EP1573700A2 - Touch-sensitive interface - Google Patents

Touch-sensitive interface

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Publication number
EP1573700A2
EP1573700A2 EP03810851A EP03810851A EP1573700A2 EP 1573700 A2 EP1573700 A2 EP 1573700A2 EP 03810851 A EP03810851 A EP 03810851A EP 03810851 A EP03810851 A EP 03810851A EP 1573700 A2 EP1573700 A2 EP 1573700A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
elements
modifying
shape memory
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03810851A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Moustapha Hafez
Jean-Marc Alexandre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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
Priority claimed from FR0216177A external-priority patent/FR2849257B1/en
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1573700A2 publication Critical patent/EP1573700A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001—Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003—Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays

Definitions

  • the invention relates to the field of devices intended for transmitting tactile information to a user. It relates more particularly to a device comprising a tactile interface formed by a plate having a surface capable of being modified in a controlled manner, the plate comprising a set of elements for modifying the surface.
  • Such plates are used in particular in touch panels or a touch interface for communicating information, for example in the automotive field or in that of communicating objects, for example mobile phones or computer mice, or even to the blind.
  • the invention also applies in the field of virtual reality, for example to reproduce the sensation of a texture.
  • US Patent 6,159,013 describes a portable optical sensor for the blind.
  • the device comprises a touch plate provided with holes in which elements for modifying the surface of the plate • constituted in this case by rods are movable.
  • the position of the rods is electromagnetically controlled.
  • An addressing circuit associated with addressing control means receiving the tactile data to be displayed determines the circulation of currents in coils for controlling the position of the rods.
  • a rod may or may not emerge from a touch surface of the touch plate. The control of each of the rods thus makes it possible to form patterns on the plate.
  • Shape memory alloys are known per se. These are alloys capable of transforming thermal energy supplied to them into mechanical work. They can then restore deformations of the order of 6 to 8% and generate relatively large forces when they are heated.
  • MFAs are generally inexpensive and the physical implementation of the actuation by heating can be carried out simply.
  • AMF Shape memory alloys
  • the present invention relates to a device comprising a tactile interface formed by a plate.
  • the plate has a surface capable of being modified in a controlled manner, the plate comprises for this purpose a set of movable parts of elements for modifying the surface which is simple to produce and of a reduced bulk.
  • the present invention also relates to a device comprising a touch interface having a high modification resolution.
  • the plate When it is spoken of a plate, it does not necessarily mean that the plate has a planar shape. It may be a surface, for example cylindrical in the geometric sense. It can also be one or more layers deposited on a substrate by technologies used in microelectronics.
  • the plate is made of shape memory material or comprises at least one under plate made of such material.
  • the set of movable parts of plate modification elements consists of a set of one or more blades (s) monolithically secured to the plate by one or more arms monolithically secured to the blade and the plate, one or more recess (s) blade release (s) being present on a portion of a perimeter of the blade, the blade having a first position at a first temperature and a second position at a second temperature.
  • the device includes means for controlling surface modification elements.
  • the return to the first form is obtained by the fact that the plate has undergone a heat treatment allowing a double direction.
  • a first heating of a part of the plate results in a change of form of this part from a first form to a second form.
  • a cooling of this same part leads to the return to the first form.
  • This first embodiment allows control of the exposure time of a pattern produced on the plate.
  • the blade is connected to the plate by several arms.
  • One (or more) first arm (s) has (have) a memorized shape, which they can recover by heating, and one (or more) second arm (s) have not undergone treatment local thermal.
  • the plate is formed from two sub-plates assembled to each other for example by welding or gluing so as not to form only one plate.
  • a first under plate is made of a material A with shape memory.
  • a second under plate is made of an elastic material B.
  • a heated part of the first sub-plate made of material A will cause this part to be deformed by deformation of the material A resulting in elastic deformation of the material B.
  • the plate is made of shape memory material
  • the plate is constituted by two sub-plates made of shape memory material, a material A and a material C, the same 'or different from the other, for example in the form of two welded plates or glued to each other to form a single plate.
  • Parts of the sub-plate of material A have a first cold form and a second hot form.
  • Corresponding parts of the sub-plate made of material C have a first cold form and a second hot form.
  • the second hot form of the corresponding part of material C is such that in this form the sub-plate returns to its first form.
  • the operation is as follows: Part of the sub-plate made of material A for example, is deformed by heating and regains its memorized shape.
  • the deformation of the part made of material A leads to a mechanical deformation of the corresponding part of the sub-plate made of material C. If at this stage the alloy C is heated, the alloy C regains its memorized shape so that all of the two alloys return to the initial form.
  • this third embodiment the two layers of material A and C are connected to each other by means of a layer of thermal insulation. It is thus possible to heat the layers of material A and C independently.
  • This third embodiment allows, like the second embodiment, a control of the exposure time of a pattern produced on the plate.
  • the means for controlling the means for transforming the elements for modifying the tactile sensation comprise one or more laser emitters, the radiation of each of which is used to effect the transformation of a or several means for transforming elements for modifying the tactile sensation.
  • the control means also comprise, as in the prior art, a control circuit for selecting according to tactile data to be displayed at a given instant, the elements for modifying the tactile sensation on which it is necessary to act to obtain the display of the tactile data, and direct the radiation from the laser emitter to these selected elements.
  • these control means comprise an addressing circuit, and a control circuit of the addressing circuit which directly controls the addressing circuit addressing the elements on which it is necessary to act.
  • This same configuration of the control means can be found in one invention for cases where there are as many laser emitters as there are transformation elements, each transformation element being in one-to-one correspondence with a laser emitter.
  • the control means act on means for displacing the radiation emitted by this laser emitter in order to successively apply the radiation to the transformation elements on which it is necessary to act. held touch data to display.
  • the control circuit is in two stages, a first stage for selecting lasers whose radiation will be used to produce the display, for example in the form of an addressing circuit controlling the emission of 'radiation from laser emitters, these laser emitters being by means of radiation distribution means in correspondence with transformation means necessary for the formation of the projected display of tactile data, and a second stage acting on means of displacement of the radiation emitted by each laser, the radiation of which is used for the projected display, in order to successively apply the radiation to the transformation elements in correspondence with this laser emitter, on which action must be taken taking into account the tactile data to be displayed.
  • control means relating to the selection of the radiations useful for a given display and for controlling the displacements of the radiation is within the reach of those skilled in the art and will not be discussed further in the present description.
  • the means for controlling the elements for modifying the tactile sensation comprise a laser transmitter controlling a plurality of elements for modifying the tactile sensation and means for making the radiation mobile with one or more two degrees of freedom.
  • the tactile sensation will be renewed at a frequency which is a function of the power of the laser, of the number of transformation means with which a laser is associated, of the application time necessary to pass from the rest position. at the working position, and the speed of movement made possible by the means for making the radiation mobile with one or two degrees of freedom.
  • the radiation of a laser common for example to the means of transformation of the elements of modification of the tactile sensation of a line can be directed successively for example to each of the elements of modification of the tactile sensation of the line which must be modified.
  • This command may be obtained by first means of translating the laser assigned to this line, or by a reflector controlled in rotation, receiving the radiation from the laser, the rotation of said reflector controlling the rotation of the radiation. received to send it to the line transformation means that require transformation.
  • the radiation is made mobile with two degrees of freedom
  • these two degrees are in a first embodiment constituted by both means of translation of the laser and a reflector controlled in rotation.
  • the axis of rotation of the reflector is parallel to the translation vector.
  • the translation or rotation means control the translation of the translation means or the rotation of the reflector respectively, to send the radiation to at least part of the modification elements of the display device.
  • the second degree of freedom is obtained by the fact that a second means of translation is added to the first means of translation, or by the fact that the reflector is made to rotate in two axes which are not parallel to each other.
  • the shape memory only concerns the arm or arms connecting the blade to the continuum of the plate, the arms having a first shape above a predetermined temperature and a second shape below this temperature.
  • the elements for modifying the tactile sensation are thus each constituted by a blade and its connecting arm or arms.
  • the blade is a movable member mechanically linked to the arm.
