the difference in propagation time of the acoustic waves emitted by the source to the various sensors, device characterized in that the processing means comprise, in association with each sensor, a respective electronic circuit comprising in cascade means for carrying out broadband preamplification, and means for selective amplification centered on a first frequency predetermined.
  • Preferred, but non-limiting aspects of the device according to the invention are the following:
  • the sensors are four in number and the piezoelectric transducers of each sensor are piezoelectric ceramic discs bonded on either side of the plate, so that the four sensors form the vertices of a rhombus whose center constitutes the origin of the coordinates,
  • said first predetermined frequency is of the order of 100 kHz and said centered selective amplification means comprise a selective amplifier for detecting the fraction of energy generated by the source in the vicinity of said first predetermined frequency, the localization of a point of interaction of the source with the plate consists in extracting the ultrasonic frequency component in the vicinity of 100 kHz generated by the impact of a hard object such as the fingernail, a metal key, a ballpoint pen, a hard plastic and to determine the difference in flight times between two sensors of a first pair on the one hand and two sensors of a second pair on the other, so that the Cartesian coordinates of the impact point (x r , y r ) on the plate are
  • ⁇ t x (respectively ⁇ t y ) the difference in propagation times of the wave packet generated by the impact between the sensors of the first pair (respectively of the second pair)
  • k x (respectively k y ) of the coefficients equal to 1 or -1 and sign (x r ), sign (y r ) the signs of the coordinates x r and y r ,
  • said electronic circuits associated with the sensors comprise in cascade a broadband preamplifier stage, a square elevator stage, a detector stage, an integrator stage, and an adaptation stage at a logic level, - said logic level is of the CMOS type ,
  • the electronic circuits associated with the respective sensors comprise, upstream of said selective amplification means, a bypass towards analysis means of at least one other spectral component in order to characterize the nature of the acoustic source or of the dimensions of the source, the analysis means comprise at least one selective bandpass filter centered individually on a predetermined centering frequency different from said first predetermined frequency, and the processing means comprise downstream of said electronic circuits associated with the respective sensors a programmable logic module,
  • said centering frequency is located in the audible spectrum, preferably in the upper limit of the audible spectrum
  • said programmable logic module comprises a logic component capable of determining whether a signal generated by the source in the plate comprises significant components both around the first predetermined frequency and around the centering frequency (s),
  • - Means are provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around the first predetermined frequency, - said intensity determination means comprise means for measuring the number in the form of a reverberation. echoes on the edges of the plate of an acoustic wave generated around the first predetermined frequency by an interaction of the source and the plate,
  • a 12-bit counter powered by the output of the selective amplification means centered on a first predetermined frequency originating from one of the sensors and adapted to CMOS logic is provided for measuring the reverberation;
  • the impact counter is activated by a stable clock, counting being authorized as long as the envelope of successive echoes of the wave train generated in the plate in the vicinity of the first predetermined frequency remains above a determined threshold ,
  • - means are also provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around at least one centering frequency different from the first predetermined frequency, - there is also provided at least one other associated counter individually at a centering frequency and capable of accounting for the number of echoes on the edges of the plate of an acoustic wave generated around said associated centering frequency by an interaction of the source and the plate,
  • means are provided for determining the nature of the source as a function of the intensity of the signal transmitted from the source to the plate around the first predetermined frequency and of the centering frequency (s),
  • - means are provided for sending a user a luminous message via a peripheral connected to the processing means, indicating to him whether an interaction has generated an acoustic signal being within a desired reverberation range,
  • the device is capable of triggering preventive actions for the safety of the plate, for example by activating an alarm or by triggering the closing of a metal curtain covering the plate,
  • the source is able to excite the plate without said plate transmitting sound waves to the ambient environment
  • the source is a stylus, a hollow longitudinal main body of which comprises an electrical energy source, an electrical pulse generator capable of being powered by the electrical energy source, a piezoelectric ceramic disc capable of being excited by the pulse generator for bringing into longitudinal resonance a cavity of the main body filled with a component having a mechanical impedance comparable to that of the material constituting the main body, said cavity of the main body being closed by a pellet made of a soft material d comparable impedance such as silicone,
  • the electrical pulse generator is capable of continuously emitting bursts of pulses around 100 kHz and the hollow main body is made of a material resonating around this frequency, for example a plastic material, the component filling said cavity of the main body is an antifreeze liquid,
  • the stylus includes a power switch to control the emission of acoustic waves
  • the plate is capable of being excited by a compression wave generated by the voice of a user
  • the output of the wide preamplification stage band of at least one of the electronic circuits associated with the respective sensors is derived to low-pass amplifiers, for example Bessel filters of order 6 limited to the audible band
  • the output of said low-pass amplifiers is diverted to a Jack stereo output connector and then to an audio capture card
  • one or more electronic band-cut filters are inserted after the low-pass filters to compensate for the plate's own resonances at certain frequencies
  • - it includes a software filter with function of reverse transfer of the acousto-electric frequency response of the plate on a given frequency band of a few kiloHertz, to process the audio signals coming from the glass plate, - one of the sensors is able to be switched into transmitter of a packet of ultrasonic waves in order to trigger a plate integrity test comprising the measurement:
  • the device comprises means for comparing said reverberation value with values reference and means for triggering preventive actions for the security of the plate, for example by activating an alarm or the closing of a metal curtain covering the plate, - the integrity test is triggered by a write instruction to a memory address, starting a general counter and an oscillator from which a logic burst and its logic inverse are capable of actuating the grids of electronic components controlling the adaptation of the logic burst to a higher voltage applied to the sensor switched to the transmitter, said higher voltage being obtained using the oscillator and a diode pump connected to reservoir capacitors,
  • the oscillator is a relaxation oscillator operating at around 100 kHz, said higher voltage is of the order of 60 volts and said electronic components are NMOS and PMOS transistors,
  • the input stage of the electronic circuit associated with the sensor switched to the transmitter is protected from the higher voltage burst by NMOS switching transistors blocked during the burst and turned on when the sensor capable of being switched to the transmitter is in reception mode , - the plate integrity test is carried out when the device is started and just after an interaction between the source and the plate,
  • the pairs of additional transducers are also four in number and define a second rhombus oriented at 45 ° relative to the rhombus of the sensors, the pairs of additional transducers also participating in the measurement of coordinates of interaction points between the source and the plate,
  • the device constitutes a peripheral interface with a machine which receives the signals coming from the processing means, and which according to said signals controls the execution of files contained in the computer by various peripherals of known types connected to the computer such that for example without limitation a video projector, light sources, loudspeakers, a printer, or even an automation unit controlling a mechanical action such as the closing of a protective curtain, - said machine is a computer with a screen,
  • a pixel of coordinates on the computer screen showing an image of the plate is associated with a physical point of the coordinate plate
  • the conversion of the coordinates comprising the following operations: a) visual marking of the center of the sensors, b ) recording of a digital image including the origin, c) delimitation on the digital image of a working frame of center C, and calculation of the length and the height in pixels of the working frame, d) definition d '' a homothetic correspondence which gives the scale of the working frame, i.e. the length L and the height I in millimeters corresponding on the plate to the drawn working frame, e) positioning on the digital image of a cursor pointing to the center of the sensors, i.e. to the origin of the real coordinates of the plate, visually identified in a), so that any pixel of coordinates N X q, N yq of the working frame will be linked at its actual coordinates according to the formula :
  • a portion of the plate defined as a working frame equivalent to the computer screen is divisible into zones of any shape, each zone corresponding to a domain of the digital image of the plate which is stored in the computer and which is able to be activated by an interaction at a place on the plate belonging to the zone, to control the execution of different groups of programs on the computer,
  • the computer is able to carry out at least one of the following operations:
  • the constituent transducers of each are connected to a resistance bridge associated with the sensor before attacking the wideband preamplifiers of the electronic circuits associated with the sensor, - the plate is made of glass.
  • FIG. 1 is a perspective view of a display case equipped with sensors and operating according to the principle described in patent WO 96/11378,
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing two types of impact perpendicular to the display case operated with the same elongated object, here a key, held differently,
  • FIG. 3a is a block diagram of the four identical analog channels for processing the signals supplied by the receivers of the display cabinet of Figure 1
  • - Figure 3b is a block diagram of the analog circuits for processing one of the four channels of Figure 3a
  • FIG. 4 is a block diagram of connectors, analog, digital circuits for processing signals from different electrical nodes of the four channels of Figure 3a
  • - Figure 5 is a block diagram of part of the internal architecture of the programmed component "wavepro3" in figure 4,
  • FIG. 6 is a block diagram of the audio low-pass filtering circuits of the signals from the preamplifier stages of two channels of Figure 3a
  • - Figure 7 is a schematic view in axial section of a stylus according to an embodiment preferred of the invention
  • FIG. 8 represents a schematic view of the electrical balancing circuit of one of the four sensors of the display case of FIG. 1,
  • FIG. 9 is a block diagram of circuits for generating pulses in burst mode at 60V for carrying out a showcase integrity test
  • FIG. 10 is a block diagram of part of the internal architecture of the programmed component "wavepro3" intended for the generation of control signals of the transistors of the pulse generator of FIG. 9,
  • FIG. 11 is a schematic view of a display case showing a doubling of the number of sensors, compared to the configuration of FIG. 1,
  • FIG. 12 is a schematic view of the window of Figure 1, on which we superimposed and coincide the limits of an image scanned in 640 x 480 pixels of a part of the window, allowing to achieve a correspondence between the actual coordinates of an impact point and the pixel coordinates of the digital image of this same point.
  • a plate 10 such as that described in patent WO 96/11378.
  • This plate comprises four pairs SMC1, SMC2, SMC3, SMC4 of piezoelectric transducers which each constitute an acoustic sensor, the two transducers of each pair being fixed vis-à-vis on the two opposite faces of the plate (for example by collage) to collect the acoustic waves circulating in the plate.
  • An orthogonal coordinate system X, Y of origin O is associated with the plate 10, the center of the plate possibly coinciding with the origin O of the coordinate system.
  • the SMC1 and SMC2 sensors are located on the X axis, symmetrically opposite to the origin of the coordinate system. They have the respective coordinates (-XM, 0) and (XM, 0).
  • the SMC3 and SMC4 sensors are located on the Y axis, symmetrically opposite to the origin of the coordinate system. Their respective coordinates are (O, -Y M ) and (O, Y M ).
  • Acoustic waves can in particular be generated by the impact of an object on the plate. As will be seen, they can also be generated by other forms of excitation of the plate by a user.
  • the plate is made of a rigid material constituting a good isotropic acoustic conductor around 100 kHz, such as glass. This plate can be flat as in the present embodiment where it constitutes a glass display case, but can also be defined by a curved surface.
  • the Applicant has observed that the acoustic frequency spectrum of the antisymmetric Lamb mode Ao generated by an object striking the isotropic display case, which extends from a few tens of Hertz to several hundred kiloHertz, has properties which depend on the nature and the dimensions of the object used to communicate with the display case.
  • the softer the object striking the display case the less the spectrum contains components towards the high frequencies. So if we consider for example the finger of the hand, the spectrum will be different depending on whether we strike with the skin or the fingernail. The difference is also remarkable in the audible spectrum.
  • the acoustic spectrum will also depend on how we strike the window, as we will see with reference to the example in Figure 2.
  • the acoustic spectrum of the waves generated in the window contains fewer components towards the high frequencies than if the shock were produced by tilting the key ( key C2).
  • the reason for this difference is related to the duration of the impact. The longer the impact, the lower the spectrum generated.
  • the duration of the impact is greater than if one strikes while holding the inclined key. Indeed, the duration of the impact of an object is linked to the transit time of the momentum in the object during percussion.
  • a slender object striking the window perpendicularly will be associated with a transit time of a longitudinal acoustic wave back propagating along the striking object. If this object hits the window with a perpendicular approach but is kept tilted (key C2), the reaction of the window remains perpendicular and the amount of movement which backs up in the object by reaction of the window lasts the time that the acoustic wave takes to reach the limits of the object in the direction perpendicular to the window, time which is shorter than in the case of a key oriented perpendicular to the display case (key C1).
  • the operation of the interactive display case of WO 96/11378 involves the detection of the antisymmetric Lamb mode Ao at ultrasonic frequencies sufficiently high to be able to obtain good accuracy in the detection of acoustic waves around 100 kHz.
  • each sensor of the display case which delivers a respective signal AOPX-, AOPX +, AOPY-, AOPY +, a respective electronic detection circuit D1, D2, D3 and D4.
  • the circuits D1 to D4 are equivalent.
  • Figure 3b details the main elements of circuit D1.
  • This circuit performs broadband preamplification, followed by selective amplification centered on 100 kHz using a selective amplifier IC2G $ 2 to detect the fraction of energy generated by an impact in the vicinity of this frequency.
  • This selective amplification is important, because the Applicant has observed that in general this fraction is very small compared to the recoverable fraction in the audible spectrum in the case of a signal generated by an impact on the display case.
  • the signal is squared by the circuit referenced IC3, then a peak detection is carried out by the circuit referenced IC4G $ 1 and IC4G $ 2. Following this peak detection, the signal is integrated using the IC5 operational amplifier circuit passing the output of this amplifier from a positive saturated level obtained using resistance bridges on the inverting inputs, to a negative saturated level when a wave packet is detected.
  • the respective outputs XMOINS, XPLUS, YMOINS and YPLUS of circuits D1, D2, D3 and D4 are connected to a processing computer type computer, via components which will be described later in this text.
  • an operational problem linked to the reception of the acoustic waves generated around 100 kHz is the presence of terrestrial noise, for example from micro-vibrations of the subsoil, in this frequency domain.
  • terrestrial noise for example from micro-vibrations of the subsoil
  • These noises which propagate on the surface of the earth can be transmitted to the showcase and excite the piezoelectric transducers, which can then generate an untimely detection of waves around 100 KHz and disturb the functioning of the showcase.
  • Terrestrial noises however, have an acoustic spectrum different from the spectrum generated by a user striking the window with his nail or a hard object to interact with a computer connected to the window. Such percussions would indeed emit waves both around 100 kHz and in the audible spectrum.
  • Terrestrial noise presents very few spectral components in the audible domain (defined in this text as low frequency domain).
  • a solution therefore consists in carrying out a frequency analysis of the detected signal, in order to verify that a signal detected around 100 kHz by circuits D1 to D4 also contains frequencies in the audible range. This can be done in a known manner from a digitization of the signal and appropriate processing, for example the study of the discrete Fourier transform of the digitized signal.
  • a preferred solution according to the invention consists in carrying out a selective amplification, for example in the vicinity of 10 kHz and preferably in the upper limit of the audible spectrum, on one of the four channels coming from the respective sensors of the showcase, after a broadband preamplification of the signal.
  • FIG. 4 thus shows that the output BFX- of the broadband preamplification stage of the selective amplifier of the circuit D1 of FIG. 3b is adapted to the CMOS logic by switching a PMOS transistor T5. This transistor can then validate a control flip-flop to determine if the detected signal contains low frequencies
  • T5 activates the clock input of a LF counter of a programmable logic component WAVEPRO3, while the signals XMOINS, XPLUS , YMOINS and YPLUS centered on 100 KHz and coming from circuits D1 to D4 are also transmitted to the WAVEPRO3 component in which these signals trigger, as will be detailed later in this text, respective flip-flops.
  • WAVEPRO3 component the structure and operation of which will be explained with reference to FIG.
  • a logical AND function identifies the signals carrying energy both in the low frequency spectrum and in the spectrum close to 100 kHz, and thus makes it possible to to discriminate against untimely tripping of the display case due to noises of terrestrial origin.
  • the proper functioning of the display case also involves quantify the amplitude of a spectral component of an acoustic wave circulating in the display case.
  • a violent impact on the window made for example with a metallic object can generate faster modes than the Ao mode, in particular the symmetrical mode So, and this in sufficient proportion for the flip-flops of the device to switch on this. symmetrical mode for which they are not intended. In this case, the normal operation of the display case is also disturbed.
  • a preferred method for quantifying the amplitude associated with an impact in the display case consists in measuring the reverberation of the signal in the display case following the impact.
  • reverberation as the time it takes for the signal level to drop back below a determined amplitude threshold following an impact. In the particular case of a shop window, this time depends first of all on the intensity of the shock but also on the size of the shop window and the absorbent effect of the holding joints of the shop window. With a constant window size, this time can therefore vary from one window to another. For a given showcase, the minimum and maximum reverberations surrounding the correct operation of the showcase will be calibrated during the installation of the showcase and the sensors.
  • one of the respective output signals AMPX-, AMPX +, AMPY-, AMPY + of the selective filters centered on 100 KHz is adapted to CMOS logic using of an NMOS transistor T6 as shown in FIG. 4, then sent to the clock input CLKi of a 12 bit impact counter of the component WAVEPRO3.
  • This counter allows to count the number of crossings, by a signal around 100 KHz, of a predetermined amplitude threshold.
  • the acoustic signals generated by an impact on the display case can be detected for the first time by the four acoustic sensors and then rebound on the walls of the display case which constitute the borders of a full glass cavity in which the waves are trapped.
  • the sensors can therefore also detect successive passages of reflected wave trains from the same impact, if the latter transmits a large amount of energy to the display case.
  • the CLKi counter makes it possible to account for a given impact the total number of threshold crossings, whether they originate from a first incident wave train or from reflected wave trains, and thus establish the total amount of energy associated with impact.
  • the reverberation time is measured by the 12-bit counter in 10 ⁇ s steps.
  • a variant of this method of measuring reverberation at 100 kHz consists in controlling the clock input of the impact meter CLKi using a stable clock at 100 kHz, counting being authorized as long as the envelope of the successive echoes of the generated wave train in the plate in the vicinity of 100 kHz remains above a determined threshold.
  • the system according to the invention thus comprises an impact counter which makes it possible to quantify the energy associated with a shock.
  • This information transmitted to the computer to which the WAVEPRO3 component is connected can then be used by this computer to generate a signal relating to the quality of the impact intended for the user.
  • a peripheral connected to the computer to send a light signal to a user to indicate to him if an impact is within a desired operating range: green light for an acceptable shock, light red for too weak or too strong shock.
  • WAVEPRO3 a preferred embodiment of the invention consists in using two impact counters for this, one activated by the selective filters at 100 KHz
  • the WAVEPRO3 component works according to the following logic: • Four flip-flops FF1 to FF4 associated with the four respective sensors of the showcase can be activated at their clock input by a respective signal XMOINS, XPLUS, YMOINS, YPLUS from a percussion on the showcase, • SignX, SignY of coordinates of the point of impact are then determined by flip-flops FF5 and FF6. The flip-flops FF1 to FF6 are reset by a write order to a given address on the card,
  • a 16-bit PROCESS COUNTER general counter counting at the frequency of a 1 MHz ck clock is activated by detection of a percussion by a sensor. This general counter governs the chronological stages of acquiring the coordinates.
  • this counter sends on an ISA data transmission bus to the computer a WrHF message of signal presence in the 100 KHz range, and this 49.152 ms after impact.
  • This delay gives the BF and CLKi impact counters time to quantify the reverberation at 100 KHz as well as at 10 KHz following an impact.
  • the WrHF message remains active for 2 14 clock periods, or 16.38 ms.
  • a shock causes WrBF to switch and WrHF does not switch in a predefined time interval after the switching of WrBF
  • this time interval can be around 70 ms
  • computer software deduces that the user uses an object whose impact on the window generates low frequency waves, but that this object is too soft to communicate effectively with the showcase.
  • the computer can then send, via a device such as a projector or monitor, a message to the user recommending the use of a harder object.
  • the invention proposes to improve the ergonomics and the comfort of use of the display case by extending the communication between the user and the display case to modes interactivity not using percussion. It may indeed be particularly advantageous to suppress the percussion with a hard object on the display case, such percussions not being tolerable for example for a trader who does not have enough space to work in peace at a sufficient distance from the display case interactive.
  • the surface of the display case is used with profit as a microphonic membrane. Indeed, if an object striking the window injects energy into it at the place of impact, the surface receiving the energy is however very small, typically of the order of a few tens of square microns for a key. A person speaking in front of the showcase emits towards it a compression wave which will mechanically excite a much larger surface of the glass plate of the showcase.
  • the output of at least one broadband amplifier from the respective circuits D1 to D4, for example BFX- or BFX +, is for this purpose diverted to low-pass amplifiers, for example implementing a filter of Bessel of order 6, limited to the audible band and intended to adapt in amplitude and electrical impedance the signal in order to be able to send it via a connector of type Jack towards an entry of sound card.
  • the signal can also undergo in certain cases a convolution by a multipolar filter having for goal to compensate for the selectivity of the showcase at certain frequencies and to obtain a regular response of the showcase which then acts like a microphone on a frequency band of a few kiloHertz.
  • the showcases are rectangular membranes satisfying rigid boundary conditions: the mechanical displacement normal to the glass plate is zero at the joint which maintains the edge of the showcase. It is therefore sufficient to enter the dimensions of the rigid frame for holding the display case to determine the transverse resonance frequencies of the glass plate and therefore the transfer function of the glass.
  • a reverse transfer function known as a Wiener filter, is then calculated on a frequency band of a few kiloHertz and applied to any audio recording coming from the glass plate.
  • stereo recordings are possible by associating with two sensors, for example the sensors SMC1 and SMC2, two respective audio inputs.
  • the speed of the asymmetric waves in a glass plate is about 3400 m / s, or 10 times faster than the speed of sound in air.
  • SMC1 and SMC2 sensors for example 1.5 meters apart, are equivalent in terms of time of flight difference to microphones spaced 15 cm in the air.
  • the embodiment of the invention in FIG. 6 thus represents a circuit processing two preamplified signals BFX- and BFX +.
  • the voice does not point to a specific place in the window.
  • it advantageously supplements the ergonomics of a display case with which the detection and processing means described above are associated to determine the X, Y coordinates of an impact on the display case.
  • the variant described above thus provides an advantageous complement, a specific voice signal being able to trigger an action such as the supply of a light source to illuminate the display case or to allow a voice message to be left.
  • a second variant which also makes it possible to communicate with the window without percussion, and which in turn makes it possible to determine the X, Y coordinates of a point of the window chosen by a user, it is possible to provide an ultrasonic wave generator that the user can move silently across the surface of the display case. As shown in FIG.
  • such an ultrasonic generator can be produced in the form of a stylus 100 enclosing in a main body 101 longitudinal hollow a source of electrical energy 102 located in the upper part of the body and constituted for example by batteries, a continuous generator of bursts of pulses and a piezoelectric disc 104 made of ceramic which, excited by the generator pulses when the latter is powered by the batteries, resonates a cavity 105 in the lower part of the body made of a plastic material and filled with an antifreeze liquid 106 having a mechanical impedance comparable to that of the material constituting the cavity 105.
  • a cylindrical polycarbonate cavity about 7 mm high and about 5 mm in diameter filled with a standard motor antifreeze is suitable for generating pulses of the order of 100 KHz.
  • the lower end of the cavity 105 opposite the ceramic 104 is mechanically coupled to a pad 107, made of a material such as silicone, bonded to this closed end of the cavity and the convex surface provides a large mechanical coupling surface with the display case 10.
  • the mechanical resonance of the cavity 105 is caused by exciting the piezoelectric pad 104 by an electric pulse comprising for example a burst of 5 square pulses of 48 Volts amplitude, at the resonance frequency of the cavity 105, ie 100 KHz . Acoustic waves are thus transmitted to the display case around 100 KHz when the stylus is kept in contact with the display case by the user at a desired point thereof.
  • the stylus with a switch to allow the user to control the supply of batteries 102 and therefore the emission of acoustic waves.
  • this particular embodiment must preferably be used with a display case that is correctly isolated from ground noise, for example a window mounted on elastomer supports or a window of a glazed door.
  • a stylus such as that described above is not suitable for transmit only around the resonant frequency of the cavity and does not emit any low frequency wave.
  • the invention also proposes an improvement aiming at the rejection of the symmetrical modes of propagation of the acoustic waves in the window, in particular the So mode.
  • PZT2 of the pair on the display case can also disturb the rejection of the symmetrical modes.
  • An advantageous solution according to the invention is to implement a bridge of variable resistances, as shown in FIG. 8, to adjust the relative gain of the two piezoelectric discs of the same sensor.
  • Another characteristic of the invention relates to the addition of a functionality making it possible to check the state of the plate constituting the interface (integrity of the glass plate, of the bonding and of the state of electrical connection of the piezo sensors. electric).
  • a relaxation oscillator constructed using the operational amplifier IC22 of FIG. 9 supplies a diode and capacitor pump C123, C124, C127, C128, C129, C130, D2S1, D2S2, D2S3, allowing obtain a voltage of 60 Volts across the terminals of the reservoir capacitors C126 and C131.
  • the value of the reservoir capacitors is large compared to the value of the static capacities of ferroelectric ceramics.
  • a voltage close to 60 volts can thus be applied to the terminals of one of the pairs of piezoelectric transducers in the form of a 100 kHz burst obtained by a sequence of specific commands from the transistors T7, T13, T8, T14, T12 , T9, T10, T11, T15 from the "wavepro3" component.
  • the computer sends a write order to the address of the +1 card. (Example, if the card address is H300, a write order is sent to address H301).
  • This write order is manifested by a change of state of the bits of the address bus as well as of the bits WRB, AEN of the ISA bus, as shown in FIG. 10. These bits arrive at the input of the "wavepro3" component which decodes these states and activates an internal bit serving as clock input to the flip-flop FF7.
  • writing to the address of the +1 card locks a flip-flop FF7 in state 1, which validates the starting of the General counter "Process counter".
  • Combinatorial logic on the output bits of the general counter makes it possible to define the duration of the pulse electric in burst mode which we will apply to the pair of "Yplus" transducers.
  • timingburs validates the start-up for 64 ⁇ s of a 100 kHz relaxation oscillator built from the external components R130, R129, C159 and the gates INV1 and NAND1 and creates a burst of 7 periods in HCMOS logic.
  • This burst called “7F100” feeds the gates of the NMOS transistors T7 and T13 of FIG. 9, these transistors controlling themselves by turning on the passing state of the PMOS T9 and T12.
  • the logic inverse SINK of this burst feeds the gates of the NMOS transistors T8 and T14 responsible for absorbing the discharge current of the pair of transducers "Yplus".
  • a resistor R95 makes it possible to prevent the leakage current from the PMOS transistors T9 and T10 from charging the pair of "Yplus” piezoelectric transducers.
  • the NMOS transistors T10 and T11 are kept in the off state (high impedance) and T15 in the on state (low impedance ) for the duration of the pulse.
  • the device waits for the arrival of the wave packets on the other three channels and proceeds to a conventional measurement of the time differences t ⁇ + ⁇ . and (t ⁇ + ⁇ .-t ⁇ + ⁇ + ) and the relaxation time at 100 kHz in the glass plate. Then a conventional general reset order is sent to the address of the card in order to put the device back on standby for a mechanical shock.
  • the process which has just been described is a preferred process of the present invention since it avoids sticking additional piezoelectric transducers dedicated to the task of testing the integrity of the display case. It is also possible to stick transducers dedicated to this test on the display case.
  • the excitation of the transducers is done sequentially, and their identification is done via a decoding of a value of the Data Bus assigned to each of the transducers. Doubling the number of pairs of transducers thus not only makes it possible to better cover the surface of the display case during an integrity test, but also to improve the accuracy of the measurement in the corners of the display case.
  • the four pairs of additional transducers also form a diamond angularly oriented at 45 ° from the first as shown in FIG. 11.
  • a simple mathematical transformation makes it possible to carry out the changes of references.
  • the system comprises, as has been said, a computer which receives the signals from the electrical processing circuits.
  • the computer can, as a function of these signals, control the execution of files contained in the computer by various peripherals of known types connected to the computer such as for example and without limitation, a video projector, light sources , speakers, a printer or even an automation unit controlling a mechanical action such as closing a window curtain.
  • the window then constitutes an interface, an "active" part of which will be called “working environment” can be activated in a specific way by a punctual shock in a specific location (X, Y), different areas of the window work frame allowing, as we will see, to execute different groups of respective programs on the computer.
  • a digital image of 640 x 480 pixels including the origin O is produced.
  • This digital image can be produced by taking a photo with a digital camera or by scanning a photo of the display case,
  • the length L in the direction X corresponds to 309 pixels (Nmaxx) and the height I in the direction Y corresponds to 257 pixels (Nm aX y),
  • kx and k Y are coefficients equal to +/- 1. They are used to change the orientation of the axes.
  • a possible error when wiring the sensors consists of making a mistake on the orientation of the X axis.
  • click on the positive X corresponds to a click to the left of the window when we look at the window inside the store.
  • the positive X axis is that of the street, that is to the right of the window when looking at the window while standing from the street.
  • ⁇ tx and ⁇ ty correspond respectively to the differential in the arrival time of an acoustic wave generated by a shock at point q by the two respective sensors of direction X and direction Y, and V is the speed of the acoustic waves in the plate. Note that the four acoustic sensors are not necessarily placed at the edge of the display case.
  • a timer which neutralizes the detection of the acoustic waves during a given time interval after the detection of 'an impact.
  • the reception neutralization period may for example be of the order of 300 milliseconds, the Applicant having observed that such physical rebounds of a hard object on a glass plate generally occur 50 to 100 milliseconds after an initial impact. According to the invention, it is also possible to provide tests of the proper functioning of the system:
  • a showcase is perfectly defined by the knowledge of a unique directory (ease of backup, transfer and recovery).
  • the content of this unique directory can then be transferred to the directory of the hard drive of a computer identified on a network, the connection to the remote computer can be made via a modem.
  • Help can also be provided to a user in the form of a text or an image explaining all the possible actions at a given instant when a sequence is running or describing the means of launching a sequence when the system is in standby state.
  • This text or this image can appear at the bottom of the computer screen and can also be projected by a peripheral in the form of a bright image on a screen associated with the showcase or on a part of the showcase it -even. It is also possible to display, still on the computer screen and / or near or on the display case, a default image to show a potential user a practical example of use of the system, consisting for example of a photo of a character using the display case.
  • Such an identification system is an effective alternative to the means of recording speech mentioned above when the surrounding noise does not allow the implementation of such sound recording means.