  • the radiation emitted by the laser acts by heating the arm (s).
  • the device according to the invention allows thermal actuation without electrical contact, which reduces the complexity of addressing and facilitates production.
  • FIG. 1 represents a plate forming a tactile interface and comprising a set of elements for modifying the surface of the plate.
  • FIG. 2 represents a first embodiment of one of the modification elements of the plate in top view on a part A and in view in cut along line BB of part A, in part B.
  • Figure 3 shows a top view of a second embodiment of the invention
  • Figure 4 shows a cross-sectional view of a plate according to an alternative embodiment of the second embodiment of one invention.
  • Figure 5 has parts A to F.
  • Part A shows a cross-sectional view of a plate according to a third embodiment of the invention.
  • Part B represents a top view of a first sub-plate of a third embodiment of one of the modification elements of the plate
  • part C represents a bottom view of a second sub-plate of the third example of one of the modification elements of the plate
  • part D represents a top view of the third embodiment of one of the modification elements of the plate, the first and second sub-plates being assembled.
  • Parts E and F respectively represent sections along the lines EE and FF of parts B and C of the memorized form of the first and second under plates respectively.
  • FIG. 6 shows an exploded perspective view of an embodiment of a device comprising a touch interface according The invention comprising laser control means in which the displacement of the laser radiation is obtained by a translation table,
  • FIG. 7 shows an exploded perspective view of another embodiment of a device comprising a touch interface according to the invention and comprising laser control means, in which the displacement of the laser radiation is obtained by rotation two axes of a mirror receiving the radiation emitted by the laser transmitter,
  • FIG. 8 shows an exploded perspective view of an embodiment of a device comprising a touch interface according to the invention, and comprising laser control means in which the laser emitters are in number equal to the number of elements touch plate modification,
  • FIG. 9 shows a schematic view of an embodiment in which the elements for modifying the tactile sensation consist of a surface of a material which conducts heat.
  • FIG. 1 represents a plate 10 having an upper surface 10a comprising a set of elements 25 for modifying the surface 10a of the plate 10.
  • Each element 25 has been represented in the form of a part, for example. a rectangle, of the entire surface of the plate 10a. Examples of such elements will be discussed later.
  • these elements 25 have been shown arranged in a matrix form in rows and columns. This provision is not compulsory.
  • the plate 10 is a plate comprising at least one sub-plate of shape memory material. This plate is shown in solid lines. It will be seen later, during the description of the elements 25, that the plate 10 may for example comprise a layer 12 and a layer 11, each layer forming an under plate and the two under plates being integral with one another .
  • FIG. 1 represents a plate 10 having an upper surface 10a comprising a set of elements 25 for modifying the surface 10a of the plate 10.
  • Each element 25 has been represented in the form of a part, for example. a rectangle, of the entire surface of the plate 10a. Examples of such elements will be
  • FIG. 2 comprises a part A and a part B.
  • Part A represents a schematic top view of an element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10.
  • Part B represents a cross section of this same element along the line BB of part A.
  • Element 25 is a rectangle-shaped part of a plate 10 made of a shape memory material having undergone a treatment to make it two-way.
  • a blade 23 is obtained by cutting the plate 10 forming around the blade 23 a recess 14.
  • This recess 14 is present on the entire perimeter of the blade 23, with the exception of a connection part of the blade 23 to an arm 13, connecting the blade 23 to the continuum of the plate 10.
  • the arm 13 has in a first memorized form a direction parallel to the plane of the plate 10 as shown in solid lines in part B.
  • a part of the arm shown diagrammatically at 21 When the temperature of a part of the arm shown diagrammatically at 21 is raised above a predetermined temperature, it takes a second memorized form shown in dotted lines in part B. In this second memorized form it forms a non-zero angle with the plane of the plate 10 so that the blade 23 is raised.
  • the arm 13 is cooled, it returns to the first memorized shape and the blade 23 is again found in the plane of the plate 10.
  • the arm 13 changes shape by bending.
  • the arm 13 can also change shape by twisting.
  • the blade 23 is movable by rotation about the axis BB.
  • the arm 13 can also change shape by twisting and bending, which gives the blade a displacement with two degrees of freedom.
  • the shape memory material will for example be a nickel-titanium or a copper alloy with shape memory, for example, CuZnAl or CuAlNi or CuAlBe.
  • the shape memory material constituting the plate 10 is a one-way material.
  • the blade 23 is connected to the continuum of the plate by first 13 and second 15 arms.
  • first 13 and second 15 arms One, as shown in FIG. 3, or several first arms 13 have a first cold form and a second hot form.
  • One or more second arms 15 undergo during the passage of the first arms 13 from their cold shape to their memorized shape, an elastic deformation. Due to this elastic deformation, a restoring force is created which contributes to bringing the blade 23 back to its first shape when it is cooled.
  • an element 25 of the plate 10 a with a view to above the form commented above in relation to FIG. 2.
  • the plate is formed from two sub-plates 16, 17 assembled to each other for example by welding or gluing so as to form only one single plate -as shown in FIG. 4.
  • a first sub-plate 16 is made of a material A with shape memory.
  • a second under plate 17 is made of an elastic material B.
  • the material B can for example be spring steel or a beryllium copper alloy or else a harder material such as silicon used in microelectronics.
  • the arm 13 and the blade 23 having a top view of the shape shown in FIG. 2 are like the rest of the plate 10 formed of two sub-plates 16, 17 superimposed on each other.
  • the arm 13 thus comprises two superimposed parts 13a and 13b respectively.
  • elements 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 comprising the shape memory material, incorporate elastic elements 15, 13b mechanically connected on the one hand to the plate 10 and on the other hand to the element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 to which they belong, these elastic elements exerting a restoring force on the element 25 for modifying the surface of the plate to bring it back from the second to first form.
  • the plate 10 is formed of two sub-plates 16, 19 assembled to each other for example by welding or gluing so as to form only a single plate 10.
  • the two sub-plates 16, 19 are adherent, one to an upper face and the other to a lower face of an intermediate layer 18 of thermally insulating material.
  • a first under plate 16 is made of a material A with shape memory.
  • a second under plate 19 is made of a second material C with shape memory having a memorized form different from the memorized form of the first.
  • An exemplary embodiment of a modification element 25 is shown in plan view in FIG. 5, part B.
  • a blade 23a is obtained in the sub-plate 16 by means of two recesses 14, a first 14 having a U shape surrounding the blade 23a on three of its sides, and a second 14a having a circle shape located substantially on the side of the open part of the U.
  • the recess 14a in the shape of a circle has a diameter less than the distance separating the two parallel arms of the U so that two arms 13a join the blade 23a to the rest of the continuum of the plate.
  • FIG. 5 part C represents a bottom view of the element 25. In this view only a part 25 c of the element 25 produced in the sub-plate 19 is visible. A blade 23c is obtained by making a recess 14 all around the blade, with the exception of a central arm 13 ⁇ joining the blade 23c to the rest of the continuum of the plate. In Figures 5 part B and C, there are shown shaded parts a and c respectively on which the heating for change of shape is applied.
  • the heating can be applied by any known means. It can also be applied by irradiation with a laser beam scanning the area to be heated on command.
  • the assembly of parts 25a and 25c is shown in top view in FIG. 5, part D. It can be seen in this figure that the subpart 25a of an element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 formed in the subplate 16 has its recessed part 14a present above the solid sub-part 13 ⁇ forming in the case shown the arm 13c of the sub-part 25c of the other under plate 19.
  • This arrangement is advantageous in the sense that it is possible with a single laser controlled by scanning, heat either the deformable part shown in a FIG. 5 part B of the upper subplate 16 or alternatively the deformable part 13c of the lower subplate 19.
  • the operation is as follows: Part a of the sub-plate 16 made of material A for example, is deformed by heating and regains its shape ' memorized.
  • FIG. 6 represents an exploded perspective view of a first embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 comprise laser means 42.
  • the display device 1 comprises a touch plate 10, as described above in relation to FIG. 1.
  • the touch plate can also in this case be a plate made of heat conducting material, which is in the form of a continuum.