Abstract

The invention concerns a device for acquiring co-ordinates of interaction points of an acoustic source with the surface of a plate of finite dimensions comprising a set of sound sensors (SMC1 to SMC4) each formed by a pair of piezoelectric transducers located opposite each other on either side of the plate, the device comprising processing means for determining the co-ordinates of said interaction point by analysing the difference in propagation time of the sound waves transmitted by the source to the different sensors. The invention is characterised in that the processing means comprise associated with each sensor a particular electronic circuit comprising cascade wideband pre-amplifier means, and selective amplifying means centred on a first predetermined frequency.

Description

PLAQUE ACOUSTIQUE INTERACTIVE A MOYENS DE TRAITEMENT DU SIGNAL PERFECTIONNESINTERACTIVE ACOUSTIC PLATE WITH IMPROVED SIGNAL PROCESSING MEANS
La présente invention a trait de manière générale aux dispositifs de communication interactive entre un utilisateur et une machineThe present invention relates generally to interactive communication devices between a user and a machine
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de recueil et de traitement d'ondes acoustiques transmises par un utilisateur à une plaque servant d'interface avec une machine, ledit dispositif analysant les temps de propagation des ondes acoustiques dans la plaque notamment pour mesurer les coordonnées X, Y d'impacts sur la surface de la plaqueMore specifically, the invention relates to a device for collecting and processing acoustic waves transmitted by a user to a plate serving as an interface with a machine, said device analyzing the propagation times of the acoustic waves in the plate in particular for measuring the X, Y coordinates of impacts on the surface of the plate
On connaît par le brevet WO 96/11378 un dispositif d'acquisition de coordonnées X, Y du point d'une plaque rigide auquel une source émet ponctuellement des paquets d'ondes, par analyse du temps de propagation des ondes dans la plaque dans deux directions X et Y de la plaquePatent WO 96/11378 discloses a device for acquiring X, Y coordinates of the point of a rigid plate to which a source occasionally transmits wave packets, by analysis of the propagation time of the waves in the plate in two X and Y directions of the plate
Dans ce dispositif, deux paires de transducteurs sont associées respectivement à chaque direction X, Y La position de la source selon chaque direction est déterminée par la mesure du différentiel des temps d'arrivée des paquets d'ondes sur les deux paires de transducteurs respectives de ladite direction Le dispositif comprend également des moyens en aval des transducteurs pour traiter le mode de Lamb asymétrique A0 des ondes acoustiques se propageant dans la plaqueIn this device, two pairs of transducers are associated respectively with each direction X, Y The position of the source in each direction is determined by measuring the differential of the arrival times of the wave packets on the two pairs of respective transducers of said direction The device also comprises means downstream of the transducers for processing the asymmetric Lamb mode A 0 of the acoustic waves propagating in the plate
La source peut être par exemple un stylet muni de moyens d'émission d'ondes, ou encore un simple objet dur venant en impact sur la plaque et générant ainsi des paquets d'ondes Le dispositif comprend une machine (par exemple un calculateur) de traitement des données pouvant commander l'émission de signaux a destination de l'utilisateur afin de permettre un fonctionnement interactifThe source can be for example a stylus provided with wave emission means, or even a simple hard object impacting on the plate and thus generating wave packets. The device comprises a machine (for example a calculator) of processing of data that can control the transmission of signals to the user in order to allow interactive operation
Un but de l'invention est d'améliorer la qualité et la fiabilité de la réception des ondes acoustiques dans un dispositif du type de celui évoqué ci-dessus Un autre but de l'invention est d'améliorer également l'ergonomie du dispositif en étendant les possibilités de communication entre un utilisateur et l'interface constituée par la plaque, en particulier en permettant une communication sans qu'il y ait de choc d'un objet sur la plaque. Enfin, l'invention vise également à améliorer la sécurité du dispositif, en particulier dans le cas d'une plaque réalisée dans un matériau fragile tel que le verre.An object of the invention is to improve the quality and reliability of the reception of acoustic waves in a device of the type mentioned above. Another object of the invention is also to improve the ergonomics of the device by extending the possibilities of communication between a user and the interface constituted by the plate, in particular by allowing communication without there being any impact. 'an object on the plate. Finally, the invention also aims to improve the safety of the device, in particular in the case of a plate made of a fragile material such as glass.
Pour atteindre ces buts, l'invention propose un dispositif d'acquisition de coordonnées de points d'interaction d'une source acoustique avec la surface d'une plaque de dimensions finies comprenant un ensemble de capteurs acoustiques formés chacun d'une paire de transducteurs piézoélectriques situés en vis-à-vis de part et d'autre de la plaque, le dispositif comprenant des moyens de traitement pour déterminer les coordonnées dudit point d'interaction par l'analyse de la différence de temps de propagation des ondes acoustiques émises par la source vers les différents capteurs, dispositif caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent en association avec chaque capteur un circuit électronique respectif comprenant en cascade des moyens pour effectuer une préamplification large bande, et des moyens d'amplification sélective centrée sur une première fréquence prédéterminée.To achieve these goals, the invention provides a device for acquiring coordinates of points of interaction of an acoustic source with the surface of a plate of finite dimensions comprising a set of acoustic sensors each formed from a pair of transducers piezoelectric located opposite to either side of the plate, the device comprising processing means for determining the coordinates of said interaction point by analyzing the difference in propagation time of the acoustic waves emitted by the source to the various sensors, device characterized in that the processing means comprise, in association with each sensor, a respective electronic circuit comprising in cascade means for carrying out broadband preamplification, and means for selective amplification centered on a first frequency predetermined.
Des aspects préférés, mais non limitatifs du dispositif selon l'invention sont les suivants :Preferred, but non-limiting aspects of the device according to the invention are the following:
- les capteurs sont au nombre de quatre et les transducteurs piézoélectriques de chaque capteur sont des disques céramiques piézo- électriques collés de part et d'autre de la plaque, de manière à ce que les quatre capteurs forment sur la plaque les sommets d'un losange dont le centre constitue l'origine des coordonnées,- the sensors are four in number and the piezoelectric transducers of each sensor are piezoelectric ceramic discs bonded on either side of the plate, so that the four sensors form the vertices of a rhombus whose center constitutes the origin of the coordinates,
- ladite première fréquence prédéterminée est de l'ordre de 100 kHz et lesdits moyens d'amplification sélective centrée comprennent un amplificateur sélectif pour détecter la fraction d'énergie engendrée par la source au voisinage de ladite première fréquence prédéterminée, - la localisation d'un point d'interaction de la source avec la plaque consiste à extraire la composante fréquentielle ultrasonore au voisinage de 100 kHz engendrée par l'impact d'un objet dur tel que l'ongle du doigt, une clef métallique, un stylo à bille, une matière plastique dure et à déterminer la différence des temps de vol entre deux capteurs d'une première paire d'une part et deux capteurs d'une deuxième paire d'autre part, de sorte que les coordonnées cartésiennes du point d'impact (xr,yr) sur la plaque soientsaid first predetermined frequency is of the order of 100 kHz and said centered selective amplification means comprise a selective amplifier for detecting the fraction of energy generated by the source in the vicinity of said first predetermined frequency, the localization of a point of interaction of the source with the plate consists in extracting the ultrasonic frequency component in the vicinity of 100 kHz generated by the impact of a hard object such as the fingernail, a metal key, a ballpoint pen, a hard plastic and to determine the difference in flight times between two sensors of a first pair on the one hand and two sensors of a second pair on the other, so that the Cartesian coordinates of the impact point (x r , y r ) on the plate are
xr x r
données par la formule : où xM yr given by the formula: where x M y r
Figure imgf000005_0001
et y désignent la position des capteurs par rapport au centre du losange, V la vitesse du mode de Lamb antisymétrique dans la plaque, Δtx (respectivement Δty) la différence des temps de propagation du paquet d'onde engendré par l'impact entre les capteurs de la première paire (respectivement de la deuxième paire), kx (respectivement ky) des coefficients valant 1 ou -1 et sign(xr), sign(yr) les signes des coordonnées xr et yr,
Figure imgf000005_0001
and y denote the position of the sensors relative to the center of the diamond, V the speed of the antisymmetric Lamb mode in the plate, Δt x (respectively Δt y ) the difference in propagation times of the wave packet generated by the impact between the sensors of the first pair (respectively of the second pair), k x (respectively k y ) of the coefficients equal to 1 or -1 and sign (x r ), sign (y r ) the signs of the coordinates x r and y r ,
- lesdits circuits électroniques associés aux capteurs comprennent en cascade un étage préamplificateur large bande, un étage élévateur au carré, un étage détecteur de, un étage intégrateur, et un étage d'adaptation à un niveau logique, - ledit niveau logique est du type CMOS,- said electronic circuits associated with the sensors comprise in cascade a broadband preamplifier stage, a square elevator stage, a detector stage, an integrator stage, and an adaptation stage at a logic level, - said logic level is of the CMOS type ,
- les circuits électroniques associés aux capteurs respectifs comprennent en amont desdits moyens d'amplification sélective une dérivation vers des moyens d'analyse d'au moins une autre composante spectrale afin de caractériser la nature de la source acoustique ou des dimensions de la source, - les moyens d'analyse comprennent au moins un filtre sélectif passe- bande centré individuellement sur une fréquence de centrage prédéterminée différente de ladite première fréquence prédéterminée, et les moyens de traitement comprennent en aval desdits circuits électroniques associés aux capteurs respectifs un module logique programmable,the electronic circuits associated with the respective sensors comprise, upstream of said selective amplification means, a bypass towards analysis means of at least one other spectral component in order to characterize the nature of the acoustic source or of the dimensions of the source, the analysis means comprise at least one selective bandpass filter centered individually on a predetermined centering frequency different from said first predetermined frequency, and the processing means comprise downstream of said electronic circuits associated with the respective sensors a programmable logic module,
- ladite fréquence de centrage est située dans le spectre audible, de préférence dans la limite supérieure du spectre audible,- said centering frequency is located in the audible spectrum, preferably in the upper limit of the audible spectrum,
- ledit module logique programmable comprend un composant logique apte à déterminer si un signal généré par la source dans la plaque comprend des composantes significatives à la fois autour de la première fréquence prédéterminée et autour de la ou les fréquence(s) de centrage,said programmable logic module comprises a logic component capable of determining whether a signal generated by the source in the plate comprises significant components both around the first predetermined frequency and around the centering frequency (s),
- il est prévu des moyens pour déterminer l'intensité d'un signal transmis par la source à la plaque autour de la première fréquence prédéterminée, - lesdits moyens de détermination d'intensité comprennent des moyens pour mesurer sous forme d'une réverbération le nombre d'échos sur les bords de la plaque d'une onde acoustique générée autour de la première fréquence prédéterminée par une interaction de la source et de la plaque,- Means are provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around the first predetermined frequency, - said intensity determination means comprise means for measuring the number in the form of a reverberation. echoes on the edges of the plate of an acoustic wave generated around the first predetermined frequency by an interaction of the source and the plate,
- il est prévu pour mesurer la réverbération un compteur 12 bits alimenté par la sortie des moyens d'amplification sélective centrée sur une première fréquence prédéterminée issue d'un des capteurs et adaptée à la logique CMOS,a 12-bit counter powered by the output of the selective amplification means centered on a first predetermined frequency originating from one of the sensors and adapted to CMOS logic is provided for measuring the reverberation;
- le compteur d'impact est activé par une horloge stable, le comptage étant autorisé aussi longtemps que l'enveloppe des échos successifs du train d'ondes engendré dans la plaque au voisinage de la première fréquence prédéterminée reste au dessus d'un seuil déterminé,- the impact counter is activated by a stable clock, counting being authorized as long as the envelope of successive echoes of the wave train generated in the plate in the vicinity of the first predetermined frequency remains above a determined threshold ,
- il est également prévu des moyens pour déterminer l'intensité d'un signal transmis par la source à la plaque autour d'au moins une fréquence de centrage différente de la première fréquence prédéterminée, - il est également prévu au moins un autre compteur associé individuellement à une fréquence de centrage et apte à comptabiliser le nombre d'échos sur les bords de la plaque d'une onde acoustique générée autour de ladite fréquence de centrage associée par une interaction de la source et de la plaque,- means are also provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around at least one centering frequency different from the first predetermined frequency, - there is also provided at least one other associated counter individually at a centering frequency and capable of accounting for the number of echoes on the edges of the plate of an acoustic wave generated around said associated centering frequency by an interaction of the source and the plate,
- il est prévu des moyens pour déterminer la nature de la source en fonction de l'intensité du signal transmis de la source à la plaque autour de la première fréquence prédéterminée et de la ou des frόquence(s) de centrage,means are provided for determining the nature of the source as a function of the intensity of the signal transmitted from the source to the plate around the first predetermined frequency and of the centering frequency (s),
- il est prévu des moyens pour envoyer à un utilisateur un message lumineux via un périphérique relié aux moyens de traitement, lui indiquant si une interaction a généré un signal acoustique se trouvant dans une plage de réverbération désirée,- means are provided for sending a user a luminous message via a peripheral connected to the processing means, indicating to him whether an interaction has generated an acoustic signal being within a desired reverberation range,
- selon une valeur seuil atteinte par un ou plusieurs compteurs associés chacun individuellement à une fréquence, le dispositif est apte à déclencher des actions préventives pour la sécurité de la plaque, par exemple en actionnant une alarme ou en déclenchant la fermeture d'un rideau métallique recouvrant la plaque,- according to a threshold value reached by one or more counters each associated individually with a frequency, the device is capable of triggering preventive actions for the safety of the plate, for example by activating an alarm or by triggering the closing of a metal curtain covering the plate,
- la source est apte à exciter la plaque sans que ladite plaque transmette à l'environnement ambiant des ondes sonores,the source is able to excite the plate without said plate transmitting sound waves to the ambient environment,
- la source est un stylet dont un corps principal longitudinal creux comprend une source d'énergie électrique, un générateur d'impulsions électriques apte à être alimenté par la source d'énergie électrique, un disque piézo-électrique en céramique apte à être excité par le générateur d'impulsions pour amener en résonance longitudinale une cavité du corps principal remplie d'un composant ayant une impédance mécanique comparable à celle du matériau constituant le corps principal, ladite cavité du corps principal étant fermée par une pastille réalisée dans un matériau mou d'impédance comparable tel que du silicone,the source is a stylus, a hollow longitudinal main body of which comprises an electrical energy source, an electrical pulse generator capable of being powered by the electrical energy source, a piezoelectric ceramic disc capable of being excited by the pulse generator for bringing into longitudinal resonance a cavity of the main body filled with a component having a mechanical impedance comparable to that of the material constituting the main body, said cavity of the main body being closed by a pellet made of a soft material d comparable impedance such as silicone,
- le générateur d'impulsions électriques est apte à émettre en continu des rafales d'impulsions autour de 100 kHz et le corps principal creux est réalisé dans une matière entrant en résonance autour de cette fréquence, par exemple une matière plastique, - le composant remplissant ladite cavité du corps principal est un liquide antigel,the electrical pulse generator is capable of continuously emitting bursts of pulses around 100 kHz and the hollow main body is made of a material resonating around this frequency, for example a plastic material, the component filling said cavity of the main body is an antifreeze liquid,
- le stylet comporte un interrupteur d'alimentation pour contrôler l'émission des ondes acoustiques, - la plaque est apte à être excitée par une onde de compression générée par la voix d'un utilisateur, et la sortie de l'étage de préamplificafion large bande d'au moins un des circuits électroniques associés aux capteurs respectifs est dérivée vers des amplificateurs passe-bas, par exemple des filtres de Bessel d'ordre 6 limités à la bande audible, - la sortie desdits amplificateurs passe-bas est déroutée vers un connecteur de sortie de type Jack stéréo et par la suite vers une carte d'acquisition audio,- the stylus includes a power switch to control the emission of acoustic waves, - the plate is capable of being excited by a compression wave generated by the voice of a user, and the output of the wide preamplification stage band of at least one of the electronic circuits associated with the respective sensors is derived to low-pass amplifiers, for example Bessel filters of order 6 limited to the audible band, - the output of said low-pass amplifiers is diverted to a Jack stereo output connector and then to an audio capture card,
- un ou plusieurs filtres électroniques coupe bande sont insérés à la suite des filtres passe-bas pour compenser les résonances propres de la plaque à certaines fréquences,- one or more electronic band-cut filters are inserted after the low-pass filters to compensate for the plate's own resonances at certain frequencies,
- il comprend un filtre logiciel à fonction de transfert inverse de la réponse fréquentielle acousto-électrique de la plaque sur une bande de fréquence donnée de quelques kiloHertz, pour traiter les signaux audio provenant de la plaque de verre, - l'un des capteurs est apte à être commuté en émetteur d'un paquet d'ondes ultrasonores afin de déclencher un test d'intégrité de la plaque comprenant la mesure :- it includes a software filter with function of reverse transfer of the acousto-electric frequency response of the plate on a given frequency band of a few kiloHertz, to process the audio signals coming from the glass plate, - one of the sensors is able to be switched into transmitter of a packet of ultrasonic waves in order to trigger a plate integrity test comprising the measurement:
• des différence de temps de propagation du paquet d'ondes entre les différents capteurs, • et de la réverbération du paquet d'ondes grâce à un compteur d'impacts, et le dispositif comprend des moyens pour comparer ladite valeur de réverbération à des valeurs de référence et des moyens pour déclencher des actions préventives pour la sécurité de la plaque, par exemple en actionnant une alarme ou la fermeture d'un rideau métallique recouvrant la plaque, - le test d'intégrité est déclenché par une instruction d'écriture à une adresse mémoire, mettant en route un compteur général et un oscillateur à partir duquel une rafale logique et son inverse logique sont aptes à actionner les grilles de composants électroniques commandant l'adaptation de la rafale logique à une tension plus élevée appliquée au capteur commuté en émetteur, ladite tension plus élevée étant obtenue à l'aide de l'oscillateur et d'une pompe à diodes reliée à des condensateurs réservoirs,• differences in propagation time of the wave packet between the different sensors, • and the reverberation of the wave packet using an impact counter, and the device comprises means for comparing said reverberation value with values reference and means for triggering preventive actions for the security of the plate, for example by activating an alarm or the closing of a metal curtain covering the plate, - the integrity test is triggered by a write instruction to a memory address, starting a general counter and an oscillator from which a logic burst and its logic inverse are capable of actuating the grids of electronic components controlling the adaptation of the logic burst to a higher voltage applied to the sensor switched to the transmitter, said higher voltage being obtained using the oscillator and a diode pump connected to reservoir capacitors,
- l'oscillateur est un oscillateur à relaxation opérant à environ 100 kHz, ladite tension plus élevée est de l'ordre de 60 Volts et lesdits composants électroniques sont des transistors NMOS et PMOS,the oscillator is a relaxation oscillator operating at around 100 kHz, said higher voltage is of the order of 60 volts and said electronic components are NMOS and PMOS transistors,
- l'étage d'entrée du circuit électronique associé au capteur commuté en émetteur est protégé de la rafale de tension plus élevée par des transistors de commutation NMOS bloqués pendant la rafale et passants lorsque le capteur apte à être commuté en émetteur est en mode réception, - le test d'intégrité de la plaque se fait au démarrage du dispositif et juste après une interaction entre la source et la plaque,- the input stage of the electronic circuit associated with the sensor switched to the transmitter is protected from the higher voltage burst by NMOS switching transistors blocked during the burst and turned on when the sensor capable of being switched to the transmitter is in reception mode , - the plate integrity test is carried out when the device is started and just after an interaction between the source and the plate,
- des paires de transducteurs supplémentaires sont dédiées au test d'intégrité,- additional pairs of transducers are dedicated to the integrity test,
- les paires de transducteurs supplémentaires sont également au nombre de quatre et définissent un deuxième losange orienté à 45° par rapport au losange des capteurs, les paires de transducteurs supplémentaires participant également à la mesure de coordonnées de points d'interaction entre la source et la plaque,- the pairs of additional transducers are also four in number and define a second rhombus oriented at 45 ° relative to the rhombus of the sensors, the pairs of additional transducers also participating in the measurement of coordinates of interaction points between the source and the plate,
- le dispositif constitue une interface périphérique avec une machine qui reçoit les signaux issus des moyens de traitement, et qui en fonctions des dits signaux commande l'exécution de fichiers contenus dans l'ordinateur par divers périphériques de types connus reliés à l'ordinateur tels que par exemple de manière non limitative un projecteur vidéo, des sources lumineuses, des haut-parleurs, une imprimante, ou encore un boîtier d'automatismes commandant une action mécanique comme la fermeture d'un rideau de protection, - ladite machine est un ordinateur muni d'un écran,the device constitutes a peripheral interface with a machine which receives the signals coming from the processing means, and which according to said signals controls the execution of files contained in the computer by various peripherals of known types connected to the computer such that for example without limitation a video projector, light sources, loudspeakers, a printer, or even an automation unit controlling a mechanical action such as the closing of a protective curtain, - said machine is a computer with a screen,
- un pixel de coordonnées à l'écran de l'ordinateur montrant une image de la plaque est associé à un point physique de la plaque de cordonnées, la conversion des coordonnées comprenant les opérations suivantes : a) marquage visuel du centre des capteurs, b) enregistrement d'une image numérique incluant l'origine, c) délimitation sur l'image numérique d'un cadre de travail de centre C, et calcul de la longueur et de la hauteur en pixels du cadre de travail, d) définition d'une correspondance homothétique qui donne l'échelle du cadre de travail, c'est à dire la longueur L et la hauteur I en millimètres correspondant sur la plaque au cadre de travail dessiné, e) positionnement sur l'image numérique d'un curseur pointant sur le centre des capteurs, c'est à dire sur l'origine des coordonnées réelles de la plaque, repérée visuellement en a), de sorte qu'un pixel de coordonnées NXq,Nyq quelconque du cadre de travail sera relié à ses coordonnées réelles selon la formule :a pixel of coordinates on the computer screen showing an image of the plate is associated with a physical point of the coordinate plate, the conversion of the coordinates comprising the following operations: a) visual marking of the center of the sensors, b ) recording of a digital image including the origin, c) delimitation on the digital image of a working frame of center C, and calculation of the length and the height in pixels of the working frame, d) definition d '' a homothetic correspondence which gives the scale of the working frame, i.e. the length L and the height I in millimeters corresponding on the plate to the drawn working frame, e) positioning on the digital image of a cursor pointing to the center of the sensors, i.e. to the origin of the real coordinates of the plate, visually identified in a), so that any pixel of coordinates N X q, N yq of the working frame will be linked at its actual coordinates according to the formula :
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
- une portion de la plaque définie comme cadre de travail équivalent à l'écran de l'ordinateur est divisible en zones de formes quelconques, chaque zone correspondant à un domaine de l'image numérique de la plaque qui est stockée dans l'ordinateur et qui est apte à être activée par une interaction à un endroit de la plaque appartenant à la zone, pour commander l'exécution de différents groupes de programmes de l'ordinateur,a portion of the plate defined as a working frame equivalent to the computer screen is divisible into zones of any shape, each zone corresponding to a domain of the digital image of the plate which is stored in the computer and which is able to be activated by an interaction at a place on the plate belonging to the zone, to control the execution of different groups of programs on the computer,
- l'ordinateur est apte à procéder à l'une au moins des opérations suivantes :- the computer is able to carry out at least one of the following operations:
• une temporisation qui neutralise la détection des ondes acoustiques pendant un intervalle de temps donné après la détection d'une interaction de la source et de la plaque, • des tests de bon fonctionnement d'une carte d'acquisition des signaux, en visualisant sur l'écran de l'ordinateur le lieu d'un impact physique sur la plaque ainsi que la valeur de compteurs d'impacts,• a time delay which neutralizes the detection of the acoustic waves for a given time interval after the detection of an interaction of the source and the plate, • tests of the proper functioning of a signal acquisition card, by visualizing on the computer screen the location of a physical impact on the plate as well as the value of impact counters,
• une simulation du fonctionnement de la plaque sans faire intervenir la plaque et la carte d'acquisition, en déclenchant les séquences grâce à la souris de l'ordinateur qu'on positionne et qu'on actionne sur les domaines souhaités de l'image numérique du cadre de travail de la plaque,• a simulation of the operation of the plate without involving the plate and the acquisition card, by triggering the sequences using the computer mouse which is positioned and operated on the desired areas of the digital image the frame of the plate,
• une sauvegarde globale des fichiers de l'ordinateur liés au fonctionnement de la plaque (en particulier les fichiers constituant les séquences associées à chacun des domaines de l'image numérique de la plaque) selon les règles suivantes : a) tous les fichiers formant une séquence sont sauvegardés dans un répertoire portant le nom du domaine auquel cette séquence est associée; b) tous les répertoires des domaines se trouvent dans un répertoire unique contenant en plus le fichier source, .• a global backup of the computer files linked to the functioning of the plate (in particular the files constituting the sequences associated with each of the fields of the digital image of the plate) according to the following rules: a) all the files forming a sequence are saved in a directory bearing the name of the domain with which this sequence is associated; b) all the domain directories are in a single directory containing in addition the source file,.
• une aide à un utilisateur sous forme d'un texte ou d'une image explicitant toutes les actions possibles à un instant donné lorsqu'une séquence est en cours d'exécution ou décrivant les moyens de lancer une séquence lorsque le dispositif est en état d'attente,• help for a user in the form of a text or an image explaining all the possible actions at a given instant when a sequence is running or describing the means of launching a sequence when the device is in state waiting,
• un module statistique pour exploiter les informations recueillies par l'ordinateur, et indiquant en particulier le nombre d'interactions ayant été effectuées pendant une période donnée avec chaque zone du cadre de travail de la plaque, - il est prévu des moyens complémentaires permettant le déclenchement par exemple la nuit de l'éclairage de la plaque ou d'un zone de la plaque suite à un choc sur une partie quelconque ou prédéterminée du cadre de travail de la plaque,• a statistical module to exploit the information collected by the computer, and indicating in particular the number of interactions having been carried out during a given period with each zone of the plate's working environment, - additional means are provided allowing the triggering, for example, at night of the lighting of the plate or of an area of the plate following an impact on any or predetermined part of the working frame of the plate,
- les transducteurs constitutifs de chaque sont connectés à un pont de résistances associé au capteur avant d'attaquer les des préamplificateurs large bande des circuits électroniques associés au capteur, - la plaque est en verre.the constituent transducers of each are connected to a resistance bridge associated with the sensor before attacking the wideband preamplifiers of the electronic circuits associated with the sensor, - the plate is made of glass.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :Other aspects, aims and advantages of the present invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example and made with reference to the accompanying drawings, in which :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une vitrine équipée de capteurs et opérant selon le principe décrit dans le brevet WO 96/11378,FIG. 1 is a perspective view of a display case equipped with sensors and operating according to the principle described in patent WO 96/11378,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe montrant deux types d'impacts perpendiculaires à la vitrine opérés avec un même objet longiligne, ici une clef, maintenu différemment,FIG. 2 is a schematic sectional view showing two types of impact perpendicular to the display case operated with the same elongated object, here a key, held differently,
- la figure 3a est un schéma bloc des quatre voies analogiques identiques de traitement des signaux fournis par les récepteurs de la vitrine de la figure 1 , - la figure 3b est un schéma bloc des circuits analogiques de traitement de l'une des quatre voies de la figure 3a,- Figure 3a is a block diagram of the four identical analog channels for processing the signals supplied by the receivers of the display cabinet of Figure 1, - Figure 3b is a block diagram of the analog circuits for processing one of the four channels of Figure 3a,
- la figure 4 est un schéma bloc des connecteurs, circuits analogiques, numériques de traitement des signaux issus de différents noeuds électriques des quatre voies de la figure 3a, - la figure 5 est un schéma bloc d'une partie de l'architecture interne du composant programmé "wavepro3" de la figure 4,- Figure 4 is a block diagram of connectors, analog, digital circuits for processing signals from different electrical nodes of the four channels of Figure 3a, - Figure 5 is a block diagram of part of the internal architecture of the programmed component "wavepro3" in figure 4,
- la figure 6 est un schéma bloc des circuits de filtrage passe-bas audio des signaux issus des étages préamplificateurs de deux voies de la figure 3a, - la figure 7 est une vue schématique en coupe axiale d'un stylet selon une forme de réalisation préférée de l'invention,- Figure 6 is a block diagram of the audio low-pass filtering circuits of the signals from the preamplifier stages of two channels of Figure 3a, - Figure 7 is a schematic view in axial section of a stylus according to an embodiment preferred of the invention,
- la figure 8 représente une vue schématique du circuit électrique d'équilibrage d'un des quatre capteurs de la vitrine de la figure 1 ,FIG. 8 represents a schematic view of the electrical balancing circuit of one of the four sensors of the display case of FIG. 1,
- la figure 9 est un schéma bloc de circuits de génération d'impulsions en mode rafale à 60V pour effectuer un test d'intégrité de la vitrine, - la figure 10 est un schéma bloc d'une partie de l'architecture interne du composant programmé "wavepro3" destinée à la génération de signaux de commandes des transistors du générateur d'impulsion de la figure 9,FIG. 9 is a block diagram of circuits for generating pulses in burst mode at 60V for carrying out a showcase integrity test, FIG. 10 is a block diagram of part of the internal architecture of the programmed component "wavepro3" intended for the generation of control signals of the transistors of the pulse generator of FIG. 9,
- la figure 11 est une vue schématique d'une vitrine montrant un doublement du nombre de capteurs, par rapport à la configuration de la figure 1 ,FIG. 11 is a schematic view of a display case showing a doubling of the number of sensors, compared to the configuration of FIG. 1,
- la figure 12 est une vue schématique de la vitrine de la figure 1 , sur laquelle on a superposé et fait coïncider les limites d'une image numérisée en 640 x 480 pixels d'une partie de la vitrine, permettant de réaliser une correspondance entre les coordonnées réelles d'un point d'impact et les coordonnées en pixels de l'image numérique de ce même point.- Figure 12 is a schematic view of the window of Figure 1, on which we superimposed and coincide the limits of an image scanned in 640 x 480 pixels of a part of the window, allowing to achieve a correspondence between the actual coordinates of an impact point and the pixel coordinates of the digital image of this same point.
En référence tout d'abord à la figure 1 , on a représenté une plaque 10 telle que celle décrite dans le brevet WO 96/11378. Cette plaque comprend quatre paires SMC1 , SMC2, SMC3, SMC4 de transducteurs piezo- électriques qui constituent chacune un capteur acoustique, les deux transducteurs de chaque paire étant fixés en vis-à-vis sur les deux faces opposées de la plaque (par exemple par collage) pour recueillir les ondes acoustiques circulant dans la plaque.Referring first to Figure 1, there is shown a plate 10 such as that described in patent WO 96/11378. This plate comprises four pairs SMC1, SMC2, SMC3, SMC4 of piezoelectric transducers which each constitute an acoustic sensor, the two transducers of each pair being fixed vis-à-vis on the two opposite faces of the plate (for example by collage) to collect the acoustic waves circulating in the plate.
Un repère orthogonal X, Y d'origine O est associé à la plaque 10, le centre de la plaque pouvant coïncider avec l'origine O du repère. Les capteurs SMC1 et SMC2 sont situés sur l'axe X, opposés symétriquement par rapport à l'origine du repère. Ils ont pour coordonnées respectives (-XM, 0) et (XM,0). Les capteurs SMC3 et SMC4 sont situés sur l'axe Y, opposés symétriquement par rapport à l'origine du repère. Ils ont pour coordonnées respectives (O, -YM) et (O, YM).An orthogonal coordinate system X, Y of origin O is associated with the plate 10, the center of the plate possibly coinciding with the origin O of the coordinate system. The SMC1 and SMC2 sensors are located on the X axis, symmetrically opposite to the origin of the coordinate system. They have the respective coordinates (-XM, 0) and (XM, 0). The SMC3 and SMC4 sensors are located on the Y axis, symmetrically opposite to the origin of the coordinate system. Their respective coordinates are (O, -Y M ) and (O, Y M ).
Les ondes acoustiques peuvent en particulier être générées par le choc d'un objet sur la plaque. Comme on va le voir, elles peuvent également être générées par d'autres formes d'excitation de la plaque par un utilisateur. La plaque est réalisée dans un matériau rigide constituant un bon conducteur acoustique isotrope autour de 100kHz, tel que le verre. Cette plaque peut être plane comme dans le présent mode de réalisation où elle constitue une vitrine en verre, mais peut également être définie par une surface courbe.Acoustic waves can in particular be generated by the impact of an object on the plate. As will be seen, they can also be generated by other forms of excitation of the plate by a user. The plate is made of a rigid material constituting a good isotropic acoustic conductor around 100 kHz, such as glass. This plate can be flat as in the present embodiment where it constitutes a glass display case, but can also be defined by a curved surface.
La Demanderesse a observé que le spectre fréquentiel acoustique du mode de Lamb antisymétrique Ao engendré par un objet percutant la vitrine isotrope, qui s'étend de quelques dizaines de Hertz à plusieurs centaines de kiloHertz, possède des propriétés qui dépendent de la nature et des dimensions de l'objet utilisé pour communiquer avec la vitrine.The Applicant has observed that the acoustic frequency spectrum of the antisymmetric Lamb mode Ao generated by an object striking the isotropic display case, which extends from a few tens of Hertz to several hundred kiloHertz, has properties which depend on the nature and the dimensions of the object used to communicate with the display case.
Ainsi, plus l'objet percutant la vitrine est mou et moins le spectre contient de composantes vers les hautes fréquences. Ainsi si l'on considère par exemple le doigt de la main, le spectre sera différent selon que l'on frappe avec la peau ou l'ongle du doigt. La différence est d'ailleurs remarquable dans le spectre audible.Thus, the softer the object striking the display case, the less the spectrum contains components towards the high frequencies. So if we consider for example the finger of the hand, the spectrum will be different depending on whether we strike with the skin or the fingernail. The difference is also remarkable in the audible spectrum.
Par ailleurs, si l'on considère un objet dur tel qu'une clef métallique, le spectre acoustique dépendra également de la façon dont on percute la vitrine, comme on va le voir en référence à l'exemple de la figure 2.Furthermore, if we consider a hard object such as a metal key, the acoustic spectrum will also depend on how we strike the window, as we will see with reference to the example in Figure 2.
Lorsqu'on frappe la vitrine avec une clef C1 de forme longiligne orientée perpendiculairement à la surface de la vitrine, le spectre acoustique des ondes générées dans la vitrine contient moins de composantes vers les hautes fréquences que si le choc était produit en inclinant la clef (clef C2). La raison de cette différence est liée à la durée de l'impact. Plus l'impact est de durée longue, plus le spectre engendré contient des basses fréquences. Lorsque la clef longiligne qui frappe la vitrine lui est perpendiculaire, la durée de l'impact est plus grande que si l'on frappe en tenant la clef inclinée. En effet, la durée de l'impact d'un objet est liée au temps de transit de la quantité de mouvement dans l'objet pendant la percution. Un objet longiligne frappant la vitrine perpendiculairement sera associé à un temps de transit d'une onde acoustique longitudinale se rétro-propageant le long de l'objet percutant. Si cet objet frappe la vitrine avec une approche perpendiculaire mais en étant maintenu incliné (clef C2), la réaction de la vitrine reste perpendiculaire et la quantité de mouvement qui se rétropropage dans l'objet par réaction de la vitrine dure le temps que met l'onde acoustique à atteindre les limites de l'objet dans la direction perpendiculaire à la vitrine, temps qui est plus court que dans le cas d'une clef orientée perpendiculairement à la vitrine (clef C1 ).When the window is struck with a slender C1 key oriented perpendicular to the surface of the window, the acoustic spectrum of the waves generated in the window contains fewer components towards the high frequencies than if the shock were produced by tilting the key ( key C2). The reason for this difference is related to the duration of the impact. The longer the impact, the lower the spectrum generated. When the elongated key that strikes the window is perpendicular to it, the duration of the impact is greater than if one strikes while holding the inclined key. Indeed, the duration of the impact of an object is linked to the transit time of the momentum in the object during percussion. A slender object striking the window perpendicularly will be associated with a transit time of a longitudinal acoustic wave back propagating along the striking object. If this object hits the window with a perpendicular approach but is kept tilted (key C2), the reaction of the window remains perpendicular and the amount of movement which backs up in the object by reaction of the window lasts the time that the acoustic wave takes to reach the limits of the object in the direction perpendicular to the window, time which is shorter than in the case of a key oriented perpendicular to the display case (key C1).
Ainsi, il est possible de déduire du spectre des fréquences acoustiques engendrées par l'impact des informations sur l'objet utilisé par un utilisateur pour communiquer avec la vitrine. On va voir ci-après que la Demanderesse a élaboré des moyens pour exploiter de telles informations pour atteindre les buts de l'invention.Thus, it is possible to deduce from the spectrum of the acoustic frequencies generated by the impact of the information on the object used by a user to communicate with the display case. We will see below that the Applicant has developed means to exploit such information to achieve the aims of the invention.
Le fonctionnement de la vitrine interactive du WO 96/11378 implique la détection du mode de Lamb antisymétrique Ao à des fréquences ultrasonores suffisamment élevées pour pouvoir obtenir une bonne précision dans la détection des ondes acoustiques autour de 100 kHz. Comme représenté sur la figure 3a, on associe à chaque capteur de la vitrine, qui délivre un signal respectif AOPX-, AOPX+, AOPY-, AOPY+, un circuit électronique de détection respectif D1 , D2, D3 et D4. Les circuits D1 à D4 sont équivalents.The operation of the interactive display case of WO 96/11378 involves the detection of the antisymmetric Lamb mode Ao at ultrasonic frequencies sufficiently high to be able to obtain good accuracy in the detection of acoustic waves around 100 kHz. As shown in FIG. 3a, there is associated with each sensor of the display case, which delivers a respective signal AOPX-, AOPX +, AOPY-, AOPY +, a respective electronic detection circuit D1, D2, D3 and D4. The circuits D1 to D4 are equivalent.
La figure 3b détaille les éléments principaux du circuit D1. Ce circuit effectue une préamplification large bande, suivie d'une amplification sélective centrée sur 100 kHz grâce à un amplificateur sélectif IC2G$2 pour détecter la fraction d'énergie engendrée par un impact au voisinage de cette fréquence.Figure 3b details the main elements of circuit D1. This circuit performs broadband preamplification, followed by selective amplification centered on 100 kHz using a selective amplifier IC2G $ 2 to detect the fraction of energy generated by an impact in the vicinity of this frequency.
Cette amplification sélective est importante, car la Demanderesse a observé qu'en général cette fraction est très faible comparée à la fraction récupérable dans le spectre audible dans le cas d'un signal généré par un impact sur la vitrine.This selective amplification is important, because the Applicant has observed that in general this fraction is very small compared to the recoverable fraction in the audible spectrum in the case of a signal generated by an impact on the display case.
A la suite de cette amplification sélective centrée sur 100 kHz, le signal est élevé au carré par le circuit référencé IC3, puis une détection de crête est opérée par le circuit référencé IC4G$1 et IC4G$2. A la suite de cette détection de crête, le signal est intégré à l'aide du montage à amplificateur opérationnel IC5 faisant passer la sortie de cet amplificateur d'un niveau saturé positif obtenu à l'aide de ponts de résistances sur les entrées inverseuses, à un niveau saturé négatif lorsqu'un paquet d'ondes est détecté.Following this selective amplification centered on 100 kHz, the signal is squared by the circuit referenced IC3, then a peak detection is carried out by the circuit referenced IC4G $ 1 and IC4G $ 2. Following this peak detection, the signal is integrated using the IC5 operational amplifier circuit passing the output of this amplifier from a positive saturated level obtained using resistance bridges on the inverting inputs, to a negative saturated level when a wave packet is detected.
Cette transition d'un niveau saturé positif à un niveau saturé négatif sur la grille du transistor PMOS T1 a pour effet de le rendre passant dès que la tension de grille descend au dessous de 3,5 Volts.This transition from a positive saturated level to a negative saturated level on the gate of the PMOS transistor T1 has the effect of turning it on as soon as the gate voltage drops below 3.5 volts.
Les sorties respectives XMOINS, XPLUS, YMOINS et YPLUS des circuits D1 , D2, D3 et D4 sont reliées à un calculateur de traitement de type ordinateur, par l'intermédiaire de composants qui seront décrits plus loin dans ce texte.The respective outputs XMOINS, XPLUS, YMOINS and YPLUS of circuits D1, D2, D3 and D4 are connected to a processing computer type computer, via components which will be described later in this text.
On va maintenant détailler différents aspects de l'invention qui permettent d'assurer un fonctionnement opérationnel fiable et ergonomique d'une vitrine fonctionnant selon le principe décrit dans le brevet WO 96/11378, en particulier dans un environnement comprenant des perturbations acoustiques. A cet effet, on se fonde sur l'exemple d'une vitrine de magasin équipée de capteurs et à laquelle un utilisateur transmet des signaux acoustiques pour interagir avec un ordinateur relié aux capteurs.We will now detail various aspects of the invention which make it possible to ensure reliable and ergonomic operational operation of a display case operating according to the principle described in patent WO 96/11378, in particular in an environment comprising acoustic disturbances. For this purpose, we base ourselves on the example of a shop window equipped with sensors and to which a user transmits acoustic signals to interact with a computer connected to the sensors.
Selon un premier aspect, un problème opérationnel lié à la réception des ondes acoustiques engendrées autour de 100 kHz est la présence de bruits terrestres, issus par exemple de micro-vibrations du sous-sol, dans ce domaine de fréquence. Ces bruits qui se propagent à la surface de la terre peuvent être transmis à la vitrine et exciter les transducteurs piézoélectriques, ce qui peut alors engendrer une détection intempestive d'ondes autour de 100 KHz et perturber le fonctionnement de la vitrine. Les bruits terrestres ont cependant un spectre acoustique différent du spectre engendré par un utilisateur percutant la vitrine avec son ongle ou un objet dur pour interagir avec un ordinateur relié à la vitrine. De telles percutions émettraient en effet des ondes à la fois autour de 100 kHz et dans le spectre audible. Les bruits terrestres présentent quant à eux très peu de composantes spectrales dans le domaine audible (défini dans ce texte comme domaine basse fréquence). Pour éviter que la vitrine ne soit activée par un bruit terrestre, une solution consiste donc à procéder à une analyse fréquentielle du signal détecté, afin de vérifier qu'un signal détecté autour de 100 kHz par les circuits D1 à D4 contient également des fréquences dans la gamme audible. Cela peut se faire de manière connue à partir d'une numérisation du signal et un traitement approprié, par exemple l'étude de la transformée de Fourier discrète du signal numérisé.According to a first aspect, an operational problem linked to the reception of the acoustic waves generated around 100 kHz is the presence of terrestrial noise, for example from micro-vibrations of the subsoil, in this frequency domain. These noises which propagate on the surface of the earth can be transmitted to the showcase and excite the piezoelectric transducers, which can then generate an untimely detection of waves around 100 KHz and disturb the functioning of the showcase. Terrestrial noises, however, have an acoustic spectrum different from the spectrum generated by a user striking the window with his nail or a hard object to interact with a computer connected to the window. Such percussions would indeed emit waves both around 100 kHz and in the audible spectrum. Terrestrial noise presents very few spectral components in the audible domain (defined in this text as low frequency domain). To prevent the display case from being activated by terrestrial noise, a solution therefore consists in carrying out a frequency analysis of the detected signal, in order to verify that a signal detected around 100 kHz by circuits D1 to D4 also contains frequencies in the audible range. This can be done in a known manner from a digitization of the signal and appropriate processing, for example the study of the discrete Fourier transform of the digitized signal.