  • elements still exist. They are determined at all times, for example in the form of pixels, by the position of the radiation laser on the surface.
  • the size of the pixels is in this case determined by the size of the minimum surface which is heated by laser radiation applied to a surface of the plate which is for example opposite the touch surface 10a, without being able to distinguish visually a delimitation of these elements.
  • the modification of the tactile sensation then consists of a temperature difference between hot pixels and cold pixels.
  • the device 1 also includes control means 40 for selectively addressing the means 28 for transforming the elements 25 for modifying the tactile sensation, so as to produce at all times a determined tactile sensation at the level of the entire surface. 10a on the touch plate 10.
  • the control means 40 of the elements 25 for modifying the tactile sensation comprise one or more laser emitter (s) 42 the radiation of each of which is used to effect the transformation of one or more several elements 25 for modifying the tactile sensation.
  • a single laser 42 has been shown.
  • the radiation from the laser 42 can be moved to each of the elements 25 for modifying the tactile sensation.
  • the laser transmitter 42 is mounted on a translation table 43 which can be a table with a translation axis and first translation means along this first axis, or a two-axis table further equipped with second means of translation according to this second axis, in itself known, in one or other of these forms.
  • the table 43 is equipped with motor means not shown for moving the laser emitter and therefore the point of application of its radiation successively under transformation means 28 selected by a control circuit 41, receiving the tactile data to display.
  • the circuit 41 controls on the one hand the motor means of the translation table 43 and on the other hand the emission or not of the laser transmitter 42, for example by action on a Pockel cell in optical series with the transmitter laser 42 and a polarizer. All these elements in themselves well known have not been shown.
  • means for focusing the radiation for example in the form of a lens, have not been shown.
  • the laser transmitter 42 does not have to be moved. It may be sufficient, as shown in FIG. 6, to move one end 45 of an optical fiber 44, the other end of which receives radiation from the laser emitter 42.
  • control means 40 of the elements 25 for modifying the tactile sensation comprise, in addition to the laser emitter (s) 42, the control circuit
  • the operation is as follows.
  • the laser radiation is successively displaced by means of the table 43, towards the elements 25 for modifying the tactile sensation, which must be transformed in a working position, to form the image.
  • the transformation can be obtained in a single pass, with a stop time on each element 25 for modifying the tactile sensation sufficient to cause the transformation of the element.
  • the transformation can also be obtained in several successive passages, the sum of the successive stopping times on each element 25 for modifying the tactile sensation being sufficient to cause the transformation of the element.
  • a next image following a previous image is applied in the same way after the time necessary for the return of the elements for modifying the tactile sensation in a rest position.
  • FIG. 7 represents an exploded perspective view of a second embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 include laser means 42.
  • control means 40 include laser means 42.
  • the translation table 43 has been replaced by a movable mirror 47 movable along two axes perpendicular to each other.
  • the laser emitter 42 emits its radiation directly or via an optical fiber (not shown) towards the movable mirror 47.
  • the control circuit 41 receiving the tactile data to be displayed controls via means for changing position 48, 49 the rotational position of the mirror 47.
  • Such means for rotating a reflector are known in themselves. The operation is the same as in the example shown in FIG. 6, the displacement of the radiation in this case, obtained by controlled rotation of the mirror 47.
  • FIG. 8 represents an exploded perspective view of a third embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 include laser means 42. in in this third mode, the laser transmitters 42 are equal in number to the number of tactile modification elements 25 of the touch plate 10.
  • the control means 40 includes a monolithic layer 30, preferably obtained by using collective manufacturing techniques, in particular microelectronics.
  • This layer comprises a number of lasers 42 equal to the number of elements 25 for modifying the tactile sensation.
  • the radiation from a laser transmitter 42 can be applied unequivocally to one and only one of the elements 25.
  • the control circuit 41 is in this case a simple addressing circuit for the transmitters 42 which must transmit for the formation of a current image.
  • this embodiment requires an addressing circuit which can become complex if the number of elements 25 to be addressed is large, it has the advantage of being able to be produced according to collective manufacturing techniques, as indicated above for the layer 30, but also for the touch plate 10, and the addressing circuit 41.

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Abstract

The invention concerns a device (1) comprising a touch-sensitive interface in the form of a plate (10) including an assembly of elements (25) for controlled modification of one surface (10a) of the plate (10). The invention is characterized in that the plate (10) is made of a shape memory material, and in that each element (25) consists of an assembly of sheets (23) integral with the plate (10) through an arm (13) secured in one single unit to the plate (10) and the sheet, a recess (14) for releasing the sheet being provided around the sheet (23), the sheet having a first position at a first temperature and a second position at a second temperature.

Description

INTERFACE TACTILE DESCRIPTION TOUCH INTERFACE DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
L'invention se situe dans le domaine des dispositifs destinés à transmettre une information tactile à un utilisateur. Elle concerne plus particulièrement un dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque ayant une surface susceptible d'être modifiée de façon commandée, la plaque comportant un ensemble d'éléments de modification de la surface.The invention relates to the field of devices intended for transmitting tactile information to a user. It relates more particularly to a device comprising a tactile interface formed by a plate having a surface capable of being modified in a controlled manner, the plate comprising a set of elements for modifying the surface.
De telles plaques sont notamment employées dans les plaques de touche ou interface tactile pour communiquer des informations par exemple dans le domaine de l'automobile ou celui des objets communiquants, par exemple les téléphones portables ou les souris d'ordinateur ou encore à des aveugles.Such plates are used in particular in touch panels or a touch interface for communicating information, for example in the automotive field or in that of communicating objects, for example mobile phones or computer mice, or even to the blind.
L'invention s'applique aussi dans le domaine de la réalité virtuelle, par exemple pour reproduire la sensation d'une texture.The invention also applies in the field of virtual reality, for example to reproduce the sensation of a texture.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURESTATE OF THE PRIOR ART
Le brevet US 6 159 013 décrit un capteur optique portable pour aveugles. Le dispositif comporte une plaque de touche munie de trous dans lesquels des éléments de modification de la surface de la plaque • constitués dans ce cas par des tiges sont mobiles. La position des tiges est commandée de façon électromagnétique. Un circuit d'adressage associé à des moyens de commande de l'adressage recevant les données tactiles à afficher, détermine la circulation de courants dans des bobines de commande de la position des tiges . Selon sa position, une tige émerge ou non d'une surface de touche de la plaque de touche. La commande de chacune des tiges permet ainsi de former des motifs sur la plaque.US Patent 6,159,013 describes a portable optical sensor for the blind. The device comprises a touch plate provided with holes in which elements for modifying the surface of the plate • constituted in this case by rods are movable. The position of the rods is electromagnetically controlled. An addressing circuit associated with addressing control means receiving the tactile data to be displayed determines the circulation of currents in coils for controlling the position of the rods. Depending on its position, a rod may or may not emerge from a touch surface of the touch plate. The control of each of the rods thus makes it possible to form patterns on the plate.
Il existe aussi des interfaces tactiles basé sur des actionneurs thermiques notamment des alliages à mémoire de forme (AMF) utilisant uniquement des fils en tant qu' actionneurs. Le débattement de la partie actionnée par les fils est faible. Diverses solutions ont été proposées pour amplifier le mouvement de la partie mobile, notamment par utilisation de bras de levier et de ressorts de rappel . Cependant des que 1 ' on veut augmenter la résolution de la plaque de touche, c'est à dire augmenter le nombre d'éléments de modification par unité de surface de la plaque, l'assemblage de la plaque et des éléments devient très complique et le système devient volumineux.There are also tactile interfaces based on thermal actuators, notably shape memory alloys (AMF) using only wires as actuators. The movement of the part actuated by the wires is low. Various solutions have been proposed to amplify the movement of the movable part, in particular by using lever arms and return springs. However as soon as one wants to increase the resolution of the touch plate, that is to say increase the number of modification elements per unit area of the plate, the assembly of the plate and of the elements becomes very complicated and the system becomes bulky.
Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont en eux même connus. Il s'agit d'alliages capables de transformer une énergie thermique qui leur est fournie en un travail mécanique. Ils peuvent alors restituer des déformations de 1 ' ordre de 6 à 8 % et générer des efforts relativement importants lorsqu'ils sont chauffés. En outre, les AMF sont en général peu coûteux et la mise en œuvre physique de 1 ' actionnement par chauffage peut être réalisée simplement. Lorsqu'une pièce réalisée en AMF passe d'une première à une seconde température, sa forme mécanique change et passe d'une première à une seconde forme. Des effets double sens peuvent aussi être obtenus. Pour cela on donne au matériau une première forme. On le chauffe dans cette première forme. On le refroidit, il garde sa première forme. On lui fait subir ensuite un traitement par cycles thermiques dans une deuxième forme. Après ce traitement le matériau a, à chaud, la première forme et à froid, la seconde forme.Shape memory alloys (AMF) are known per se. These are alloys capable of transforming thermal energy supplied to them into mechanical work. They can then restore deformations of the order of 6 to 8% and generate relatively large forces when they are heated. In addition, MFAs are generally inexpensive and the physical implementation of the actuation by heating can be carried out simply. When a piece produced in AMF goes from a first to a second temperature, its mechanical form changes and goes from a first to a second form. Two-way effects can also be obtained. For this we give the material a first form. It is heated in this first form. It is cooled, it keeps its first shape. It is then subjected to a treatment by thermal cycles in a second form. After this treatment, the material has the first form when hot and the second form when cold.
EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
La présente invention vise un dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque. La plaque a une surface susceptible d'être modifiée de façon commandée, la plaque comporte à cet effet un ensemble de parties mobiles d'éléments de modification de la surface qui est simple à réaliser et d'un encombrement réduit. La présente invention vise également à un dispositif comportant un interface tactile ayant une grande résolution de modification. Lorsqu'il est parlé de plaque, cela ne signifie pas nécessairement que la plaque a une forme plane. Il peut s'agir d'une surface par exemple cylindrique au sens géométrique. Il peut également s'agir d'une ou plusieurs couches déposées sur un substrat par des technologies utilisées en micro électronique.The present invention relates to a device comprising a tactile interface formed by a plate. The plate has a surface capable of being modified in a controlled manner, the plate comprises for this purpose a set of movable parts of elements for modifying the surface which is simple to produce and of a reduced bulk. The present invention also relates to a device comprising a touch interface having a high modification resolution. When it is spoken of a plate, it does not necessarily mean that the plate has a planar shape. It may be a surface, for example cylindrical in the geometric sense. It can also be one or more layers deposited on a substrate by technologies used in microelectronics.
Selon l'invention ces buts sont atteints par le fait que dans le dispositif comportant l'interface tactile la plaque est réalisée en matériau à mémoire de forme ou comporte au moins une sous plaque réalisée dans un tel matériau. De plus l'ensemble de parties mobiles d'éléments de modification de la plaque est constitué par un ensemble de une ou plusieurs lame (s) solidaire (s) de façon monolithique de la plaque par un ou plusieurs bras solidaire (s) de façon monolithique de la lame et de la plaque, un ou plusieurs evidement (s) de libération de lame (s) étant présent (s) sur une partie d'un périmètre de la lame, la lame ayant une première position à une première température et une seconde position à une seconde température. Le dispositif comporte à cet effet des moyens de commande des éléments de modification de la surface.According to the invention these aims are achieved by the fact that in the device comprising the tactile interface the plate is made of shape memory material or comprises at least one under plate made of such material. In addition, the set of movable parts of plate modification elements consists of a set of one or more blades (s) monolithically secured to the plate by one or more arms monolithically secured to the blade and the plate, one or more recess (s) blade release (s) being present on a portion of a perimeter of the blade, the blade having a first position at a first temperature and a second position at a second temperature. To this end, the device includes means for controlling surface modification elements.
Pour passer de la première à la seconde forme, il suffit d'appliquer un chauffage local à la lame ou de préférence à un bras de liaison de la lame au reste de la plaque. Pour revenir de la seconde à la première position de la lame, il suffit de laisser refroidir. On peut aussi refroidir activement, par exemple au moyen d'une cellule de Pelletier.To go from the first to the second form, it suffices to apply local heating to the blade or preferably to an arm connecting the blade to the rest of the plate. To return from the second to the first position of the blade, simply allow to cool. It can also be actively cooled, for example by means of a Pelletier cell.
Selon une première forme avantageuse de réalisation dans laquelle la plaque est en matériau à mémoire de forme, le retour à la première forme est obtenu par le fait que la plaque a subit un traitement thermique permettant un double sens . Dans ce cas un premier chauffage d'une partie de la plaque entraîne un changement de forme de cette partie d'une première forme à une seconde forme. Un refroidissement de cette même partie entraîne le retour à la première forme. Cette première forme de réalisation permet un contrôle du temps de pose d'un motif réalisé sur la plaque. Selon une seconde forme de réalisation dans laquelle la plaque est en matériau à mémoire de forme, la lame est reliée à la plaque par plusieurs bras. Un (ou des) premier (s) bras a, (ont) une forme mémorisée, qu'il (s) retrouve (nt) par chauffage, et un (ou des) second (s) bras n'ont pas subit de traitement thermique local . Le retour de la lame à la première forme est assuré ou accéléré par le fait que le ou les seconds bras exercent une force élastique de rappel sur les premiers bras pour ramener la plaine à sa position initiale. Selon une variante de cette seconde forme de réalisation où le retour à la première forme est effectué par des moyens élastiques, la plaque est formée de deux sous plaques assemblées l'une à l'autre par exemple par soudage ou collage de façon à ne former qu'une seule plaque. Une première sous plaque est en un matériau A à mémoire de forme. Une seconde sous plaque est en un matériau B élastique. Une partie chauffée de la première sous plaque en matériau A va entraîner une déformation de cette partie par déformation du matériau A entraînant une déformation élastique du matériau B. Lorsque du fait du refroidissement naturel ou actif du matériau A, le matériau A est moins rigide, le retour du matériau B à sa forme initiale par effet élastique entraîne un retour à la première forme des matériaux A et B.According to a first advantageous embodiment in which the plate is made of shape memory material, the return to the first form is obtained by the fact that the plate has undergone a heat treatment allowing a double direction. In this case, a first heating of a part of the plate results in a change of form of this part from a first form to a second form. A cooling of this same part leads to the return to the first form. This first embodiment allows control of the exposure time of a pattern produced on the plate. According to a second embodiment in which the plate is made of shape memory material, the blade is connected to the plate by several arms. One (or more) first arm (s) has (have) a memorized shape, which they can recover by heating, and one (or more) second arm (s) have not undergone treatment local thermal. The return of the blade to the first form is ensured or accelerated by the fact that the second arm (s) exert an elastic restoring force on the first arms to bring the plain back to its initial position. According to a variant of this second embodiment where the return to the first form is effected by elastic means, the plate is formed from two sub-plates assembled to each other for example by welding or gluing so as not to form only one plate. A first under plate is made of a material A with shape memory. A second under plate is made of an elastic material B. A heated part of the first sub-plate made of material A will cause this part to be deformed by deformation of the material A resulting in elastic deformation of the material B. When due to the natural or active cooling of the material A, the material A is less rigid, the return of material B to its initial form by elastic effect leads to a return to the first form of materials A and B.