Plus simplement et de façon plus économe, une solution préférée selon l'invention consiste à réaliser une amplification sélective, par exemple au voisinage de 10 kHz et de préférence dans la limite supérieure du spectre audible, sur une des quatre voies issues des capteurs respectifs de la vitrine, après une préamplification large bande du signal.More simply and more economically, a preferred solution according to the invention consists in carrying out a selective amplification, for example in the vicinity of 10 kHz and preferably in the upper limit of the audible spectrum, on one of the four channels coming from the respective sensors of the showcase, after a broadband preamplification of the signal.
La figure 4 montre ainsi que la sortie BFX- de l'étage de préamplification large bande de l'amplificateur sélectif du circuit D1 de la figure 3b est adaptée à la logique CMOS en faisant commuter un transistor PMOS T5. Ce transistor peut ensuite valider une bascule de contrôle pour déterminer si le signal détecté contient des fréquences bassesFIG. 4 thus shows that the output BFX- of the broadband preamplification stage of the selective amplifier of the circuit D1 of FIG. 3b is adapted to the CMOS logic by switching a PMOS transistor T5. This transistor can then validate a control flip-flop to determine if the detected signal contains low frequencies
Dans le mode de réalisation préféré de la figure 4, si une composante basse fréquence en provenance du capteur SMC1 est détectée, T5 active l'entrée horloge d'un compteur BF d'un composant logique programmable WAVEPRO3, alors que les signaux XMOINS, XPLUS, YMOINS et YPLUS centrés sur 100 KHz et issus des circuits D1 à D4 sont également transmis au composant WAVEPRO3 dans lequel ces signaux déclenchent, comme on le détaillera plus loin dans ce texte, des bascules respectives. Dans le composant WAVEPRO3 dont la structure et le fonctionnement seront explicités en référence à la figure 5, une fonction ET logique identifie les signaux véhiculant une énergie à la fois dans le spectre basse fréquence et dans le spectre voisin de 100 kHz, et permet ainsi de discriminer les déclenchements intempestifs de la vitrine dus aux bruits d'origine terrestre. D'autre part, selon un deuxième aspect pouvant être relié à l'aspect ci- dessus ou non, le bon fonctionnement de la vitrine implique aussi de quantifier l'amplitude d'une composante spectrale d'une onde acoustique circulant dans la vitrine.In the preferred embodiment of FIG. 4, if a low frequency component from the sensor SMC1 is detected, T5 activates the clock input of a LF counter of a programmable logic component WAVEPRO3, while the signals XMOINS, XPLUS , YMOINS and YPLUS centered on 100 KHz and coming from circuits D1 to D4 are also transmitted to the WAVEPRO3 component in which these signals trigger, as will be detailed later in this text, respective flip-flops. In the WAVEPRO3 component, the structure and operation of which will be explained with reference to FIG. 5, a logical AND function identifies the signals carrying energy both in the low frequency spectrum and in the spectrum close to 100 kHz, and thus makes it possible to to discriminate against untimely tripping of the display case due to noises of terrestrial origin. On the other hand, according to a second aspect which may or may not be linked to the above aspect, the proper functioning of the display case also involves quantify the amplitude of a spectral component of an acoustic wave circulating in the display case.
En effet, il est possible qu'un impact sur la vitrine soit tout juste assez fort pour déclencher seulement certaines des bascules respectives associées aux quatre capteurs de la vitrine. Dans ce cas, la détermination des coordonnées du point d'impact sur la vitrine est impossible.Indeed, it is possible that an impact on the showcase is just strong enough to trigger only some of the respective flip-flops associated with the four showcase sensors. In this case, determining the coordinates of the point of impact on the display case is impossible.
Il est également possible qu'un signal relativement faible généré par un impact sur la vitrine déclenche dans le composant WAVEPRO3 les quatre bascules des quatre capteurs de la vitrine, mais qu'en raison de la différence de distance entre deux capteurs associés à une même direction et de l'intégration quadratique qui est effectuée sur les signaux délivrés par les capteurs par les circuits respectifs D1 à D4 après l'amplification sélective autour de 100 kHz, apparaisse une dissymétrie importante dans l'amplitude des signaux de la paire (XMOINS, XPLUS) ou de la paire (YMOINS, YPLUS). Dans ce cas, la détermination des coordonnées d'impact est également problématique et le fonctionnement de la vitrine n'est pas correct.It is also possible that a relatively weak signal generated by an impact on the showcase triggers in the component WAVEPRO3 the four rockers of the four showcase sensors, but that due to the difference in distance between two sensors associated with the same direction and from the quadratic integration which is carried out on the signals delivered by the sensors by the respective circuits D1 to D4 after the selective amplification around 100 kHz, there appears a significant asymmetry in the amplitude of the signals of the pair (XMOINS, XPLUS ) or of the pair (YMOINS, YPLUS). In this case, determining the impact coordinates is also problematic and the operation of the display case is not correct.
A l'opposé, un choc violent sur la vitrine effectué par exemple avec un objet métallique peut engendrer des modes plus rapides que le mode Ao, en particulier le mode symétrique So, et ce en proportion suffisante pour que les bascules du dispositif commutent sur ce mode symétrique pour lequel elles ne sont pas prévues. Dans ce cas, le fonctionnement normal de la vitrine est également perturbé.Conversely, a violent impact on the window made for example with a metallic object can generate faster modes than the Ao mode, in particular the symmetrical mode So, and this in sufficient proportion for the flip-flops of the device to switch on this. symmetrical mode for which they are not intended. In this case, the normal operation of the display case is also disturbed.
Il est donc nécessaire de disposer d'une donnée quantitative de l'amplitude des signaux acoustiques circulant dans la vitrine afin de déterminer si le signal détecté se trouve dans une plage d'amplitude acceptable.It is therefore necessary to have quantitative data on the amplitude of the acoustic signals circulating in the display case in order to determine whether the detected signal is within an acceptable amplitude range.
Une méthode préférée selon l'invention pour quantifier l'amplitude associée à un impact dans la vitrine consiste à mesurer la réverbération du signal dans la vitrine à la suite de l'impact. On définit ici la réverbération comme le temps nécessaire pour que le niveau de signal redescende en dessous d'un seuil d'amplitude déterminé suite à un impact. Dans le cas particulier d'une vitrine de magasin, ce temps dépend en premier lieu de l'intensité du choc mais également de la taille de la vitrine et de l'effet absorbant des joints de maintien de la vitrine. A taille de vitrine constante, ce temps peut donc varier d'une vitrine à l'autre. Pour une vitrine donnée, on calibrera au moment de l'installation de la vitrine et des capteurs les réverbérations minimales et maximales encadrant un fonctionnement correct de la vitrine.A preferred method according to the invention for quantifying the amplitude associated with an impact in the display case consists in measuring the reverberation of the signal in the display case following the impact. Here we define reverberation as the time it takes for the signal level to drop back below a determined amplitude threshold following an impact. In the particular case of a shop window, this time depends first of all on the intensity of the shock but also on the size of the shop window and the absorbent effect of the holding joints of the shop window. With a constant window size, this time can therefore vary from one window to another. For a given showcase, the minimum and maximum reverberations surrounding the correct operation of the showcase will be calibrated during the installation of the showcase and the sensors.
Pour quantifier la réverbération associée aux ondes acoustiques consécutives à un impact sur la vitrine, l'un des signaux de sortie respectifs AMPX-, AMPX+, AMPY-, AMPY+ des filtres sélectifs centrés sur 100 KHz est adapté à la logique CMOS à l'aide d'un transistor NMOS T6 comme représenté sur la figure 4, puis envoyé sur l'entrée d'horloge CLKi d'un compteur d'impact 12 bits du composant WAVEPRO3.To quantify the reverberation associated with acoustic waves following an impact on the display case, one of the respective output signals AMPX-, AMPX +, AMPY-, AMPY + of the selective filters centered on 100 KHz is adapted to CMOS logic using of an NMOS transistor T6 as shown in FIG. 4, then sent to the clock input CLKi of a 12 bit impact counter of the component WAVEPRO3.
Ce compteur permet de comptabiliser le nombre de franchissements, par un signal autour de 100 KHz, d'un seuil d'amplitude prédéterminé.This counter allows to count the number of crossings, by a signal around 100 KHz, of a predetermined amplitude threshold.
Il est à noter que les signaux acoustiques générés par un impact sur la vitrine peuvent être détectés une première fois par les quatre capteurs acoustiques puis rebondir sur les parois de la vitrine qui constituent les frontières d'une cavité pleine en verre dans laquelle les ondes sont piégées. Les capteurs peuvent donc également détecter les passages successifs de trains d'ondes réfléchis issus du même impact, si celui-ci transmet une grande quantité d'énergie à la vitrine.It should be noted that the acoustic signals generated by an impact on the display case can be detected for the first time by the four acoustic sensors and then rebound on the walls of the display case which constitute the borders of a full glass cavity in which the waves are trapped. The sensors can therefore also detect successive passages of reflected wave trains from the same impact, if the latter transmits a large amount of energy to the display case.
Le compteur CLKi permet de comptabiliser pour un impact donné le nombre total de franchissements de seuil, qu'ils soient issus d'un premier train d'ondes incident ou de trains d'ondes réfléchis, et d'établir ainsi la quantité totale d'énergie associée à l'impact. Le temps de réverbération est mesuré par le compteur 12 bits par pas de 10 μs.The CLKi counter makes it possible to account for a given impact the total number of threshold crossings, whether they originate from a first incident wave train or from reflected wave trains, and thus establish the total amount of energy associated with impact. The reverberation time is measured by the 12-bit counter in 10 μs steps.
Une variante à cette méthode de mesure de la réverbération à 100 kHz consiste à commander l'entrée horloge du compteur d'impact CLKi à l'aide d'une horloge stable à 100 kHz, le comptage étant autorisé aussi longtemps que l'enveloppe des échos successifs du train d'ondes engendré dans la plaque au voisinage de 100 kHz reste au dessus d'un seuil déterminé.A variant of this method of measuring reverberation at 100 kHz consists in controlling the clock input of the impact meter CLKi using a stable clock at 100 kHz, counting being authorized as long as the envelope of the successive echoes of the generated wave train in the plate in the vicinity of 100 kHz remains above a determined threshold.
Le système selon l'invention comprend ainsi un compteur d'impacts qui permet de quantifier l'énergie associée à un choc. Cette information transmise à l'ordinateur auquel le composant WAVEPRO3 est relié peut ensuite être utilisée par cet ordinateur pour générer un signal relatif à la qualité de l'impact à destination de l'utilisateur.The system according to the invention thus comprises an impact counter which makes it possible to quantify the energy associated with a shock. This information transmitted to the computer to which the WAVEPRO3 component is connected can then be used by this computer to generate a signal relating to the quality of the impact intended for the user.
Ainsi il est possible par exemple d'utiliser un périphérique relié à l'ordinateur pour émettre à destination d'un usager un signal lumineux pour lui indiquer si un impact se trouve dans une plage de fonctionnement désirée : lumière verte pour un choc acceptable, lumière rouge pour un choc trop faible ou trop fort.Thus it is possible for example to use a peripheral connected to the computer to send a light signal to a user to indicate to him if an impact is within a desired operating range: green light for an acceptable shock, light red for too weak or too strong shock.
Selon l'invention, il peut en outre être intéressant de simultanément quantifier l'énergie associée à un impact tout en effectuant une analyse spectrale telle que décrite ci-dessus selon le premier aspect évoqué de l'invention.According to the invention, it may also be advantageous to simultaneously quantify the energy associated with an impact while performing a spectral analysis as described above according to the first aspect mentioned of the invention.
En effet, on a dit que des impacts générés par des objets de dureté différentes produisaient dans la vitrine des ondes acoustiques dont la répartition spectrale était différente. En quantifiant les énergies associées à deux ou plusieurs fréquences données on peut déterminer la nature du matériau utilisé pour heurter la vitrine, ce qui peut être avantageux par exemple en termes de sécurité (une telle disposition permettrait en effet de pouvoir déclencher une action préventive de protection, par exemple en actionnant une alarme ou en déclenchant la fermeture d'un rideau métallique recouvrant la vitrine, en cas de choc violent avec un objet dur).In fact, it has been said that impacts generated by objects of different hardness produce acoustic waves in the window with a different spectral distribution. By quantifying the energies associated with two or more given frequencies, we can determine the nature of the material used to strike the display case, which can be advantageous, for example, in terms of security (such an arrangement would indeed make it possible to trigger a preventive protective action. , for example by activating an alarm or by triggering the closure of a metal curtain covering the display case, in the event of a violent impact with a hard object).
En référence à la figure 5 qui détaille l'architecture du composantReferring to Figure 5 which details the architecture of the component
WAVEPRO3, une réalisation préférée de l'invention consiste à utiliser pour cela deux compteurs d'impacts, l'un activé par les filtres sélectifs à 100 KHzWAVEPRO3, a preferred embodiment of the invention consists in using two impact counters for this, one activated by the selective filters at 100 KHz
(compteur CLKi), l'autre activé par un filtre basse fréquence à 10 KHz (compteur BF).(CLKi counter), the other activated by a low frequency filter at 10 KHz (LF counter).
Le composant WAVEPRO3 fonctionne selon la logique suivante : • Quatre bascules FF1 à FF4 associées aux quatre capteurs respectifs de la vitrine peuvent être activées au niveau de leur entrée horloge par un signal respectif XMOINS, XPLUS, YMOINS , YPLUS issu d'une percution sur la vitrine, • Les signes SignX, SignY des coordonnées du point d'impact sont ensuite déterminés par des bascules FF5 et FF6. Les bascules FF1 à FF6 sont réinitialisées par un ordre d'écriture à une adresse donnée de la carte,The WAVEPRO3 component works according to the following logic: • Four flip-flops FF1 to FF4 associated with the four respective sensors of the showcase can be activated at their clock input by a respective signal XMOINS, XPLUS, YMOINS, YPLUS from a percussion on the showcase, • SignX, SignY of coordinates of the point of impact are then determined by flip-flops FF5 and FF6. The flip-flops FF1 to FF6 are reset by a write order to a given address on the card,
• Un compteur général PROCESS COUNTER de 16 bits comptant à la fréquence d'une horloge ck de 1 MHz est activé par la détection d'une percution par un capteur. Ce compteur général régit les étapes chronologiques d'acquisition des coordonnées.• A 16-bit PROCESS COUNTER general counter counting at the frequency of a 1 MHz ck clock is activated by detection of a percussion by a sensor. This general counter governs the chronological stages of acquiring the coordinates.
En particulier, ce compteur envoie sur un bus ISA de transmission des données à l'ordinateur un message WrHF de présence de signal dans la gamme des 100 KHz, et ce 49,152 ms après l'impact. Ce délai donne le temps aux compteurs d'impacts BF et CLKi de quantifier la réverbération à 100 KHz ainsi qu'à 10 KHz suite à un impact. Le message WrHF reste actif pendant 214 périodes d'horloge, soit 16,38 ms.In particular, this counter sends on an ISA data transmission bus to the computer a WrHF message of signal presence in the 100 KHz range, and this 49.152 ms after impact. This delay gives the BF and CLKi impact counters time to quantify the reverberation at 100 KHz as well as at 10 KHz following an impact. The WrHF message remains active for 2 14 clock periods, or 16.38 ms.
• Lorsque ce message WrHF est perçu par l'ordinateur de traitement, les données présentes sur les bus trois états associées à des adresses mémoires sont lues séquentiellement par l'ordinateur et transformées en coordonnées de pixel sur une image numérisée de la vitrine selon le protocole qui sera décrit plus loin,• When this WrHF message is perceived by the processing computer, the data present on the three-state buses associated with memory addresses are read sequentially by the computer and transformed into pixel coordinates on a digitized image of the display case according to the protocol which will be described later,
• Les programmes spécifiques contenus dans l'ordinateur et dont on va également exposer les étapes ci-dessous vérifient également l'état d'un bit WrBF correspondant à l'entrée du compteur d'impacts BF. Les programmes de l'ordinateur disposent ainsi des signaux WrHF et WrBF et peuvent déterminer si un déclenchement de WrHF correspond à un signal terrestre ou non, par le signal WrBF,• The specific programs contained in the computer and the steps of which will also be explained below also verify the state of a WrBF bit corresponding to the input of the BF impact counter. Computer programs thus have WrHF and WrBF signals and can determine whether a WrHF trigger corresponds to a terrestrial signal or not, by the WrBF signal,
• Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, lorsqu'un choc fait commuter WrBF et que WrHF ne commute pas dans un intervalle de temps prédéfini après la commutation de WrBF, cet intervalle de temps pouvant être de l'ordre de 70 ms, un logiciel de l'ordinateur en déduit que l'utilisateur utilise un objet dont l'impact sur la vitrine génère des ondes basse fréquence, mais que cet objet est trop mou pour communiquer efficacement avec la vitrine. L'ordinateur peut alors envoyer, par l'intermédiaire d'un périphérique tel qu'un projecteur ou un moniteur, un message à l'utilisateur recommandant l'utilisation d'un objet plus dur.• According to a particular embodiment of the invention, when a shock causes WrBF to switch and WrHF does not switch in a predefined time interval after the switching of WrBF, this time interval can be around 70 ms, computer software deduces that the user uses an object whose impact on the window generates low frequency waves, but that this object is too soft to communicate effectively with the showcase. The computer can then send, via a device such as a projector or monitor, a message to the user recommending the use of a harder object.
Selon un autre aspect pouvant être considéré indépendamment ou non des aspects évoqués ci-dessus, l'invention propose d'améliorer l'ergonomie et le confort d'utilisation de la vitrine en étendant la communication entre l'utilisateur et la vitrine à des modes d'interactivité n'ayant pas recours à une percution. Il peut en effet être particulièrement avantageux de supprimer la percution avec un objet dur sur la vitrine, de telles percutions n'étant pas tolérables par exemple pour un commerçant ne disposant pas de suffisamment de place pour travailler dans la tranquillité à distance suffisante de la vitrine interactive.According to another aspect which can be considered independently or not of the aspects mentioned above, the invention proposes to improve the ergonomics and the comfort of use of the display case by extending the communication between the user and the display case to modes interactivity not using percussion. It may indeed be particularly advantageous to suppress the percussion with a hard object on the display case, such percussions not being tolerable for example for a trader who does not have enough space to work in peace at a sufficient distance from the display case interactive.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, on utilise avec profit la surface de la vitrine comme une membrane microphonique. En effet, si un objet percutant la vitrine injecte dans celle-ci de l'énergie à l'endroit de l'impact, la surface recevant l'énergie est cependant très faible, typiquement de l'ordre de quelques dizaines de microns carrés pour une clef. Une personne parlant en face de la vitrine émet vers celle-ci une onde de compression qui va exciter mécaniquement une surface beaucoup plus importante de la plaque de verre de la vitrine.Thus, according to a first alternative embodiment, the surface of the display case is used with profit as a microphonic membrane. Indeed, if an object striking the window injects energy into it at the place of impact, the surface receiving the energy is however very small, typically of the order of a few tens of square microns for a key. A person speaking in front of the showcase emits towards it a compression wave which will mechanically excite a much larger surface of the glass plate of the showcase.
L'excitation de la vitrine s'opérant alors sur une surface considérablement plus grande que dans le cas d'un impact ponctuel, elle aboutit également à un signal détectable par les quatre capteurs de la vitrine. Le montage anti-symétrique des paires de transducteur piezo-électrique qui est décrit dans le brevet WO 96/11378 est tout à fait approprié à la détection du déplacement d'une telle onde. Dans le cas des fréquences audibles, par exemple à 1 KHz, la longueur d'onde émise est grande devant l'épaisseur de la vitrine et celle-ci se comporte comme une membrane. En outre, les disques piezo-électriques qui constituent les capteurs acoustiques du dispositif ont une surface de l'ordre de quelques centimètres carrés qui est beaucoup plus petite que la surface excitée de la vitrine. Plus la fréquence de l'onde émise diminue, et plus l'amplitude du déplacement de cette membrane et donc du signal augmente pour se rapprocher de son mode de résonance fondamental qui se situe vers quelques centaines de Hertz pour une vitrine de quelques mètres carrés.The excitation of the showcase then taking place on a considerably larger surface than in the case of a specific impact, it also results in a signal detectable by the four sensors of the showcase. The anti-symmetrical mounting of the pairs of piezoelectric transducers which is described in patent WO 96/11378 is entirely suitable for detecting the displacement of such a wave. In the case of audible frequencies, for example at 1 KHz, the wavelength emitted is large compared to the thickness of the display case and the latter behaves like a membrane. In addition, the piezoelectric discs which constitute the acoustic sensors of the device have an area of the order of a few square centimeters which is much smaller than the excited area of the display case. The more the frequency of the emitted wave decreases, the more the amplitude of the displacement of this membrane and therefore of the signal increases to get closer to its fundamental resonance mode which is around a few hundred Hertz for a window of a few square meters.
Un utilisateur peut ainsi communiquer avec l'ordinateur en parlant et en faisant vibrer la vitrine. Comme représentés sur la figure 6, la sortie d'au moins un amplificateur large bande des circuits respectifs D1 à D4, par exemple BFX- ou BFX+, est à cet effet déroutée vers des amplificateurs passe-bas, mettant par exemple en œuvre un filtre de Bessel d'ordre 6, limités à la bande audible et destinés à adapter en amplitude et en impédance électrique le signal afin de pouvoir l'envoyer via un connecteur de type Jack vers une entrée de carte son.A user can thus communicate with the computer by speaking and vibrating the display case. As shown in FIG. 6, the output of at least one broadband amplifier from the respective circuits D1 to D4, for example BFX- or BFX +, is for this purpose diverted to low-pass amplifiers, for example implementing a filter of Bessel of order 6, limited to the audible band and intended to adapt in amplitude and electrical impedance the signal in order to be able to send it via a connector of type Jack towards an entry of sound card.
Le signal peut également subir dans certains cas une convolution par un filtre multipolaire ayant pour but de compenser la sélectivité de la vitrine à certaines fréquences et d'obtenir une réponse régulière de la vitrine qui agit alors comme un microphone sur une bande de fréquences de quelques kiloHertz.The signal can also undergo in certain cases a convolution by a multipolar filter having for goal to compensate for the selectivity of the showcase at certain frequencies and to obtain a regular response of the showcase which then acts like a microphone on a frequency band of a few kiloHertz.
Il est à noter ici que d'un point de vue pratique, l'insertion d'un filtre au niveau de la carte électronique d'acquisition ne présente un intérêt que lorsqu'un grand nombre de vitrines de mêmes dimensions doivent être réalisées. Plus commodément, pour adapter le dispositif à des dimensions de plaques variées on utilise un filtre logiciel intégré dans l'ordinateur.It should be noted here that from a practical point of view, the insertion of a filter at the level of the electronic acquisition card is only of interest when a large number of display cases of the same dimensions have to be produced. More conveniently, to adapt the device to various dimensions of plates, a software filter integrated in the computer is used.
Aux fréquences audibles auxquelles on s'intéresse ici, les vitrines sont des membranes rectangulaires satisfaisant des conditions aux limites rigides : le déplacement mécanique normal à la plaque de verre est nul au niveau du joint qui maintient le bord de la vitrine. Il suffit donc de rentrer les dimensions du cadre rigide de maintien de la vitrine pour déterminer les fréquences de résonance transversales de la plaque de verre et donc la fonction de transfert de la vitre. Une fonction de transfert inverse, dite filtre de Wiener, est ensuite calculée sur une bande de fréquence de quelques kiloHertz et appliquée à tout enregistrement audio provenant de la plaque de verre.At the audible frequencies in which we are interested here, the showcases are rectangular membranes satisfying rigid boundary conditions: the mechanical displacement normal to the glass plate is zero at the joint which maintains the edge of the showcase. It is therefore sufficient to enter the dimensions of the rigid frame for holding the display case to determine the transverse resonance frequencies of the glass plate and therefore the transfer function of the glass. A reverse transfer function, known as a Wiener filter, is then calculated on a frequency band of a few kiloHertz and applied to any audio recording coming from the glass plate.
Il est à remarquer que des enregistrements stéréo sont possibles en associant à deux capteurs, par exemple les capteurs SMC1 et SMC2, deux entrées audio respectives. En effet, la vitesse des ondes antisymétriques dans une plaque de verre est environ de 3400 m/s, soit 10 fois plus rapides que la vitesse du son dans l'air. Autrement dit, des capteurs SMC1 et SMC2 distants par exemple de 1 ,5 mètres sont équivalents en terme de différence de temps de vol à des microphones espacés de 15 cm dans l'air. Le mode de réalisation de l'invention de la figure 6 représente ainsi un circuit traitant deux signaux préamplifiés BFX- et BFX+.It should be noted that stereo recordings are possible by associating with two sensors, for example the sensors SMC1 and SMC2, two respective audio inputs. Indeed, the speed of the asymmetric waves in a glass plate is about 3400 m / s, or 10 times faster than the speed of sound in air. In other words, SMC1 and SMC2 sensors, for example 1.5 meters apart, are equivalent in terms of time of flight difference to microphones spaced 15 cm in the air. The embodiment of the invention in FIG. 6 thus represents a circuit processing two preamplified signals BFX- and BFX +.
En tant que source d'excitation mécanique étendue, et basse fréquence, la voix ne permet pas de pointer un endroit précis de la vitrine. Mais elle complète avantageusement l'ergonomie d'une vitrine à laquelle sont associés les moyens de détection et de traitement décrits plus haut pour déterminer les coordonnées X, Y d'un impact sur la vitrine.As a source of extensive mechanical excitation, and low frequency, the voice does not point to a specific place in the window. However, it advantageously supplements the ergonomics of a display case with which the detection and processing means described above are associated to determine the X, Y coordinates of an impact on the display case.
La variante décrite ci-dessus apporte ainsi un complément avantageux, un signal spécifique de la voix pouvant déclencher une action telle que l'alimentation d'une source lumineuse pour éclairer la vitrine ou encore pour permettre de laisser un message vocal. Dans une deuxième variante qui permet également de communiquer avec la vitrine sans percution, et qui permet quant à elle de déterminer les coordonnées X, Y d'un point de la vitrine choisi par un utilisateur, on peut prévoir un générateur d'ondes ultrasonores que l'utilisateur peut déplacer silencieusement sur la surface de la vitrine. Comme représenté sur la figure 7, un tel générateur ultrasonore peut être réalisé sous la forme d'un stylet 100 renfermant dans un corps principal 101 longitudinal creux une source d'énergie électrique 102 située dans la partie haute du corps et constituée par exemple par des piles, un générateur continu de rafales d'impulsions et un disque piezo-électrique 104 en céramique qui, excité par le générateur d'impulsions lorsque celui-ci est alimenté par les piles, met en résonance une cavité 105 de la partie basse du corps réalisée dans un matériau plastique et remplie d'un liquide antigel 106 ayant une impédance mécanique comparable à celle du matériau constituant la cavité 105.The variant described above thus provides an advantageous complement, a specific voice signal being able to trigger an action such as the supply of a light source to illuminate the display case or to allow a voice message to be left. In a second variant which also makes it possible to communicate with the window without percussion, and which in turn makes it possible to determine the X, Y coordinates of a point of the window chosen by a user, it is possible to provide an ultrasonic wave generator that the user can move silently across the surface of the display case. As shown in FIG. 7, such an ultrasonic generator can be produced in the form of a stylus 100 enclosing in a main body 101 longitudinal hollow a source of electrical energy 102 located in the upper part of the body and constituted for example by batteries, a continuous generator of bursts of pulses and a piezoelectric disc 104 made of ceramic which, excited by the generator pulses when the latter is powered by the batteries, resonates a cavity 105 in the lower part of the body made of a plastic material and filled with an antifreeze liquid 106 having a mechanical impedance comparable to that of the material constituting the cavity 105.
Typiquement, une cavité cylindrique en polycarbonate d'environ 7 mm de hauteur et de diamètre d'environ 5 mm remplie d'un antigel moteur standard convient pour générer des impulsions de l'ordre de 100 KHz.Typically, a cylindrical polycarbonate cavity about 7 mm high and about 5 mm in diameter filled with a standard motor antifreeze is suitable for generating pulses of the order of 100 KHz.
Pour transmettre cette résonance mécanique à la vitre, l'extrémité basse de la cavité 105 opposée à la céramique 104 est couplée mécaniquement à une pastille 107, réalisée dans un matériau tel que le silicone, collée sur cette extrémité fermée de la cavité et dont la surface convexe offre une grande surface de couplage mécanique avec la vitrine 10.To transmit this mechanical resonance to the window, the lower end of the cavity 105 opposite the ceramic 104 is mechanically coupled to a pad 107, made of a material such as silicone, bonded to this closed end of the cavity and the convex surface provides a large mechanical coupling surface with the display case 10.
La résonance mécanique de la cavité 105 est provoquée en excitant la pastille piezo-électrique 104 par une impulsion électrique comportant par exemple une rafale de 5 impulsions carrées de 48 Volts d'amplitude, à la fréquence de résonance de la cavité 105, soit 100 KHz. Des ondes acoustiques sont ainsi transmises à la vitrine autour de 100 KHz lorsque le stylet est maintenu en contact avec la vitrine par l'utilisateur en un point désiré de celle-ci.The mechanical resonance of the cavity 105 is caused by exciting the piezoelectric pad 104 by an electric pulse comprising for example a burst of 5 square pulses of 48 Volts amplitude, at the resonance frequency of the cavity 105, ie 100 KHz . Acoustic waves are thus transmitted to the display case around 100 KHz when the stylus is kept in contact with the display case by the user at a desired point thereof.
Il est également possible de munir le stylet d'un interrupteur pour permettre à l'utilisateur de commander l'alimentation des piles 102 et donc de l'émission d'ondes acoustiques.It is also possible to provide the stylus with a switch to allow the user to control the supply of batteries 102 and therefore the emission of acoustic waves.
On notera que ce mode de réalisation particulier doit être de préférence utilisé avec une vitrine isolée correctement des bruits terrestres par exemple une vitre montée sur des supports élastomères ou une vitre d'une porte vitrée. En effet, un stylet tel que celui décrit plus haut n'est apte à émettre qu'autour de la fréquence de résonance de la cavité et n'émet aucune onde basse fréquence.It will be noted that this particular embodiment must preferably be used with a display case that is correctly isolated from ground noise, for example a window mounted on elastomer supports or a window of a glazed door. Indeed, a stylus such as that described above is not suitable for transmit only around the resonant frequency of the cavity and does not emit any low frequency wave.
Selon un autre aspect avantageux pouvant être considéré indépendamment des aspects évoqués ci-dessus, l'invention propose également une amélioration visant à la rόjection des modes symétriques de propagation des ondes acoustiques dans la vitre, en particulier le mode So.According to another advantageous aspect which can be considered independently of the aspects mentioned above, the invention also proposes an improvement aiming at the rejection of the symmetrical modes of propagation of the acoustic waves in the window, in particular the So mode.
La vitrine du brevet WO 96/11378 propose déjà pour éliminer ces modes symétriques d'équiper chaque capteur d'une paire de transducteurs montés en regard l'un de l'autre de part et d'autre de la plaque de verre de la vitrine selon un mode particulier.The showcase of patent WO 96/11378 already proposes to eliminate these symmetrical modes of equipping each sensor with a pair of transducers mounted opposite one another on either side of the glass plate of the showcase according to a particular mode.
Cependant, un défaut d'alignement 10 des surfaces de contact des transducteurs avec la vitrine 10 (en raison de la parallaxe par exemple) altère l'efficacité de cette disposition. Une solution avantageuse pour remédier à cela est d'utiliser comme transducteurs piezo-électriques des disques dont le diamètre est grand devant l'erreur de recouvrement potentielle des disques.However, a misalignment 10 of the contact surfaces of the transducers with the display case 10 (due to the parallax for example) alters the effectiveness of this arrangement. An advantageous solution to remedy this is to use discs whose diameter is large as piezoelectric transducers in the face of the potential overlap error of the discs.
Comme représenté sur la figure 8, une différence d'épaisseur des couches de colle 201 , 202 servant à fixer les transducteurs respectifs PZT1 ,As shown in FIG. 8, a difference in thickness of the adhesive layers 201, 202 used to fix the respective transducers PZT1,
PZT2 de la paire sur la vitrine peut également perturber la réjection des modes symétriques. Une solution avantageuse selon l'invention est de mettre en œuvre un pont de résistances variables, comme représenté sur la figure 8, pour ajuster le gain relatif des deux disques piezo-électriques d'un même capteur.PZT2 of the pair on the display case can also disturb the rejection of the symmetrical modes. An advantageous solution according to the invention is to implement a bridge of variable resistances, as shown in FIG. 8, to adjust the relative gain of the two piezoelectric discs of the same sensor.
Une autre caractéristique de l'invention concerne l'ajout d'une fonctionnalité permettant de vérifier l'état de la plaque constituant l'interface (intégrité de la plaque de verre, du collage et de l'état de connexion électrique des capteurs piézo-électriques).Another characteristic of the invention relates to the addition of a functionality making it possible to check the state of the plate constituting the interface (integrity of the glass plate, of the bonding and of the state of electrical connection of the piezo sensors. electric).
Pour cela on commute l'un des quatre récepteurs piézo-électriquesFor this we switch one of the four piezoelectric receivers
(par exemple Yplus) en émetteur que l'on excite par une impulsion électrique en mode rafale à 100 kHz. On mesure ensuite les temps de propagation tγ. et tγ+χ.- tγ+χ+ (ta étant le différentiel de temps de réception des capteurs a et b), ainsi que la réverbération (état du compteur d'impact à 100 kHz) et l'on compare ces valeurs à des valeurs de référence qui ont été enregistrées au moment de l'installation de la vitrine. En cas d'écart supérieur à un seuil déterminé, une alarme peut être déclenchée ou un rideau de protection descendu par l'intermédiaire de l'ordinateur. D'un point de vue pratique, le contrôle de l'intégrité de la vitrine se fait au démarrage du dispositif et ensuite à chaque fois qu'une séquence multimédia est lancée par l'ordinateur, c'est à dire juste après un choc sur la vitrine.(for example Yplus) as a transmitter which is excited by an electrical pulse in burst mode at 100 kHz. The propagation times tγ + γ are then measured. and tγ + χ.- tγ + χ + (t a being the reception time differential of sensors a and b), as well as the reverberation (state of the impact counter at 100 kHz) and we compares these values with reference values that were recorded when the display case was installed. In the event of a deviation above a determined threshold, an alarm can be triggered or a protective curtain lowered via the computer. From a practical point of view, the integrity of the display case is checked when the device is started and then each time a multimedia sequence is launched by the computer, i.e. just after a shock on showcase.
Pour cela, un oscillateur à relaxation bâti à l'aide de l'amplificateur opérationnel IC22 de la figure 9 alimente une pompe à diodes et condensateurs C123, C124, C127, C128, C129, C130, D2S1 , D2S2, D2S3, permettant d'obtenir une tension de 60 Volts aux bornes des condensateurs réservoirs C126 et C131. La valeur des condensateurs réservoir est grande devant la valeur des capacités statiques des céramiques ferroélectriques. Une tension proche de 60 volts peut ainsi être appliquée aux bornes d'une des paires de transducteurs piézo-électriques sous la forme d'une rafale de 100 kHz obtenue par une séquence de commandes spécifiques des transistors T7, T13, T8, T14, T12, T9, T10, T11 , T15 provenant du composant "wavepro3". Pour déclencher le test d'intégrité, l'ordinateur envoie un ordre d'écriture à l'adresse de la carte +1. (Exemple, si l'adresse de la carte est H300, un ordre d'écriture est envoyé à l'adresse H301).For this, a relaxation oscillator constructed using the operational amplifier IC22 of FIG. 9 supplies a diode and capacitor pump C123, C124, C127, C128, C129, C130, D2S1, D2S2, D2S3, allowing obtain a voltage of 60 Volts across the terminals of the reservoir capacitors C126 and C131. The value of the reservoir capacitors is large compared to the value of the static capacities of ferroelectric ceramics. A voltage close to 60 volts can thus be applied to the terminals of one of the pairs of piezoelectric transducers in the form of a 100 kHz burst obtained by a sequence of specific commands from the transistors T7, T13, T8, T14, T12 , T9, T10, T11, T15 from the "wavepro3" component. To trigger the integrity test, the computer sends a write order to the address of the +1 card. (Example, if the card address is H300, a write order is sent to address H301).
Cet ordre d'écriture se manifeste par un changement d'état des bits du bus d'adresses ainsi que des bits WRB, AEN du bus ISA, comme représenté sur la figure 10. Ces bits arrivent en entrée du composant "wavepro3" qui décode ces états et active un bit interne servant d'entrée horloge à la bascule FF7.This write order is manifested by a change of state of the bits of the address bus as well as of the bits WRB, AEN of the ISA bus, as shown in FIG. 10. These bits arrive at the input of the "wavepro3" component which decodes these states and activates an internal bit serving as clock input to the flip-flop FF7.
Toujours en référence à la figure 10, l'écriture à l'adresse de la carte +1 verrouille une bascule FF7 dans l'état 1 , ce qui valide la mise en route du compteur Général "Process counter". De la logique combinatoire sur les bits de sortie du compteur général permet de définir la durée de l'impulsion électrique en mode rafale que l'on va appliquer à la paire de transducteur "Yplus".Still with reference to FIG. 10, writing to the address of the +1 card locks a flip-flop FF7 in state 1, which validates the starting of the General counter "Process counter". Combinatorial logic on the output bits of the general counter makes it possible to define the duration of the pulse electric in burst mode which we will apply to the pair of "Yplus" transducers.
Par exemple un ET logique sur les dix derniers bits inversés de poids forts du compteur général reste à l'état haut pendant les soixante quatre premières microsecondes du compteur général. La sortie de ce ET logique appelée "timburs" valide la mise en route pendant 64 μs d'un oscillateur à relaxation de 100 kHz bâti à partir des composants externes R130, R129, C159 et des portes INV1 et NAND1 et crée une rafale de 7 périodes en logique HCMOS. Cette rafale appelée "7F100" alimente les grilles des transistors NMOS T7 et T13 de la figure 9, ces transistors commandant eux même en devenant passants l'état passant des PMOS T9 et T12.For example, a logical AND on the last ten inverted most significant bits of the general counter remains in the high state during the first sixty four microseconds of the general counter. The output of this logical AND called "timburs" validates the start-up for 64 μs of a 100 kHz relaxation oscillator built from the external components R130, R129, C159 and the gates INV1 and NAND1 and creates a burst of 7 periods in HCMOS logic. This burst called "7F100" feeds the gates of the NMOS transistors T7 and T13 of FIG. 9, these transistors controlling themselves by turning on the passing state of the PMOS T9 and T12.
En référence aux figures 9 et 10, l'inverse logique SINK de cette rafale alimente les grilles des transistors NMOS T8 et T14 chargés d'absorber le courant de décharge de la paire de transducteurs "Yplus". Une résistance R95 permet d'éviter que le courant de fuite des transistors PMOS T9 et T10 ne charge la paire de transducteurs piézo-électriques "Yplus".With reference to FIGS. 9 and 10, the logic inverse SINK of this burst feeds the gates of the NMOS transistors T8 and T14 responsible for absorbing the discharge current of the pair of transducers "Yplus". A resistor R95 makes it possible to prevent the leakage current from the PMOS transistors T9 and T10 from charging the pair of "Yplus" piezoelectric transducers.
Afin d'éviter que la rafale de 60 Volts n'endommage les amplificateurs de la voie analogique "Yplus", les transistors NMOS T10 et T11 sont maintenus à l'état bloqué (haute impédance) et T15 à l'état passant (basse impédance) pendant toute la durée de l'impulsion.To prevent the 60 Volts burst from damaging the amplifiers of the analog channel "Yplus", the NMOS transistors T10 and T11 are kept in the off state (high impedance) and T15 in the on state (low impedance ) for the duration of the pulse.
Il suffit pour cela d'appliquer le signal "timburs" sur la grille du transistor T15 et son inverse logique timbursb, qui commute au niveau haut non pas à la 64 ème période d'horloge ck mais à la 65ème (grâce à une fonction NAND sur le bit Q6 combiné à la sortie d'un AND sur les bits Q0 à Q5 inversés). Ceci permet en fait de garder les transistors T10 et T11 bloqués pendant une période d'horloge ck supplémentaire par rapport à la durée de la rafale, et évite les glitchs haute tension à l'entrée de la voie amplificatrice YPLUS.It suffices to apply the signal "timburs" on the gate of transistor T15 and its logic reverse timbursb, which switches to the high level not at the 64th clock period ck but at the 65th (thanks to a NAND function on bit Q6 combined with the output of an AND on bits Q0 to Q5 inverted). This makes it possible in fact to keep the transistors T10 and T11 blocked for an additional clock period ck compared to the duration of the burst, and avoids the high voltage glitchs at the input of the amplifying channel YPLUS.
Une fois l'excitation électrique de la paire de transducteurs "Yplus" réalisée, le dispositif attend l'arrivée des paquets d'ondes sur les trois autres voies et procède à une mesure classique des différences de temps tγ+γ. et (tγ+χ.-tγ+) et du temps de relaxation à 100 kHz dans la plaque de verre. Ensuite un ordre de remise à zéro générale classique est envoyé à l'adresse de la carte afin de remettre le dispositif en attente d'un choc mécanique.Once the electrical excitation of the pair of "Yplus" transducers has been carried out, the device waits for the arrival of the wave packets on the other three channels and proceeds to a conventional measurement of the time differences tγ + γ. and (tγ + χ.-t γ + χ + ) and the relaxation time at 100 kHz in the glass plate. Then a conventional general reset order is sent to the address of the card in order to put the device back on standby for a mechanical shock.
Le procédé qui vient d'être décrit est un procédé préféré de la présente invention car il évite de coller des transducteurs piézo-électriques supplémentaires dédiés à la tâche de test d'intégrité de la vitrine. Il est par ailleurs également possible de coller sur la vitrine des transducteurs dédiés à ce test.The process which has just been described is a preferred process of the present invention since it avoids sticking additional piezoelectric transducers dedicated to the task of testing the integrity of the display case. It is also possible to stick transducers dedicated to this test on the display case.
En particulier, on peut envisager de coller des transducteurs dans les coins inférieurs droit et gauche de la vitrine, ce qui conduit à une plus grande couverture de la surface de la vitrine lors du test d'intégrité. Dans ce cas l'excitation des transducteurs se fait de façon séquentielle, et leur identification se fait via un décodage d'une valeur du Bus de données attribuée à chacun des transducteurs. Un doublement du nombre de paires de transducteurs permet ainsi non seulement de mieux couvrir la surface de la vitrine lors d'un test d'intégrité, mais aussi d'améliorer la précision de la mesure dans les coins de la vitrine. Lorsque l'on choisit cette option, les quatres paires de transducteurs supplémentaires forment aussi un losange angulairement orienté à 45° du premier comme indiqué sur la figure 11. Une transformation mathématique simple permet de réaliser les changements de repères.In particular, it is possible to consider sticking transducers in the lower right and left corners of the display case, which leads to greater coverage of the surface of the display case during the integrity test. In this case the excitation of the transducers is done sequentially, and their identification is done via a decoding of a value of the Data Bus assigned to each of the transducers. Doubling the number of pairs of transducers thus not only makes it possible to better cover the surface of the display case during an integrity test, but also to improve the accuracy of the measurement in the corners of the display case. When this option is chosen, the four pairs of additional transducers also form a diamond angularly oriented at 45 ° from the first as shown in FIG. 11. A simple mathematical transformation makes it possible to carry out the changes of references.
Le système selon l'invention comprend comme on l'a dit un ordinateur qui reçoit les signaux issus des circuits électriques de traitement. L'ordinateur peut, en fonction de ces signaux, commander l'exécution de fichiers contenus dans l'ordinateur par divers périphériques de types connus reliés à l'ordinateur tels que par exemple et de manière non limitative, un projecteur vidéo, des sources lumineuses, des haut-parleurs, une imprimante ou encore un boîtier d'automatismes commandant une action mécanique comme la fermeture d'un rideau de vitrine. La vitrine constitue alors une interface dont une partie « active » que l'on appellera « cadre de travail » peut être activée de manière spécifique par un choc ponctuel en un endroit (X, Y) précis, différentes zones du cadre de travail de la vitrine permettant comme on va le voir d'exécuter différents groupes de programmes respectifs de l'ordinateur.The system according to the invention comprises, as has been said, a computer which receives the signals from the electrical processing circuits. The computer can, as a function of these signals, control the execution of files contained in the computer by various peripherals of known types connected to the computer such as for example and without limitation, a video projector, light sources , speakers, a printer or even an automation unit controlling a mechanical action such as closing a window curtain. The window then constitutes an interface, an "active" part of which will be called "working environment" can be activated in a specific way by a punctual shock in a specific location (X, Y), different areas of the window work frame allowing, as we will see, to execute different groups of respective programs on the computer.
Pour assurer un tel fonctionnement du système, dans lequel le cadre de travail de la vitrine est équivalent à l'écran de l'ordinateur sur lequel on peut cliquer en différents endroits avec une souris, il est nécessaire d'associer chaque point (X, Y) de la vitrine à un pixel de l'écran de l'ordinateur.To ensure such a functioning of the system, in which the working frame of the display case is equivalent to the computer screen on which one can click in different places with a mouse, it is necessary to associate each point (X, Y) from the display case one pixel from the computer screen.