Selon une troisième forme de réalisation, dans laquelle la plaque est en matériau à mémoire de forme, la plaque est constituée par deux sous plaques en matériau à mémoire de forme, un matériau A et un matériau C, identiques' ou différents l'un de l'autre, par exemple sous forme de deux sous plaques soudées ou collées l'une à l'autre pour former une plaque unique. Des parties de la sous plaque en matériau A ont une première forme à froid et une seconde forme à chaud. Des parties correspondantes de la sous plaque en matériau C ont une première forme à froid et une seconde forme à chaud. La seconde forme à chaud de la partie correspondante en matériau C est telle que dans cette forme la sous plaque revient à sa première forme. Le fonctionnement est le suivant : Une partie de la sous plaque en matériau A par exemple, est déformée par chauffage et retrouve sa forme mémorisée. La déformation de la partie en matériau A entraîne une déformation mécanique de la partie correspondante de la sous plaque en matériau C. Si à ce stade on chauffe l'alliage C, l'alliage C retrouve sa forme mémorisée en sorte que 1 ' ensemble des deux alliages retrouve la forme initiale.According to a third embodiment, wherein the plate is made of shape memory material, the plate is constituted by two sub-plates made of shape memory material, a material A and a material C, the same 'or different from the other, for example in the form of two welded plates or glued to each other to form a single plate. Parts of the sub-plate of material A have a first cold form and a second hot form. Corresponding parts of the sub-plate made of material C have a first cold form and a second hot form. The second hot form of the corresponding part of material C is such that in this form the sub-plate returns to its first form. The operation is as follows: Part of the sub-plate made of material A for example, is deformed by heating and regains its memorized shape. The deformation of the part made of material A leads to a mechanical deformation of the corresponding part of the sub-plate made of material C. If at this stage the alloy C is heated, the alloy C regains its memorized shape so that all of the two alloys return to the initial form.
De préférence dans ce troisième mode de réalisation les deux couches de matériau A et C sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une couche d'isolation thermique. On peut ainsi chauffer les couches de matériau A et C de façon indépendante. Cette troisième forme de réalisation permet, comme la seconde forme, un contrôle du temps de pose d'un motif réalisé sur la plaque.Preferably in this third embodiment the two layers of material A and C are connected to each other by means of a layer of thermal insulation. It is thus possible to heat the layers of material A and C independently. This third embodiment allows, like the second embodiment, a control of the exposure time of a pattern produced on the plate.
Dans un mode de réalisation, les moyens de commande des moyens de transformation des éléments de modification de la sensation tactile comportent un ou plusieurs émetteur (s) laser dont le rayonnement de chacun est utilisé pour réaliser la transformation d'un ou plusieurs moyens de transformation d'éléments de modification de la sensation tactile.In one embodiment, the means for controlling the means for transforming the elements for modifying the tactile sensation comprise one or more laser emitters, the radiation of each of which is used to effect the transformation of a or several means for transforming elements for modifying the tactile sensation.
Les moyens de commande comportent en outre, comme dans l'art antérieur, un circuit de commande pour sélectionner en fonction de données tactiles à afficher à un instant donné, les éléments de modification de la sensation tactile sur lesquels il est nécessaire d'agir pour obtenir l'affichage des données tactiles, et diriger le rayonnement de 1 ' émetteur laser vers ces éléments sélectionnés. Dans l'art antérieur ces moyens de commande comportent un circuit d'adressage, et un circuit de commande du circuit d'adressage qui commande directement le circuit d'adressage adressant les éléments sur lesquels il convient d'agir. Cette même configuration des moyens de commande peut se retrouver dans 1 ' invention pour les cas où il y a autant d'émetteurs laser que d'éléments de transformation, chaque éléments de transformation étant en correspondance biunivoque avec un émetteur laser.The control means also comprise, as in the prior art, a control circuit for selecting according to tactile data to be displayed at a given instant, the elements for modifying the tactile sensation on which it is necessary to act to obtain the display of the tactile data, and direct the radiation from the laser emitter to these selected elements. In the prior art, these control means comprise an addressing circuit, and a control circuit of the addressing circuit which directly controls the addressing circuit addressing the elements on which it is necessary to act. This same configuration of the control means can be found in one invention for cases where there are as many laser emitters as there are transformation elements, each transformation element being in one-to-one correspondence with a laser emitter.
Dans le cas général, il y a un ou plusieurs émetteurs laser, au moins l'un des émetteurs laser agissant sur plusieurs éléments de transformation. Lorsqu'il y a un seul émetteur laser pour l'ensemble des éléments de transformation, les moyens de commande agissent sur des moyens de déplacement du rayonnement émis par cet émetteur laser pour appliquer successivement le rayonnement aux éléments de transformation sur lesquels il faut agir compte tenu des données tactiles à afficher. Lorsqu'il y a plusieurs émetteurs lasers dont quelques uns agissent sur plusieurs éléments de transformation, le circuit de commande est à deux étages, un premier étage de sélection des lasers dont le rayonnement va être utilisé pour réaliser l'affichage, par exemple sous forme d'un circuit d'adressage commandant l'émission d'un rayonnement des émetteurs lasers, ces émetteurs lasers étant par 1 ' intermédiaire de moyens de distribution du rayonnement en correspondance avec des moyens de transformation nécessaires à la formation de l'affichage projeté des données tactile, et un second étage agissant sur des moyens de déplacement du rayonnement émis par chaque laser dont le rayonnement est utilisé pour l'affichage projeté, pour appliquer successivement le rayonnement aux éléments de transformation en correspondance avec cet émetteur laser, sur lesquels il faut agir compte tenu des données tactiles à afficher.In the general case, there are one or more laser emitters, at least one of the laser emitters acting on several transformation elements. When there is a single laser emitter for all of the transformation elements, the control means act on means for displacing the radiation emitted by this laser emitter in order to successively apply the radiation to the transformation elements on which it is necessary to act. held touch data to display. When there are several laser transmitters, some of which act on several transformation elements, the control circuit is in two stages, a first stage for selecting lasers whose radiation will be used to produce the display, for example in the form of an addressing circuit controlling the emission of 'radiation from laser emitters, these laser emitters being by means of radiation distribution means in correspondence with transformation means necessary for the formation of the projected display of tactile data, and a second stage acting on means of displacement of the radiation emitted by each laser, the radiation of which is used for the projected display, in order to successively apply the radiation to the transformation elements in correspondence with this laser emitter, on which action must be taken taking into account the tactile data to be displayed.
Cet aspect des moyens de commande, relatif à la sélection des rayonnements utiles pour un affichage donné et du contrôle des déplacements du rayonnement est à la portée de l'homme du métier et ne sera pas abordé d'avantage dans la présente description.This aspect of the control means, relating to the selection of the radiations useful for a given display and for controlling the displacements of the radiation is within the reach of those skilled in the art and will not be discussed further in the present description.
Il peut être prévu autant de lasers que d'éléments de modification de la sensation tactile. Chacun des rayonnements dans ce cas chauffe ou non un un élément de modification de la sensation tactile. Ainsi le rayonnement d'un laser est mis en correspondance biunivoque avec un élément de modification de la sensation tactile. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, les moyens de commande des éléments de modification de la sensation tactile comportent un émetteur laser commandant une pluralité d'éléments de modification de la sensation tactile et des moyens pour rendre le rayonnement mobile avec un ou deux degrés de liberté.As many lasers may be provided as elements for modifying the tactile sensation. Each of the radiations in this case heats or not an element for modifying the tactile sensation. Thus the radiation of a laser is put into one-to-one correspondence with an element of modification of the tactile sensation. In the preferred embodiment of the invention, the means for controlling the elements for modifying the tactile sensation comprise a laser transmitter controlling a plurality of elements for modifying the tactile sensation and means for making the radiation mobile with one or more two degrees of freedom.
On note que dans ce cas, la sensation tactile sera renouvelée à une fréquence qui est une fonction de la puissance du laser, du nombre des moyens de transformation auquel un laser est associé, du temps d'application nécessaire pour passer de la position de repos à la position de travail, et de la vitesse de déplacement rendue possible par les moyens pour rendre le rayonnement mobile avec un ou deux degrés de liberté.It is noted that in this case, the tactile sensation will be renewed at a frequency which is a function of the power of the laser, of the number of transformation means with which a laser is associated, of the application time necessary to pass from the rest position. at the working position, and the speed of movement made possible by the means for making the radiation mobile with one or two degrees of freedom.
Dans le cas où le rayonnement est rendu mobile avec un degré de liberté et où les éléments de modification de la sensation tactile sont constitués en réseau matriciel en lignes et colonnes, le rayonnement d'un laser commun par exemple aux moyens de transformation des éléments de modification de la sensation tactile d'une ligne pourra être dirigé successivement par exemple vers chacun des éléments dé modification de la sensation tactile de la ligne qui doivent être modifiés. Cette commande pourra être obtenue par des premiers moyens de translation du laser affecté à cette ligne, ou par un réflecteur commandé en rotation, recevant le rayonnement du laser, la rotation dudit réflecteur commandant la rotation du rayonnement reçu pour l'envoyer vers les moyens de transformation de la ligne qui requièrent une transformation.In the case where the radiation is made mobile with a degree of freedom and where the elements for modifying the tactile sensation are constituted in a matrix network in rows and columns, the radiation of a laser common for example to the means of transformation of the elements of modification of the tactile sensation of a line can be directed successively for example to each of the elements of modification of the tactile sensation of the line which must be modified. This command may be obtained by first means of translating the laser assigned to this line, or by a reflector controlled in rotation, receiving the radiation from the laser, the rotation of said reflector controlling the rotation of the radiation. received to send it to the line transformation means that require transformation.
Dans le cas où le rayonnement est rendu mobile avec deux degrés de liberté, ces deux degrés sont dans un premier mode de réalisation constitués par à la fois des moyens de translation du laser et un réflecteur commandé en rotation. De préférence dans ce cas l'axe de rotation du réflecteur est parallèle au vecteur translation. Dans ce cas les moyens de translation ou de rotation commandent la translation des moyens de translation ou la rotation du réflecteur respectivement, pour envoyer le rayonnement vers une partie au moins des éléments de modification du dispositif d'affichage. Dans une seconde variante du mode de réalisation comportant un ou plusieurs lasers avec déplacement du rayonnement selon deux degrés de liberté, le second degré de liberté est obtenu par le fait qu'un second moyen de translation est ajouté au premier moyen de translation, ou par le fait que le réflecteur est rendu mobile en rotation selon deux axes non parallèles entre eux.In the case where the radiation is made mobile with two degrees of freedom, these two degrees are in a first embodiment constituted by both means of translation of the laser and a reflector controlled in rotation. Preferably in this case the axis of rotation of the reflector is parallel to the translation vector. In this case the translation or rotation means control the translation of the translation means or the rotation of the reflector respectively, to send the radiation to at least part of the modification elements of the display device. In a second variant of the embodiment comprising one or more lasers with displacement of the radiation according to two degrees of freedom, the second degree of freedom is obtained by the fact that a second means of translation is added to the first means of translation, or by the fact that the reflector is made to rotate in two axes which are not parallel to each other.
On note que dans le cas de la translation il pourra suffire de déplacer, par exemple à l'aide d'une platine de translation deux axes, une extrémité d'une fibre optique dont l'autre extrémité reçoit le rayonnement du laser. De même dans le cas de la rotation du réflecteur le rayonnement incident atteignant le réflecteur pourra provenir d'une fibre optique recevant le rayonnement du laser. Dans le mode préféré de réalisation la mémoire de forme, ne concerne que le bras ou les bras de liaison de la lame au continuum de la plaque, les bras ayant une première forme au dessus d'une température prédéterminée et une seconde forme en dessous de cette température. Les éléments de modification de la sensation tactile sont ainsi constitués chacun par la une lame et son ou ses bras de liaison. La lame est un organe mobile lié mécaniquement au bras. Le rayonnement émis par le laser agit par chauffage du ou des bras.It is noted that in the case of translation it may suffice to move, for example using a two-axis translation stage, one end of an optical fiber the other end of which receives radiation from the laser. Similarly, in the case of rotation of the reflector, the incident radiation reaching the reflector may come from an optical fiber receiving the radiation from the laser. In the preferred embodiment, the shape memory only concerns the arm or arms connecting the blade to the continuum of the plate, the arms having a first shape above a predetermined temperature and a second shape below this temperature. The elements for modifying the tactile sensation are thus each constituted by a blade and its connecting arm or arms. The blade is a movable member mechanically linked to the arm. The radiation emitted by the laser acts by heating the arm (s).
Ainsi le dispositif selon l'invention permet un actionnement thermique sans contact électrique, ce qui réduit la complexité d'adressage et facilite la réalisation.Thus the device according to the invention allows thermal actuation without electrical contact, which reduces the complexity of addressing and facilitates production.
D'autres avantages et caractéristiques de 1 ' invention apparaîtront lors de la description d'exemples de réalisation qui va suivre.Other advantages and characteristics of the invention will become apparent from the description of exemplary embodiments which follows.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Des exemples de réalisation de l'invention seront maintenant décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels les mêmes numéros de référence sont employés pour des éléments identiques ou ayant même fonetion. La figure 1 représente une plaque formant un interface tactile et comportant un ensemble d'éléments de modification de la surface de la plaque.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Examples of embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which the same reference numbers are used for identical elements or having the same function. FIG. 1 represents a plate forming a tactile interface and comprising a set of elements for modifying the surface of the plate.
La figure 2 représente un premier exemple de réalisation de l'un des éléments de modification de la plaque en vue de dessus sur une partie A et en vue en coupe selon la ligne BB de la partie A, dans une partie B.FIG. 2 represents a first embodiment of one of the modification elements of the plate in top view on a part A and in view in cut along line BB of part A, in part B.
La figure 3 représente une vue de dessus d'une seconde forme de réalisation de l'invention La figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une plaque selon une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation de 1 'invention.Figure 3 shows a top view of a second embodiment of the invention Figure 4 shows a cross-sectional view of a plate according to an alternative embodiment of the second embodiment of one invention.
La figure 5 comporte des parties A à F. La partie A représente une vue en coupe transversale d'une plaque selon un troisième mode de réalisation de l'invention.Figure 5 has parts A to F. Part A shows a cross-sectional view of a plate according to a third embodiment of the invention.
La partie B représente une vue de dessus d'une première sous plaque d'un troisième exemple de réalisation de l'un des éléments de modification de la plaque, la partie C représente une vue de dessous d'une seconde sous plaque du troisième exemple de réalisation de l'un des éléments de modification de la plaque, la partie D représente une vue de dessus du troisième exemple de réalisation de l'un des éléments de modification de la plaque, les première et seconde sous plaques étant assemblées. Les parties E et F représentent respectivement des coupes selon les lignes EE et FF des parties B et C de la forme mémorisée des première et seconde sous plaques respectivement.Part B represents a top view of a first sub-plate of a third embodiment of one of the modification elements of the plate, part C represents a bottom view of a second sub-plate of the third example of one of the modification elements of the plate, part D represents a top view of the third embodiment of one of the modification elements of the plate, the first and second sub-plates being assembled. Parts E and F respectively represent sections along the lines EE and FF of parts B and C of the memorized form of the first and second under plates respectively.