Pour cela, on effectue les opérations suivantes qui sont décrites en référence à la figure 12. En référence à cette figure, les symboles suivants seront utilisés :For this, the following operations are carried out which are described with reference to FIG. 12. With reference to this figure, the following symbols will be used:
Xr = coordonnée X réelle cartésienne de l'impact calculée par l'intermédiaire de la position des capteurs par rapport à l'origine O du repère X, Y, Yr = coordonnée Y réelle cartésienne de l'impact calculée par l'intermédiaire de la position des capteurs par rapport à l'origine O du repère X, Y,X r = Cartesian real X coordinate of the impact calculated via the position of the sensors with respect to the origin O of the coordinate system X, Y, Y r = Cartesian real Y coordinate of the impact calculated via the position of the sensors with respect to the origin O of the reference X, Y,
L = largeur réelle du cadre de travail en mm,L = actual width of the working frame in mm,
I = hauteur réelle du cadre de travail en mm, Ncχ, NcY : coordonnées en pixel du centre du cadre de travail,I = actual height of the working frame in mm, N c χ, N cY : pixel coordinates of the center of the working frame,
C = centre du cadre de travail,C = center of the working environment,
O = origine des coordonnées réelles.O = origin of the real coordinates.
• On marque visuellement l'origine O des coordonnées X, Y de la vitrine par exemple en appliquant en ce point une pastille adhésive de couleur ou un morceau de ruban adhésif,• We visually mark the origin O of the X, Y coordinates of the display case, for example by applying a colored adhesive patch or a piece of adhesive tape at this point,
• on réalise une image numérique de 640 x 480 pixels incluant l'origine O. Cette image numérique peut être réalisée en prenant une photo avec un appareil numérique ou en numérisant une photo de la vitrine,• a digital image of 640 x 480 pixels including the origin O is produced. This digital image can be produced by taking a photo with a digital camera or by scanning a photo of the display case,
• sur l'ordinateur, on dessine alors le cadre de travail désiré correspondant à la zone de la vitrine qui pourra être activé par un utilisateur, • on en déduit la dimension du cadre de travail en pixels. Dans l'exemple de la figure 11 , 1a longueur L dans la direction X correspond à 309 pixels (Nmaxx) et la hauteur I selon la direction Y correspond à 257 pixels (NmaXy),• on the computer, we then draw the desired work environment corresponding to the area of the display case that can be activated by a user, • we deduce the dimension of the working frame in pixels. In the example of FIG. 11, the length L in the direction X corresponds to 309 pixels (Nmaxx) and the height I in the direction Y corresponds to 257 pixels (Nm aX y),
• on établit alors une correspondance homotétique qui donne l'échelle du cadre de travail. Dans l'exemple de la figure 11 , 309 pixels correspondent à 1400 mm qui est la longueur L physique du cadre de travail selon X et la largeur I de ce cadre qui physiquement de 1 164 mm correspond à 257 pixels,• a homotetic correspondence is then established which gives the scale of the working environment. In the example of FIG. 11, 309 pixels correspond to 1400 mm which is the physical length L of the working frame along X and the width I of this frame which physically of 1164 mm corresponds to 257 pixels,
• sur l'ordinateur, on pointe alors le curseur sur le point O qui est l'origine des coordonnées X, Y réelles de la vitrine et qui a comme on l'a dit été repérée visuellement et on déduit les coordonnées de ce point en pixels. Les coordonnées de O peuvent être positives ou négatives, le point O n'étant pas forcément compris dans le cadre de travail de la vitrine, toutefois ce point O origine des coordonnées réelles des points de la vitrine doit figurer sur l'image numérique de la vitrine,• on the computer, we point the cursor at point O which is the origin of the actual X, Y coordinates of the display case and which, as we said, has been visually identified and we deduce the coordinates of this point in pixels. The coordinates of O can be positive or negative, the point O not necessarily being included in the working framework of the showcase, however this point O origin of the real coordinates of the points of the showcase must appear on the digital image of the showcase,
Considérant alors un point q quelconque du cadre de travail et appartenant à une zone i, les coordonnées de q sont NχqNYq telles que définies par les formules suivantes :Considering then any point q of the working framework and belonging to an area i, the coordinates of q are Nχ q N Yq as defined by the following formulas:
Figure imgf000031_0001
kx et kY sont des coefficients valant +/- 1. lis permettent de changer l'orientation des axes. En particulier, une erreur possible lors du câblage des capteurs consiste à se tromper sur l'orientation de l'axe X. Dans le repère du passant dans la rue, cliquer sur les X positifs (soit vers la droite de la vitrine lorsque l'on regarde la vitrine en étant dans la rue) correspond à un clic vers la gauche de la vitrine lorsque l'on regarde la vitrine à l'intérieur du magasin. Par définition, l'axe des X positifs est celui de la rue, c'est à dire vers la droite de la vitrine lorsque l'on regarde la vitre en se tenant debout depuis la rue.
Figure imgf000031_0001
kx and k Y are coefficients equal to +/- 1. They are used to change the orientation of the axes. In particular, a possible error when wiring the sensors consists of making a mistake on the orientation of the X axis. In the guide of the passer-by in the street, click on the positive X (either to the right of the window when the we look at the window while being in the street) corresponds to a click to the left of the window when we look at the window inside the store. By definition, the positive X axis is that of the street, that is to the right of the window when looking at the window while standing from the street.
Dans les formules ci-dessus, Δtx et Λty correspondent respectivement au différentiel du temps d'arrivée d'une onde acoustique générée par un choc au point q par les deux capteurs respectifs de la direction X et de la direction Y, et V est la célérité des ondes acoustiques dans la plaque. On notera que les quatre capteurs acoustiques ne sont pas nécessairement placés au bord de la vitrine.In the above formulas, Δtx and Λty correspond respectively to the differential in the arrival time of an acoustic wave generated by a shock at point q by the two respective sensors of direction X and direction Y, and V is the speed of the acoustic waves in the plate. Note that the four acoustic sensors are not necessarily placed at the edge of the display case.
Une fois cette correspondance établie, il est alors possible de définir une partition du cadre de travail de la vitrine en une pluralité de zones, chaque zone correspondant à un domaine de l'image numérique de la vitrine qui est stockée dans l'ordinateur et qui commande l'exécution d'une séquence prédéterminée de programmes par les divers périphériques évoqués plus haut. II est évidemment possible d'organiser à volonté les séquences associées à un domaine donné de l'image numérique. On peut ainsi associer à un domaine donné un programme exécutable ou plusieurs programmes exécutables se déclenchant successivement ou simultanément et pouvant mettre en œuvre un ou plusieurs périphériques. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention qui améliore son ergonomie et la fiabilité de son fonctionnement, on peut également prévoir dans les moyens logiciels de l'ordinateur un temporisateur qui neutralise la détection des ondes acoustiques pendant un intervalle de temps donné après la détection d'un impact. Un tel temporisateur permet d'éviter de détecter deux impacts successifs pouvant être générés par le rebond d'un objet utilisé pour activer la vitrine.Once this correspondence has been established, it is then possible to define a partition of the display case's working frame into a plurality of zones, each zone corresponding to an area of the digital image of the display case which is stored on the computer and which commands the execution of a predetermined sequence of programs by the various peripherals mentioned above. It is obviously possible to organize at will the sequences associated with a given domain of the digital image. It is thus possible to associate with a given domain an executable program or several executable programs which are triggered successively or simultaneously and which can implement one or more peripherals. According to an advantageous characteristic of the invention which improves its ergonomics and the reliability of its operation, one can also provide in the software means of the computer a timer which neutralizes the detection of the acoustic waves during a given time interval after the detection of 'an impact. Such a timer makes it possible to avoid detecting two successive impacts that can be generated by the rebound of an object used to activate the display case.
La durée de neutralisation de la réception pourra être par exemple de l'ordre de 300 millisecondes, la demanderesse ayant observé que de tels rebonds physiques d'un objet dur sur une plaque de verre se produisaient généralement 50 à 100 millisecondes après un impact initial. On peut également selon l'invention prévoir des tests du bon fonctionnement du système :The reception neutralization period may for example be of the order of 300 milliseconds, the Applicant having observed that such physical rebounds of a hard object on a glass plate generally occur 50 to 100 milliseconds after an initial impact. According to the invention, it is also possible to provide tests of the proper functioning of the system:
• On peut ainsi vérifier le fonctionnement de la carte d'acquisition des signaux, en visualisant sur l'écran de l'ordinateur le lieu d'un impact physique sur la vitrine. Ceci permet de vérifier le bon positionnement géométrique du point correspondant au point d'impact sur l'image numérique de la vitrine et de détecter ainsi en particulier tout décalage ou toute erreur d'échelle.• It is thus possible to verify the operation of the signal acquisition card, by visualizing on the computer screen the location of a physical impact on the display case. This makes it possible to verify the correct geometrical positioning of the point corresponding to the point of impact on the digital image of the display case and thus to detect in particular any offset or any error in scale.
• De plus, il est possible également d'afficher un paramètre quantifiant l'énergie associée à l'impact afin de procéder à un étalonnage pour déterminer la plage d'intensité d'impact souhaitée correspondant à un bon fonctionnement de la vitrine.• In addition, it is also possible to display a parameter quantifying the energy associated with the impact in order to carry out a calibration to determine the desired range of impact intensity corresponding to proper operation of the display case.
Il est également possible de procéder à des simulations de fonctionnement de la vitrine sans faire intervenir la vitrine et la carte d'acquisition, en déclenchant les séquences grâce à la souris de l'ordinateur qu'on positionne et qu'on actionne sur les domaines souhaités de l'image numérique du cadre de travail de la vitrine.It is also possible to carry out simulations of the operation of the display case without involving the display case and the acquisition card, by triggering the sequences using the computer mouse which is positioned and operated on the fields. desired digital image of the window frame.
D'autres fonctionnalités avantageuses du système selon l'invention incluent : • la sauvegarde globale des fichiers liés au fonctionnement de la vitrine (en particulier fichiers constituant les séquences associées à chacun des domaines de l'image numérique de la vitrine). Il est en effet nécessaire, une fois la vitrine complètement définie, d'effectuer une sauvegarde globale de toutes les données dans un répertoire spécifique du disque de l'ordinateur suivant les règles suivantes :Other advantageous functionalities of the system according to the invention include: • the global backup of the files linked to the operation of the showcase (in particular files constituting the sequences associated with each of the fields of the digital image of the showcase). It is indeed necessary, once the window is completely defined, to make a global backup of all the data in a specific directory on the computer disk according to the following rules:
> Tous les fichiers formant une séquence sont sauvegardés dans un répertoire portant le nom du domaine auquel cette séquence est associée,> All the files forming a sequence are saved in a directory bearing the name of the domain with which this sequence is associated,
> Tous les répertoires des domaines se trouvent dans un répertoire unique contenant en plus le fichier source (.VIS) et les autres fichiers nécessaires (fichier de statistique que l'on évoquera ci-dessous, image par défaut). Ce répertoire porte le même nom que le fichier source.> All the domain directories are in a single directory containing in addition the source file (.VIS) and the other necessary files (statistics file which we will discuss below, default image). This directory has the same name as the source file.
Ainsi, une vitrine est parfaitement définie par la connaissance d'un répertoire unique (facilité de sauvegarde, de transfert et de récupération). Le contenu de ce répertoire unique peut ensuite être transféré dans le répertoire du disque dur d'un ordinateur identifié sur un réseau, la connexion à l'ordinateur distant pouvant se faire via un modem.Thus, a showcase is perfectly defined by the knowledge of a unique directory (ease of backup, transfer and recovery). The content of this unique directory can then be transferred to the directory of the hard drive of a computer identified on a network, the connection to the remote computer can be made via a modem.
On peut également fournir une aide à un utilisateur sous la forme d'un texte ou d'une image explicitant toutes les actions possibles à un instant donné lorsqu'une séquence est en cours d'exécution ou décrivant le moyen de lancer une séquence lorsque le système est en état d'attente. Ce texte ou cette image peut figurer en bas de l'écran de l'ordinateur et peut également être projeté(e) par un périphérique sous forme d'une image lumineuse sur un écran associé à la vitrine ou sur une partie de la vitrine elle-même. II est également possible d'afficher, toujours sur l'écran de l'ordinateur et/ou à proximité ou sur la vitrine, une image par défaut pour montrer à un utilisateur potentiel un exemple pratique d'utilisation du système, consistant par exemple en une photo d'un personnage en train d'utiliser la vitrine.Help can also be provided to a user in the form of a text or an image explaining all the possible actions at a given instant when a sequence is running or describing the means of launching a sequence when the system is in standby state. This text or this image can appear at the bottom of the computer screen and can also be projected by a peripheral in the form of a bright image on a screen associated with the showcase or on a part of the showcase it -even. It is also possible to display, still on the computer screen and / or near or on the display case, a default image to show a potential user a practical example of use of the system, consisting for example of a photo of a character using the display case.
On peut également prévoir un module statistique pour exploiter les informations recueillies par l'ordinateur, et indiquant en particulier le nombre d'impacts ayant été reçus pendant une période donnée par chaque zone du cadre de travail de la vitrine. Dans le contexte d'une exploitation commerciale par exemple, ceci permettrait de renseigner le propriétaire de la vitrine sur l'intérêt suscité par les différentes zones de la vitrine. Ce suivi peut être effectué en direct en affichant constamment le nombre d'impacts reçu par chaque zone.It is also possible to provide a statistical module for exploiting the information collected by the computer, and indicating in particular the number of impacts having been received during a given period by each zone of the work frame of the display case. In the context of a commercial operation for example, this would inform the owner of the showcase about the interest aroused by the different areas of the showcase. This monitoring can be carried out live by constantly displaying the number of impacts received by each zone.
On peut également, dans le cadre par exemple d'une vitrine de magasin, éteindre toutes les parties d'éclairage de la vitrine la nuit et programmer l'ordinateur pour déclencher alors l'éclairage de la vitrine suite à un choc sur une partie quelconque ou prédéterminée du cadre de travail de la vitrine. Enfin, il est possible d'étendre les fonctionnalités du système en prévoyant par exemple des moyens complémentaires de communication avec l'utilisateur, comme par exemple un clavier grâce auquel un utilisateur peut rentrer un certain nombre de renseignements pour s'inscrire, pour demander des informations complémentaires ou encore pour s'identifier suite à une inscription et demander alors des informations réservées.It is also possible, for example in the context of a shop window, to switch off all the lighting parts of the shop window at night and program the computer to then trigger the lighting of the shop window following an impact on any part. or predetermined of the work environment of the showcase. Finally, it is possible to extend the functionalities of the system by providing, for example, additional means of communication with the user, such as for example a keyboard by which a user can enter a certain amount of information to register, to request additional information or to identify yourself following a registration and then request reserved information.
Un tel système d'identification est une alternative efficace aux moyens d'enregistrement de la parole évoqués plus haut lorsque le bruit environnant ne permet pas la mise en œuvre de tels moyens d'enregistrement sonore. Such an identification system is an effective alternative to the means of recording speech mentioned above when the surrounding noise does not allow the implementation of such sound recording means.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'acquisition de coordonnées de points d'interaction d'une source acoustique avec la surface d'une plaque (10) de dimensions finies comprenant un ensemble de capteurs acoustiques (SMC1 à SMC4) formés chacun d'une paire de transducteurs piézo-électriques (PZT1 , PZT2) situés en vis-à-vis de part et d'autre de la plaque, le dispositif comprenant des moyens de traitement pour déterminer les coordonnées dudit point d'interaction par l'analyse de la différence de temps de propagation des ondes acoustiques émises par la source vers les différents capteurs, dispositif caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent en association avec chaque capteur (SMC1 à SMC4) un circuit électronique respectif (D1 à D4) comprenant en cascade des moyens pour effectuer une préamplification large bande, et des moyens d'amplification sélective (IC2G$2) centrée sur une première fréquence prédéterminée.1. Device for acquiring coordinates of points of interaction of an acoustic source with the surface of a plate (10) of finite dimensions comprising a set of acoustic sensors (SMC1 to SMC4) each formed from a pair of transducers piezoelectric (PZT1, PZT2) located opposite each side of the plate, the device comprising processing means for determining the coordinates of said interaction point by analyzing the time difference of propagation of the acoustic waves emitted by the source towards the various sensors, device characterized in that the processing means comprise in association with each sensor (SMC1 to SMC4) a respective electronic circuit (D1 to D4) comprising in cascade means for performing a broadband preamplification, and selective amplification means (IC2G $ 2) centered on a first predetermined frequency.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les capteurs sont au nombre de quatre et les transducteurs piézo-électriques de chaque capteur sont des disques céramiques piézo-électriques collés de part et d'autre de la plaque, de manière à ce que les quatre capteurs forment sur la plaque les sommets d'un losange dont le centre constitue l'origine (O) des coordonnées.2. Device according to claim 1 characterized in that the sensors are four in number and the piezoelectric transducers of each sensor are piezoelectric ceramic discs bonded on either side of the plate, so that the four sensors form on the plate the vertices of a rhombus whose center constitutes the origin (O) of the coordinates.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première fréquence prédéterminée est de l'ordre de 100 kHz et lesdits moyens d'amplification sélective centrée comprennent un amplificateur sélectif (IC2G$2) pour détecter la fraction d'énergie engendrée par la source au voisinage de ladite première fréquence prédéterminée. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said first predetermined frequency is of the order of 100 kHz and said means of centered selective amplification comprise a selective amplifier (IC2G $ 2) for detecting the fraction of energy generated by the source in the vicinity of said first predetermined frequency.
4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la localisation d'un point d'interaction de la source avec la plaque consiste à extraire la composante fréquentielle ultrasonore au voisinage de 100 kHz engendrée par l'impact d'un objet dur tel que l'ongle du doigt, une clef métallique, un stylo à bille, une matière plastique dure et à déterminer la différence des temps de vol entre deux capteurs d'une première paire (SMC1 , SMC2) d'une part et deux capteurs d'une deuxième paire (SMC3, SMC4) d'autre part, de sorte que les coordonnées cartésiennes du point d'impact (xyr) sur la plaque soient données par la formule4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the location of a source interaction point with the plate consists in extracting the ultrasonic frequency component in the vicinity of 100 kHz generated by the impact of an object hard such as the fingernail, a metal key, a ballpoint pen, a hard plastic and to determine the difference in flight times between two sensors of a first pair (SMC1, SMC2) on the one hand and two sensors of a second pair (SMC3, SMC4) on the other hand, so that the Cartesian coordinates of the point of impact (x yr) on the plate are given by the formula
où xM et yM désignent la positionwhere x M and yM denote the position
Figure imgf000037_0001
des capteurs par rapport au centre (O) du losange, V ia vitesse du mode de
Figure imgf000037_0001
sensors relative to the center (O) of the rhombus, V ia speed of the
Lamb antisymétrique dans la plaque, Δtx (respectivement Δty) la différence des temps de propagation du paquet d'onde engendré par l'impact entre les capteurs de la première paire (SMC1 , SMC2) (respectivement de la deuxième paire (SMC3, SMC4)), kx (respectivement ky) des coefficients valant 1 ou -1 et sign(xr), sign(yr) les signes des coordonnées xret yr.Antisymmetric lamb in the plate, Δt x (respectively Δt y ) the difference in the propagation times of the wave packet generated by the impact between the sensors of the first pair (SMC1, SMC2) (respectively of the second pair (SMC3, SMC4)), k x (respectively k y ) coefficients equal to 1 or -1 and sign (x r ), sign (y r ) the signs of the coordinates x r and y r .
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits circuits électroniques (D1 à D4) associés aux capteurs respectifs (SMC1 à SMC4) comprennent en cascade un étage préamplificateur large bande, un étage élévateur au carré (IC3), un étage détecteur de crête (IC4G$1 , IC4G$2), un étage intégrateur (IC5), et un étage d'adaptation à un niveau logique. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said electronic circuits (D1 to D4) associated with the respective sensors (SMC1 to SMC4) cascadingly comprise a broadband preamplifier stage, a square riser stage (IC3 ), a peak detector stage (IC4G $ 1, IC4G $ 2), an integrator stage (IC5), and an adaptation stage at a logic level.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit niveau logique est du type CMOS.6. Device according to claim 5, characterized in that said logic level is of the CMOS type.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les circuits électroniques (D1 à D4) associés aux capteurs respectifs comprennent en amont desdits moyens d'amplification sélective une dérivation (BFX-) vers des moyens d'analyse d'au moins une autre composante spectrale afin de caractériser la nature de la source acoustique ou des dimensions de la source.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electronic circuits (D1 to D4) associated with the respective sensors comprise, upstream of said selective amplification means, a bypass (BFX-) towards analysis means at least one other spectral component in order to characterize the nature of the acoustic source or the dimensions of the source.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'analyse comprennent au moins un filtre sélectif passe-bande centré individuellement sur une fréquence de centrage prédéterminée différente de ladite première fréquence prédéterminée, et les moyens de traitement comprennent en aval desdits circuits électroniques associés aux capteurs respectifs un module logique programmable (Wavepro3)8. Device according to claim 7, characterized in that the analysis means comprise at least one selective bandpass filter individually centered on a predetermined centering frequency different from said first predetermined frequency, and the processing means comprise downstream of said electronic circuits associated with the respective sensors a programmable logic module (Wavepro3)
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite fréquence de centrage est située dans le spectre audible, de préférence dans la limite supérieure du spectre audible.9. Device according to claim 8, characterized in that said centering frequency is located in the audible spectrum, preferably in the upper limit of the audible spectrum.
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit module logique programmable comprend un composant logique apte à déterminer si un signal généré par la source dans la plaque comprend des composantes significatives à la fois autour de la première fréquence prédéterminée et autour de la ou les fréquence(s) de centrage.10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that said programmable logic module comprises a logic component capable of determining whether a signal generated by the source in the plate comprises significant components both around the first predetermined frequency and around of the centering frequency (s).
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour déterminer l'intensité d'un signal transmis par la source à la plaque autour de la première fréquence prédéterminée. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around the first predetermined frequency.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination d'intensité comprennent des moyens pour mesurer sous forme d'une réverbération le nombre d'échos sur les bords de la plaque d'une onde acoustique générée autour de la première fréquence prédéterminée par une interaction de la source et de la plaque.12. Device according to claim 11, characterized in that said intensity determination means comprise means for measuring in the form of a reverberation the number of echoes on the edges of the plate of an acoustic wave generated around the first frequency predetermined by an interaction of the source and the plate.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est prévu pour mesurer la réverbération un compteur 12 bits (CLKi) alimenté par la sortie (AMPX-, AMPX+, AMPY-, AMPY+) des moyens d'amplification sélective centrée sur une première fréquence prédéterminée issue d'un des capteurs et adaptée à la logique CMOS.13. Device according to claim 12, characterized in that it is intended to measure the reverberation a 12-bit counter (CLKi) supplied by the output (AMPX-, AMPX +, AMPY-, AMPY +) of the selective amplification means centered on a first predetermined frequency from one of the sensors and adapted to CMOS logic.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le compteur d'impact (CLKi) est activé par une horloge stable, le comptage étant autorisé aussi longtemps que l'enveloppe des échos successifs du train d'ondes engendré dans la plaque au voisinage de la première fréquence prédéterminée reste au dessus d'un seuil déterminé.14. Device according to claim 13, characterized in that the impact counter (CLKi) is activated by a stable clock, counting being authorized as long as the envelope of successive echoes of the wave train generated in the plate at neighborhood of the first predetermined frequency remains above a determined threshold.
15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il est également prévu des moyens pour déterminer l'intensité d'un signal transmis par la source à la plaque autour d'au moins une fréquence de centrage différente de la première fréquence prédéterminée.15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that means are also provided for determining the intensity of a signal transmitted by the source to the plate around at least one different centering frequency of the first predetermined frequency.
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est également prévu au moins un autre compteur (BF) associé individuellement à une fréquence de centrage et apte à comptabiliser le nombre d'échos sur les bords de la plaque d'une onde acoustique générée autour de ladite fréquence de centrage associée par une interaction de la source et de la plaque. 16. Device according to claim 15, characterized in that there is also provided at least one other counter (BF) associated individually with a centering frequency and capable of counting the number of echoes on the edges of the plate of a acoustic wave generated around said associated centering frequency by an interaction of the source and the plate.
17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour déterminer la nature de la source en fonction de l'intensité du signal transmis de la source à la plaque autour de la première fréquence prédéterminée et de la ou des fréquence(s) de centrage.17. Device according to claim 15 or 16, characterized in that means are provided for determining the nature of the source as a function of the intensity of the signal transmitted from the source to the plate around the first predetermined frequency and the centering frequency (s).
18. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour envoyer à un utilisateur un message lumineux via un périphérique relié aux moyens de traitement, lui indiquant si une interaction a généré un signal acoustique se trouvant dans une plage de réverbération désirée.18. Device according to one of claims 11 to 17, characterized in that means are provided for sending a user a light message via a peripheral connected to the processing means, indicating to him if an interaction has generated an acoustic signal within a desired reverb range.
19. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que selon une valeur seuil atteinte par un ou plusieurs compteurs associés chacun individuellement à une fréquence, le dispositif est apte à déclencher des actions préventives pour la sécurité de la plaque, par exemple en actionnant une alarme ou en déclenchant la fermeture d'un rideau métallique recouvrant la plaque.19. Device according to one of claims 11 to 18, characterized in that according to a threshold value reached by one or more counters each associated individually with a frequency, the device is capable of triggering preventive actions for the safety of the plate, for example by activating an alarm or by triggering the closure of a metal curtain covering the plate.
20 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source est apte à exciter la plaque sans que ladite plaque transmette à l'environnement ambiant des ondes sonores.20 Device according to one of the preceding claims, characterized in that the source is able to excite the plate without said plate transmitting sound waves to the ambient environment.
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que la source est un stylet (100) dont un corps principal longitudinal creux (101 ) comprend une source d'énergie électrique (102), un générateur d'impulsions électriques (103) apte à être alimenté par la source d'énergie électrique, un disque piézo-électrique en céramique (104) apte à être excité par le générateur d'impulsions pour amener en résonance longitudinale une cavité (105) du corps principal remplie d'un composant ayant une impédance mécanique comparable à celle du matériau constituant le corps principal, ladite cavité du corps principal étant fermée par une pastille (107) réalisée dans un matériau mou d'impédance comparable tel que du silicone.21. Device according to claim 20, characterized in that the source is a stylus (100) of which a hollow longitudinal main body (101) comprises a source of electrical energy (102), a generator of electrical pulses (103) capable to be powered by the electric power source, a ceramic piezoelectric disc (104) capable of being excited by the pulse generator to bring into longitudinal resonance a cavity (105) of the main body filled with a component having a mechanical impedance comparable to that of the material constituting the main body, said cavity of the main body being closed by a pellet (107) made of a soft material of comparable impedance such as silicone.
22. Dispositif selon la revendication 21 , caractérisé en ce que le générateur d'impulsions électriques est apte à émettre en continu des rafales d'impulsions autour de 100 kHz et le corps principal creux est réalisé dans une matière entrant en résonance autour de cette fréquence, par exemple une matière plastique.22. Device according to claim 21, characterized in that the electric pulse generator is capable of continuously emitting bursts of pulses around 100 kHz and the hollow main body is made of a material entering into resonance around this frequency , for example a plastic material.
23. Dispositif selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que le composant remplissant ladite cavité du corps principal est un liquide antigel (106).23. Device according to claim 21 or 22, characterized in that the component filling said cavity of the main body is an antifreeze liquid (106).
24. Dispositif selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le stylet comporte un interrupteur d'alimentation pour contrôler l'émission des ondes acoustiques.24. Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that the stylus comprises a power switch to control the emission of acoustic waves.
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la plaque est apte à être excitée par une onde de compression générée par la voix d'un utilisateur, et la sortie de l'étage de préamplification large bande (BFX-, BFX+) d'au moins un des circuits électroniques associés aux capteurs respectifs est dérivée vers des amplificateurs passe-bas, par exemple des filtres de Bessel d'ordre 6 limités à la bande audible.25. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the plate is capable of being excited by a compression wave generated by the voice of a user, and the output of the broadband preamplification stage ( BFX-, BFX +) of at least one of the electronic circuits associated with the respective sensors is derived towards low-pass amplifiers, for example Bessel filters of order 6 limited to the audible band.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que la sortie desdits amplificateurs passe-bas est déroutée vers un connecteur de sortie de type Jack stéréo et par la suite vers une carte d'acquisition audio.26. Device according to claim 25, characterized in that the output of said low-pass amplifiers is diverted to an output connector of the stereo Jack type and subsequently to an audio acquisition card.
27. Dispositif selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs filtres électroniques coupe bande sont insérés à la suite des filtres passe-bas pour compenser les résonances propres de la plaque à certaines fréquences.27. Device according to claim 25 or 26, characterized in that one or more electronic band-cut filters are inserted afterwards low-pass filters to compensate for the plate's own resonances at certain frequencies.
28. Dispositif selon l'une des revendications 25 à 27, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre logiciel à fonction de transfert inverse de la réponse fréquentielle acousto-électrique de la plaque sur une bande de fréquence donnée de quelques kiloHertz, pour traiter les signaux audio provenant de la plaque de verre.28. Device according to one of claims 25 to 27, characterized in that it comprises a software filter with reverse transfer function of the acousto-electric frequency response of the plate on a given frequency band of a few kiloHertz, for processing audio signals from the glass plate.
29. Dispositif selon l'un des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des capteurs est apte à être commuté en émetteur d'un paquet d'ondes ultrasonores afin de déclencher un test d'intégrité de la plaque comprenant la mesure :29. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the sensors is capable of being switched into a transmitter of a packet of ultrasonic waves in order to trigger a plate integrity test comprising the measurement:
• des différence de temps de propagation (ty+y., ty+x--ty+x+) du paquet d'ondes entre les différents capteurs,• propagation time differences (t y + y ., T y + x- -t y + x + ) of the wave packet between the different sensors,
• et de la réverbération du paquet d'ondes grâce à un compteur d'impacts, et le dispositif comprend des moyens pour comparer ladite valeur de réverbération à des valeurs de référence et des moyens pour déclencher des actions préventives pour la sécurité de la plaque, par exemple en actionnant une alarme ou la fermeture d'un rideau métallique recouvrant la plaque.• and the reverberation of the wave packet using an impact counter, and the device comprises means for comparing said reverberation value with reference values and means for triggering preventive actions for the safety of the plate, for example by activating an alarm or closing a metal curtain covering the plate.
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que le test d'intégrité est déclenché par une instruction d'écriture à une adresse mémoire, mettant en route un compteur général et un oscillateur (R130, R129, C159) à partir duquel une rafale logique (SOURC) et son inverse logique (SINK) sont aptes à actionner les grilles de composants électroniques commandant l'adaptation de la rafale logique à une tension plus élevée appliquée au capteur commuté en émetteur, ladite tension plus élevée étant obtenue à l'aide de l'oscillateur et d'une pompe à diodes reliée à des condensateurs réservoirs (C126, C131 ). 30. Device according to claim 29, characterized in that the integrity test is triggered by a write instruction at a memory address, starting a general counter and an oscillator (R130, R129, C159) from which a logic burst (SOURC) and its logic inverse (SINK) are capable of actuating the grids of electronic components controlling the adaptation of the logic burst to a higher voltage applied to the sensor switched to the transmitter, said higher voltage being obtained at using the oscillator and a diode pump connected to reservoir capacitors (C126, C131).
31. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'oscillateur est un oscillateur à relaxation opérant à environ 100 kHz, ladite tension plus élevée est de l'ordre de 60 Volts et lesdits composants électroniques sont des transistors NMOS (T7,T13,T8,T14) et PMOS (T12.T19).31. Device according to claim 30, characterized in that the oscillator is a relaxation oscillator operating at approximately 100 kHz, said higher voltage is of the order of 60 Volts and said electronic components are NMOS transistors (T7, T13 , T8, T14) and PMOS (T12.T19).
32. Dispositif selon la revendication 30 ou 31 , caractérisé en ce que l'étage d'entrée (AOPY+) du circuit électronique associé au capteur commuté en émetteur est protégé de la rafale de tension plus élevée par des transistors de commutation NMOS (T11 , T18) bloqués pendant la rafale et passants lorsque le capteur apte à être commuté en émetteur est en mode réception.32. Device according to claim 30 or 31, characterized in that the input stage (AOPY +) of the electronic circuit associated with the sensor switched to the transmitter is protected from the higher voltage burst by NMOS switching transistors (T11, T18) blocked during the burst and passers-by when the sensor able to be switched to transmitter is in reception mode.
33. Dispositif selon l'une des revendications 29 à 32, caractérisé en ce que le test d'intégrité de la plaque se fait au démarrage du dispositif et juste après une interaction entre la source et la plaque.33. Device according to one of claims 29 to 32, characterized in that the integrity test of the plate is done at the start of the device and just after an interaction between the source and the plate.
34. Dispositif selon l'une des revendications 29 à 33 caractérisé en ce que des paires de transducteurs supplémentaires sont dédiées au test d'intégrité.34. Device according to one of claims 29 to 33 characterized in that additional pairs of transducers are dedicated to the integrity test.
35. Dispositif selon les revendications 2 et 34 prises en combinaison, caractérisé en ce que les paires de transducteurs supplémentaires sont également au nombre de quatre et définissent un deuxième losange orienté à 45° par rapport au losange des capteurs, les paires de transducteurs supplémentaires participant également à la mesure de coordonnées de points d'interaction entre la source et la plaque.35. Device according to claims 2 and 34 taken in combination, characterized in that the pairs of additional transducers are also four in number and define a second rhombus oriented at 45 ° relative to the rhombus of the sensors, the pairs of additional transducers participating also to the measurement of coordinates of interaction points between the source and the plate.
36. Dispositif selon l'une des revendications précédentes constituant une interface périphérique avec une machine qui reçoit les signaux issus des moyens de traitement, et qui en fonctions des dits signaux commande l'exécution de fichiers contenus dans l'ordinateur par divers périphériques de types connus reliés à l'ordinateur tels que par exemple de manière non limitative un projecteur vidéo, des sources lumineuses, des haut-parleurs, une imprimante, ou encore un boîtier d'automatismes commandant une action mécanique comme la fermeture d'un rideau de protection.36. Device according to one of the preceding claims constituting a peripheral interface with a machine which receives the signals from the processing means, and which according to said signals controls the execution of files contained in the computer by various peripherals of known types connected to the computer such as for example in a nonlimiting manner a video projector, sources lights, speakers, a printer, or even an automation unit controlling a mechanical action such as closing a protective curtain.
37. Dispositif selon la revendication 36, caractérisé en ce que ladite machine est un ordinateur muni d'un écran.37. Device according to claim 36, characterized in that said machine is a computer provided with a screen.
38. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'un pixel de coordonnées (Ncx, Ncy) à l'écran de l'ordinateur montrant une image de la plaque est associé à un point physique de la plaque de cordonnées (xr,yr), la conversion des coordonnées comprenant les opérations suivantes : a) marquage visuel du centre (O) des capteurs, b) enregistrement d'une image numérique incluant l'origine (O), c) délimitation sur l'image numérique d'un cadre de travail de centre C, et calcul de la longueur (Nmaxχ) et de la hauteur (Nmaxγ) en pixels du cadre de travail, d) définition d'une correspondance homothétique qui donne l'échelle du cadre de travail, c'est à dire la longueur L et la hauteur I en millimètres correspondant sur la plaque au cadre de travail dessiné, e) positionnement sur l'image numérique d'un curseur pointant sur le centre des capteurs, c'est à dire sur l'origine des coordonnées réelles (xr,yr) de la plaque, repérée visuellement en a), de sorte qu'un pixel (q) de coordonnées Nxq,Nyq quelconque du cadre de travail sera relié à ses coordonnées réelles (xr,yr) selon la formule :38. Device according to claim 37, characterized in that a pixel of coordinates (N cx , N cy ) on the computer screen showing an image of the plate is associated with a physical point of the coordinate plate ( x r , y r ), the conversion of the coordinates comprising the following operations: a) visual marking of the center (O) of the sensors, b) recording of a digital image including the origin (O), c) delimitation on the digital image of a working frame of center C, and calculation of the length (N max χ) and the height (Nm ax γ) in pixels of the working frame, d) definition of a homothetic correspondence which gives the working frame scale, i.e. the length L and the height I in millimeters corresponding on the plate to the drawn working frame, e) positioning on the digital image of a cursor pointing at the center of the sensors, c '' is to say on the origin of the real coordinates (x r , y r ) of the plate, visually identified in a ) so that any pixel (q) of any N xq , N yq coordinates in the working frame will be linked to its real coordinates (x r , y r ) according to the formula:
N f = X'< N tm> + j xN f = X '<N t m> + jx
. . H nwx v . ,. . H nwx c. ,
N >..v. = t _ — - + N,.,.N> .. v. = t _ - - + N,.,.
39. Dispositif selon la revendication 38 caractérisé en ce qu'une portion de la plaque définie comme cadre de travail équivalent à l'écran de l'ordinateur est divisible en zones de formes quelconques, chaque zone correspondant à un domaine de l'image numérique de la plaque qui est stockée dans l'ordinateur et qui est apte à être activée par une interaction à un endroit (xr,y.) de la plaque appartenant à la zone, pour commander l'exécution de différents groupes de programmes de l'ordinateur.39. Device according to claim 38 characterized in that a portion of the plate defined as a working frame equivalent to the computer screen is divisible into zones of any shape, each zone corresponding to a domain of the digital image of the plate which is stored in the computer and which is able to be activated by an interaction at a place (x r , y . ) of the plate belonging to the zone, to control the execution of different groups of programs of l 'computer.
40. Dispositif selon l'une des revendications 37 à 39 caractérisé en ce que l'ordinateur est apte à procéder à l'une au moins des opérations suivantes :40. Device according to one of claims 37 to 39 characterized in that the computer is able to carry out at least one of the following operations:
• une temporisation qui neutralise la détection des ondes acoustiques pendant un intervalle de temps donné après la détection d'une interaction de la source et de la plaque,• a time delay which neutralizes the detection of the acoustic waves for a given time interval after the detection of an interaction of the source and the plate,
• des tests de bon fonctionnement d'une carte d'acquisition des signaux, en visualisant sur l'écran de l'ordinateur le lieu d'un impact physique sur la plaque ainsi que la valeur de compteurs d'impacts,• tests of the proper functioning of a signal acquisition card, by visualizing on the computer screen the location of a physical impact on the plate as well as the value of impact counters,
• une simulation du fonctionnement de la plaque sans faire intervenir la plaque et la carte d'acquisition, en déclenchant les séquences grâce à la souris de l'ordinateur qu'on positionne et qu'on actionne sur les domaines souhaités de l'image numérique du cadre de travail de la plaque,• a simulation of the operation of the plate without involving the plate and the acquisition card, by triggering the sequences using the computer mouse which is positioned and operated on the desired areas of the digital image the frame of the plate,
• une sauvegarde globale des fichiers de l'ordinateur liés au fonctionnement de la plaque (en particulier les fichiers constituant les séquences associées à chacun des domaines de l'image numérique de la plaque) selon les règles suivantes : a) tous les fichiers formant une séquence sont sauvegardés dans un répertoire portant le nom du domaine auquel cette séquence est associée; b) tous les répertoires des domaines se trouvent dans un répertoire unique contenant en plus le fichier source,• a global backup of the computer files linked to the operation of the plate (in particular the files constituting the sequences associated with each of the fields of the digital image of the plate) according to the following rules: a) all the files forming a sequence are saved in a directory bearing the name of the domain with which this sequence is associated; b) all the domain directories are in a single directory containing in addition the source file,
• une aide à un utilisateur sous forme d'un texte ou d'une image explicitant toutes les actions possibles à un instant donné lorsqu'une séquence est en cours d'exécution ou décrivant les moyens de lancer une séquence lorsque le dispositif est en état d'attente,• help for a user in the form of a text or an image explaining all the possible actions at a given instant when a sequence is running or describing the means of launching a sequence when the device is in state waiting,
• un module statistique pour exploiter les informations recueillies par l'ordinateur, et indiquant en particulier le nombre d'interactions ayant été effectuées pendant une période donnée avec chaque zone du cadre de travail de la plaque.• a statistical module to exploit the information collected by the computer, and indicating in particular the number of interactions that have been carried out during a given period with each zone of the plate's working environment.
41. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par des moyens complémentaires permettant le déclenchement par exemple la nuit de l'éclairage de la plaque ou d'un zone de la plaque suite à un choc sur une partie quelconque ou prédéterminée du cadre de travail de la plaque.41. Device according to one of the preceding claims, characterized by complementary means allowing the lighting, for example at night, of the lighting of the plate or of an area of the plate following an impact on any or predetermined part of the frame. plate work.
42. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les transducteurs constitutifs de chaque capteur (SMC1 , SMC2, SMC3, SMC4) sont connectés à un pont de résistances associé au capteur avant d'attaquer les entrées (AOPX-, AOPX+, AOPY-, AOPY+) des préamplificateurs large bande des circuits électroniques associés au capteur.42. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transducers constituting each sensor (SMC1, SMC2, SMC3, SMC4) are connected to a resistance bridge associated with the sensor before attacking the inputs (AOPX-, AOPX +, AOPY-, AOPY +) wideband preamplifiers of the electronic circuits associated with the sensor.
43. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque est en verre. 43. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plate is made of glass.
PCT/FR1999/003252 1998-12-22 1999-12-22 Interactive acoustic plate with improved signal processing means WO2000038104A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99961144A EP1141884A1 (en) 1998-12-22 1999-12-22 Interactive acoustic plate with improved signal processing means
AU17853/00A AU1785300A (en) 1998-12-22 1999-12-22 Interactive acoustic plate with improved signal processing means