- la figure 6 représente une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile selon 1 ' invention comportant des moyens de commande par laser dans lequel le déplacement du rayonnement laser est obtenu par une table de translation,- Figure 6 shows an exploded perspective view of an embodiment of a device comprising a touch interface according The invention comprising laser control means in which the displacement of the laser radiation is obtained by a translation table,
- la figure 7 représente une vue en perspective éclatée d'un autre exemple de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile selon l'invention et comportant des moyens de commande par laser, dans lequel le déplacement du rayonnement laser est obtenu par rotation deux axes d'un miroir recevant le rayonnement émis par l'émetteur laser,- Figure 7 shows an exploded perspective view of another embodiment of a device comprising a touch interface according to the invention and comprising laser control means, in which the displacement of the laser radiation is obtained by rotation two axes of a mirror receiving the radiation emitted by the laser transmitter,
- la figure 8 représente une vue en perspective éclatée d'un exemple de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile selon l'invention, et comportant des moyens de commande par laser dans lequel les émetteurs laser sont en nombre égal au nombre des éléments de modification tactile de la plaque,- Figure 8 shows an exploded perspective view of an embodiment of a device comprising a touch interface according to the invention, and comprising laser control means in which the laser emitters are in number equal to the number of elements touch plate modification,
- la figure 9 représente une vue schématique d'une forme de réalisation dans laquelle les éléments de modification de la sensation tactile sont constitués par une surface d'un matériau conducteur de la chaleur.- Figure 9 shows a schematic view of an embodiment in which the elements for modifying the tactile sensation consist of a surface of a material which conducts heat.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
La figure 1 représente une plaque 10 ayant une surface supérieure 10a comportant un ensemble d'éléments 25 de modification de la surface 10a de la plaque 10. Chaque élément 25 a été représenté sous la forme d'une partie, par exemple . un rectangle, de la totalité de la surface de la plaque 10a. Des exemples de tels éléments seront commentés plus loin. Sur la figure 1 ces éléments 25 ont été représentés disposés selon une forme matricielle en lignes et colonnes. Cette disposition n'est pas obligatoire. La plaque 10 est une plaque comportant au moins une sous plaque en matériau à mémoire de forme. Cette plaque est représenté en traits pleins. Il sera vu plus loin, lors de la description des éléments 25, que la plaque 10 peut comporter par exemple une couche 12 et une couche 11, chaque couche formant une sous plaque et les deux sous plaques étant solidaires l'une de l'autre. Sur la figure 1 on a représenté de façon générique, les sous plaques 11, 12, séparées par une ligne pointillée. Dans les deux modes de réalisation, une plaque ou deux sous plaques solidaires, la plaque 10 se présente sous la forme d'un continuum. Des exemples de réalisation d'éléments 25 de modification de la plaque, 10 seront maintenant commentés en liaison avec les figures 2 à 4. la figure 2 comporte une partie A et une partie B. La partie A représente une vue de dessus schématique d'un élément 25 de modification de la surface 10a de la plaque 10. La partie B représente une coupe transversale de ce même élément selon la ligne BB de la partie A. L'élément 25 est une partie en forme de rectangle d'une plaque 10 réalisée en un matériau à mémoire de forme ayant subit un traitement pour le rendre à double sens. Une lame 23 est obtenue par une découpe de la plaque 10 formant autour de la lame 23 un evidement 14. Cet evidement 14 est présent sur le périmètre entier de la lame 23, à l'exception d'une partie de raccordement de la lame 23 à un bras 13, reliant la lame 23 au continuum de la plaque 10. Le bras 13 a dans une première forme mémorisée une direction parallèle au plan de la plaque 10 comme représenté en trait plein en partie B. Lorsque la température d'une partie du bras représentée schematiquement en 21 est élevée au dessus d'une température prédéterminée, il prend une deuxième forme mémorisée représentée en pointillés en partie B. Dans cette deuxième forme mémorisée il forme un angle non nul avec le plan de la plaque 10 en sorte que la lame 23 est soulevée. Lorsque le bras 13 est refroidit, il revient à la première forme mémorisée et la lame 23 se retrouve à nouveau dans le plan de la plaque 10. Dans la forme représentée figure 2, il y a un seul bras 13. Naturellement il pourrait y avoir plusieurs bras 13, par exemple deux bras obtenus par un evidement longitudinal du bras 13 représenté figure 2, cet evidement allant de la lame 23 au continuum de la plaque 10. De même dans la forme de réalisation commentée et représentée figure 2, le bras 13 change de forme par flexion. Le bras 13 peut aussi changer de forme par torsion. Dans ce cas la lame 23 est mobile par rotation autour de l'axe BB. Naturellement le bras 13 peut aussi changer de forme par torsion et flexion, ce qui donne à la lame un déplacement à deux degrés de liberté. Dans ce cas et selon l'endroit ou l'on chauffe le bras 13, on pourra obtenir trois positions de la lame 23, une première position correspondant à une flexion seule, une seconde position correspondant à une torsion seule et enfin une troisième position correspondant à la fois à une torsion et une flexion du bras 13. Le matériau à mémoire de forme sera par exemple un nickel-titane ou un alliage cuivreux à mémoire de forme, par exemple, CuZnAl ou CuAlNi ou CuAlBe . La forme de l'élément 25 représentée figureFIG. 1 represents a plate 10 having an upper surface 10a comprising a set of elements 25 for modifying the surface 10a of the plate 10. Each element 25 has been represented in the form of a part, for example. a rectangle, of the entire surface of the plate 10a. Examples of such elements will be discussed later. In Figure 1 these elements 25 have been shown arranged in a matrix form in rows and columns. This provision is not compulsory. The plate 10 is a plate comprising at least one sub-plate of shape memory material. This plate is shown in solid lines. It will be seen later, during the description of the elements 25, that the plate 10 may for example comprise a layer 12 and a layer 11, each layer forming an under plate and the two under plates being integral with one another . In FIG. 1, the sub-plates 11, 12 are shown generically, separated by a dotted line. In the two embodiments, one plate or two under integral plates, the plate 10 is in the form of a continuum. Examples of embodiment of elements 25 for modifying the plate, 10 will now be commented on in connection with FIGS. 2 to 4. FIG. 2 comprises a part A and a part B. Part A represents a schematic top view of an element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10. Part B represents a cross section of this same element along the line BB of part A. Element 25 is a rectangle-shaped part of a plate 10 made of a shape memory material having undergone a treatment to make it two-way. A blade 23 is obtained by cutting the plate 10 forming around the blade 23 a recess 14. This recess 14 is present on the entire perimeter of the blade 23, with the exception of a connection part of the blade 23 to an arm 13, connecting the blade 23 to the continuum of the plate 10. The arm 13 has in a first memorized form a direction parallel to the plane of the plate 10 as shown in solid lines in part B. When the temperature of a part of the arm shown diagrammatically at 21 is raised above a predetermined temperature, it takes a second memorized form shown in dotted lines in part B. In this second memorized form it forms a non-zero angle with the plane of the plate 10 so that the blade 23 is raised. When the arm 13 is cooled, it returns to the first memorized shape and the blade 23 is again found in the plane of the plate 10. In the shape shown in Figure 2, there is only one arm 13. Naturally there could be several arms 13, for example two arms obtained by a longitudinal recess in the arm 13 shown in FIG. 2, this recess going from the blade 23 to the continuum of the plate 10. Similarly in the commented embodiment shown in FIG. 2, the arm 13 changes shape by bending. The arm 13 can also change shape by twisting. In this case the blade 23 is movable by rotation about the axis BB. Naturally, the arm 13 can also change shape by twisting and bending, which gives the blade a displacement with two degrees of freedom. In this case and depending on where the arm 13 is heated, it will be possible to obtain three positions of the blade 23, a first position corresponding to a single bending, a second position corresponding to a single twist and finally a third corresponding position both torsion and flexion of the arm 13. The shape memory material will for example be a nickel-titanium or a copper alloy with shape memory, for example, CuZnAl or CuAlNi or CuAlBe. The shape of the element 25 shown in figure
2 convient aussi lorsque l'invention est réalisée avec une plaque 10 comportant deux sous couches ou sous plaques 11, 12. Dans ce cas le chauffage de la partie 21, entraîne une déformation du bras 13, provoquant comme expliqué plus haut une courbure et/ou une torsion de celui-ci et un soulèvement de la lame 23, comme représenté en partie B. Sur la partie B on a représenté cette seconde alternative par le fait que l'élément 25 représenté en coupe est formée de deux sous plaques 11, 12 dont le plan de délimitation est représenté par une ligne pointillée.2 is also suitable when the invention is carried out with a plate 10 comprising two sub-layers or under plates 11, 12. In this case the heating of the part 21, results in a deformation of the arm 13, causing as explained above a curvature and / or a twist thereof and a lifting of the blade 23, as shown in part B. On part B, this second alternative has been represented by the fact that the element 25 shown in section is formed by two sub-plates 11, 12 whose delimitation plan is represented by a dotted line.