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9816229A FR2787608B1 (en) 1998-12-22 1998-12-22 INTERACTIVE ACOUSTIC PLATE WITH IMPROVED SIGNAL PROCESSING MEANS
FR98/16229 1998-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000038104A1 true WO2000038104A1 (en) 2000-06-29

Family

ID=9534313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1999/003252 WO2000038104A1 (en) 1998-12-22 1999-12-22 Interactive acoustic plate with improved signal processing means

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1141884A1 (en)
AU (1) AU1785300A (en)
FR (1) FR2787608B1 (en)
WO (1) WO2000038104A1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871149B2 (en) 2002-12-06 2005-03-22 New Transducers Limited Contact sensitive device
US6922642B2 (en) 2001-07-04 2005-07-26 New Transducers Limited Contact sensitive device
US7157649B2 (en) 1999-12-23 2007-01-02 New Transducers Limited Contact sensitive device
EP2012223A2 (en) 2007-07-02 2009-01-07 Tyco Electronics Corporation Method and system for detecting touch events based on magnitude ratios
US7515138B2 (en) 2004-10-01 2009-04-07 3M Innovative Properties Company Distinguishing vibration signals from interference in vibration sensing touch input devices
US7800595B2 (en) 2003-12-18 2010-09-21 3M Innovative Properties Company Piezoelectric transducer
WO2011110270A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch-sensitive sensor
US20130135261A1 (en) * 2002-02-06 2013-05-30 Elo Touch Solutions, Inc. Touch pad
US8493332B2 (en) 2007-06-21 2013-07-23 Elo Touch Solutions, Inc. Method and system for calibrating an acoustic touchscreen
US8730213B2 (en) 2007-07-02 2014-05-20 Elo Touch Solutions, Inc. Method and system for detecting touch events based on redundant validation
US9696856B2 (en) 2009-09-29 2017-07-04 Elo Touch Solutions, Inc. Method and apparatus for detecting simultaneous touch events on a bending-wave touchscreen
US20220397974A1 (en) * 2017-12-08 2022-12-15 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811107B1 (en) * 2000-06-29 2002-10-18 Jean Pierre Nikolovski PRECISION INTERACTIVE ACOUSTIC PLATE
FR2825882B1 (en) * 2001-06-12 2003-08-15 Intelligent Vibrations Sa INTERACTIVE GLAZING WITH MICROPHONE AND SPEAKER FUNCTIONS
FR2848700B1 (en) * 2002-12-12 2005-04-08 Intelligent Vibrations Sa INTERACTIVE PANEL WITH INTEGRATED MICROPHONE AND SPEAKER FUNCTIONS
US7593005B2 (en) * 2005-12-13 2009-09-22 Awr Consulting Inc. Touch detection system
FR2948787B1 (en) 2009-07-29 2011-09-09 Commissariat Energie Atomique DEVICE AND METHOD FOR LOCATING A LOCALLY DEFORMING CONTACT ON A DEFORMABLE TOUCH SURFACE OF AN OBJECT

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585842A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same
WO1996011378A1 (en) * 1994-10-06 1996-04-18 Universite Pierre Et Marie Curie (Paris Vi) Device for the acquisition of coordinates of an acoustic source applied to a plate
EP0735503A2 (en) * 1995-03-28 1996-10-02 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus and control method therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585842A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same
WO1996011378A1 (en) * 1994-10-06 1996-04-18 Universite Pierre Et Marie Curie (Paris Vi) Device for the acquisition of coordinates of an acoustic source applied to a plate
EP0735503A2 (en) * 1995-03-28 1996-10-02 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus and control method therefor

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157649B2 (en) 1999-12-23 2007-01-02 New Transducers Limited Contact sensitive device
US8830211B2 (en) 1999-12-23 2014-09-09 Nvf Tech Ltd. Contact sensitive device
US8274480B2 (en) 2001-07-04 2012-09-25 New Transducers Limited Contact sensitive device
US6922642B2 (en) 2001-07-04 2005-07-26 New Transducers Limited Contact sensitive device
US20130135261A1 (en) * 2002-02-06 2013-05-30 Elo Touch Solutions, Inc. Touch pad
US7376523B2 (en) 2002-12-06 2008-05-20 New Transducers Limited Contact sensitive device
US7184898B2 (en) 2002-12-06 2007-02-27 New Transducers Limited Contact sensitive device
US6871149B2 (en) 2002-12-06 2005-03-22 New Transducers Limited Contact sensitive device
US7800595B2 (en) 2003-12-18 2010-09-21 3M Innovative Properties Company Piezoelectric transducer
US7515138B2 (en) 2004-10-01 2009-04-07 3M Innovative Properties Company Distinguishing vibration signals from interference in vibration sensing touch input devices
US8493332B2 (en) 2007-06-21 2013-07-23 Elo Touch Solutions, Inc. Method and system for calibrating an acoustic touchscreen
EP2012223A2 (en) 2007-07-02 2009-01-07 Tyco Electronics Corporation Method and system for detecting touch events based on magnitude ratios
US8378974B2 (en) 2007-07-02 2013-02-19 Elo Touch Solutions, Inc. Method and system for detecting touch events based on magnitude ratios
US8730213B2 (en) 2007-07-02 2014-05-20 Elo Touch Solutions, Inc. Method and system for detecting touch events based on redundant validation
US9696856B2 (en) 2009-09-29 2017-07-04 Elo Touch Solutions, Inc. Method and apparatus for detecting simultaneous touch events on a bending-wave touchscreen
WO2011110270A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch-sensitive sensor
CN102792182A (en) * 2010-03-11 2012-11-21 索尼爱立信移动通讯有限公司 Touch-sensitive sensor
US20220397974A1 (en) * 2017-12-08 2022-12-15 Samsung Display Co., Ltd. Display device
US11921946B2 (en) * 2017-12-08 2024-03-05 Samsung Display Co., Ltd. Display device including a piezoelectric sensor layer

Also Published As

Publication number Publication date
AU1785300A (en) 2000-07-12
FR2787608B1 (en) 2001-03-30
EP1141884A1 (en) 2001-10-10
FR2787608A1 (en) 2000-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000038104A1 (en) Interactive acoustic plate with improved signal processing means
FR2811107A1 (en) PRECISION INTERACTIVE ACOUSTIC PLATE
FR2467446A1 (en) POSITION DETERMINING APPARATUS, ESPECIALLY APPLYING TO VERIFICATION OF SIGNATURES
EP2150882B1 (en) Method for locating a touch on a surface and device for implementing this method
EP0601934B1 (en) Improvements to methods and devices used to protect from external noises a given volume, preferably located inside a room
EP3519760A1 (en) Device for locating an impact against an interactive surface, corresponding equipment, method and computer program
WO2011083239A1 (en) Sound wave detection device and sound wave source location system
EP0042313A1 (en) Surface-acoustic waves position detector
FR2956554A1 (en) PIEZOELECTRIC TRANSDUCER, PIEZOELECTRIC TRANSDUCTION DEVICE, INTERACTIVE PANEL AND CONTROL LEVER
EP3511781B1 (en) Device and method of collecting, docketing, analysing as well as providing the results of the analysis of data relating to watch pieces
EP1221133A1 (en) Interface unit between a user and an electronic device
FR2825882A1 (en) User/machine interactive communications system having three piezoelectric transmitter/receivers detecting ultrasonic signals input detector/microphone providing and fourth detector audible band receiving.
FR3055217A1 (en) ELECTRONIC PING PONG RACKET
EP3084416A1 (en) Method for processing signals from an ultrasound probe acquisition, corresponding computer program and ultrasound probe device
EP0784783B1 (en) Device for the acquisition of coordinates of an acoustic source applied to a plate
FR2848700A1 (en) Acoustic signal transmitter and receiver includes supporting plate carrying set of independent piezoelectric sensors
FR2523727A1 (en) IMPROVEMENTS IN DEVICES FOR MEASURING ELECTRICAL LOADS CARRIED BY A DIELECTRIC
EP0177394A1 (en) Ultrasonic surveillance system for container seals using independent terminals
EP2895939B1 (en) System and method for detecting the actuation of a function in the form of a pre-determined path on a touch-sensitive surface of an object
FR2655144A1 (en) APPARATUS FOR ULTRASONIC TESTING OF THE TIGHTENING OF A WORKPIECE.
EP1507476A1 (en) Method, probe and apparatus for determining by ultrasonic process properties of an observed medium in particular the cortex of a bone
FR3065079A1 (en) ULTRASONIC SURVEY METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING DISPERSION CURVES FROM A PROBE ENVIRONMENT
FR2575281A1 (en) Elastic wave position sensor
FR2879885A1 (en) Asymmetric acoustic waves transmitting and receiving piezoelectric plate for e.g. silverer, has sensors stuck oppositely and on both sides of plate with their electric polarization vectors oriented asymmetrically/symmetrically wrt plane
EP0223682A1 (en) Sound mapping device

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref country code: AU

Ref document number: 2000 17853

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999961144

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999961144

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1999961144

Country of ref document: EP