Dans la forme de réalisation représentée figure 3, le matériau à mémoire de forme constituant la plaque 10 est un matériau simple sens. La lame 23 est reliée au continuum de la plaque par des premier 13 et second 15 bras. Un, comme représenté figure 3, ou plusieurs premiers bras 13 ont une première forme à froid et une seconde forme à chaud. Un ou plusieurs seconds bras 15 subissent lors du passage des premiers bras 13 de leur forme à froid à leur forme mémorisée, une déformation élastique. Du fait de cette déformation élastique une force de rappel est créée qui contribue à ramener la lame 23 à sa première forme lorsqu'elle est refroidie . Selon une variante de ce premier mode de réalisation un élément 25 de la plaque 10 a en vue de dessus la forme commentée ci-dessus en relation avec la figure 2. Dans cette variante la plaque est formée de deux sous plaques 16, 17 assemblées l'une à l'autre par exemple par soudage ou collage de façon à ne former qu'une seule plaque -comme représenté figure 4. Une première sous plaque 16 est en un matériau A à mémoire de forme. Une seconde sous plaque 17 est en un matériau B élastique. Le matériau B peut par exemple être de l'acier ressort ou un alliage cuivre béryllium ou encore un matériau plus dur comme le silicium utilisé en micro électronique. Dans cette configuration le bras 13 et la lame 23 ayant en vue de dessus la forme représentée en figure 2 sont comme le reste de la plaque 10 formés de deux sous plaques 16, 17 superposées l'une à l'autre. Le bras 13 comporte ainsi deux parties superposées 13a et 13b respectivement.In the embodiment shown in FIG. 3, the shape memory material constituting the plate 10 is a one-way material. The blade 23 is connected to the continuum of the plate by first 13 and second 15 arms. One, as shown in FIG. 3, or several first arms 13 have a first cold form and a second hot form. One or more second arms 15 undergo during the passage of the first arms 13 from their cold shape to their memorized shape, an elastic deformation. Due to this elastic deformation, a restoring force is created which contributes to bringing the blade 23 back to its first shape when it is cooled. According to a variant of this first embodiment, an element 25 of the plate 10 a with a view to above the form commented above in relation to FIG. 2. In this variant the plate is formed from two sub-plates 16, 17 assembled to each other for example by welding or gluing so as to form only one single plate -as shown in FIG. 4. A first sub-plate 16 is made of a material A with shape memory. A second under plate 17 is made of an elastic material B. The material B can for example be spring steel or a beryllium copper alloy or else a harder material such as silicon used in microelectronics. In this configuration, the arm 13 and the blade 23 having a top view of the shape shown in FIG. 2 are like the rest of the plate 10 formed of two sub-plates 16, 17 superimposed on each other. The arm 13 thus comprises two superimposed parts 13a and 13b respectively.
Lorsqu'on chauffe une partie par exemple 28, de la partie supérieure 13a du bras 13 de la première sous plaque en matériau A, cela va entraîner une déformation de cette partie par déformation du matériau A entraînant une déformation élastique de la partie 13b du bras 13 en matériau B. Lorsque du fait du refroidissement naturel ou actif du matériau A, le matériau A est moins rigide, le retour du matériau B à sa forme initiale par effet élastique entraîne un retour à la première forme des matériaux A et B.When a part, for example 28, of the upper part 13a of the arm 13 of the first under plate of material A is heated, this will cause a deformation of this part by deformation of the material A resulting in elastic deformation of the part 13b of the arm 13 made of material B. When due to the natural or active cooling of the material A, the material A is less rigid, the return of the material B to its initial shape by elastic effect results in a return to the first shape of the materials A and B.
Ainsi dans cette forme de réalisation et dans sa variante, des éléments 25 de modification de la surface 10a de la plaque 10 comportant le matériau à mémoire de forme, incorporent des éléments élastiques 15, 13b mécaniquement connectés d'une part à la plaque 10 et d'autre part à l'élément 25 de modification de la surface 10a de la plaque 10 auquel ils appartiennent ces éléments élastiques exerçant une force de rappel sur l'élément 25 de modification de la surface de la plaque pour le ramener de la seconde à la première forme .Thus in this embodiment and in its variant, elements 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 comprising the shape memory material, incorporate elastic elements 15, 13b mechanically connected on the one hand to the plate 10 and on the other hand to the element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 to which they belong, these elastic elements exerting a restoring force on the element 25 for modifying the surface of the plate to bring it back from the second to first form.
Selon une troisième forme de réalisation représentée figure 5 partie A, la plaque 10 est formée de deux sous plaques 16, 19 assemblées l'une à l'autre par exemple par soudage ou collage de façon à ne former qu'une seule plaque 10. Dans le mode préféré de cette forme de réalisation, les deux sous plaques 16, 19 sont adhérentes l'une à une face supérieure et l'autre à une face inférieure d'une couche intermédiaire 18 en matériau thermiquement isolant. Une première sous plaque 16 est en un matériau A à mémoire de forme. Une seconde sous plaque 19 est en un second matériau C à mémoire de forme présentant une forme mémorisée différente de la forme mémorisée du premier. Un exemple de réalisation d'un élément 25 de modification est représenté en vue de dessus figure 5, partie B. Sur cette vue seule une partie 25a de l'élément 25 réalisée dans la sous plaque supérieure 16- est apparente. Une lame 23a est obtenue dans la sous plaque 16 au moyen de deux evidements 14, un premier 14 ayant une forme en U entourant la lame 23a sur trois de ses côtés, et un second 14a ayant une forme de cercle situé sensiblement du côté de la partie ouverte du U. L' evidement 14a en forme de cercle a un diamètre inférieur à la distance séparant les deux bras parallèles du U en sorte que deux bras 13a joignent la lame 23a au reste du continuum de la plaque.According to a third embodiment represented in FIG. 5 part A, the plate 10 is formed of two sub-plates 16, 19 assembled to each other for example by welding or gluing so as to form only a single plate 10. In the preferred embodiment of this embodiment, the two sub-plates 16, 19 are adherent, one to an upper face and the other to a lower face of an intermediate layer 18 of thermally insulating material. A first under plate 16 is made of a material A with shape memory. A second under plate 19 is made of a second material C with shape memory having a memorized form different from the memorized form of the first. An exemplary embodiment of a modification element 25 is shown in plan view in FIG. 5, part B. In this view only a part 25a of the element 25 produced in the upper sub-plate 16- is visible. A blade 23a is obtained in the sub-plate 16 by means of two recesses 14, a first 14 having a U shape surrounding the blade 23a on three of its sides, and a second 14a having a circle shape located substantially on the side of the open part of the U. The recess 14a in the shape of a circle has a diameter less than the distance separating the two parallel arms of the U so that two arms 13a join the blade 23a to the rest of the continuum of the plate.
La figure 5 partie C représente une vue de dessous de l'élément 25. Sur cette vue seule une partie 25c de l'élément 25 réalisée dans la sous plaque 19 est apparente. Une lame 23c est obtenue par réalisation d'un evidement 14 tout autour de la lame, à l'exception d'un bras central 13σ joignant la lame 23c au reste du continuum de la plaque. Sur les figures 5 partie B et C, on a représenté des parties grisées a et c respectivement sur lesquelles le chauffage pour changement de forme est appliqué.FIG. 5 part C represents a bottom view of the element 25. In this view only a part 25 c of the element 25 produced in the sub-plate 19 is visible. A blade 23c is obtained by making a recess 14 all around the blade, with the exception of a central arm 13σ joining the blade 23c to the rest of the continuum of the plate. In Figures 5 part B and C, there are shown shaded parts a and c respectively on which the heating for change of shape is applied.
Le chauffage peut être appliqué par tout moyen connu. Il peut aussi être appliqué par irradiation par un rayon laser balayant sur commande la zone à chauffer.The heating can be applied by any known means. It can also be applied by irradiation with a laser beam scanning the area to be heated on command.
L'assemblage des parties 25a et 25c est représenté en vue de dessus figure 5 partie D. On voit sur cette figure que la sous partie 25a d'un élément 25 de modification de la surface 10a de la plaque 10 formée dans la sous plaque 16 a sa partie évidée 14a présente au dessus de la sous partie pleine 13σ formant dans le cas représenté le bras 13c de la sous partie 25c de l'autre sous plaque 19. Cette disposition est avantageuse en ce sens que l'on peut avec un seul laser commandé en balayage, chauffer soit la partie dëformable représenté en a figure 5 partie B de la sous plaque supérieure 16 ou alternativement la partie déformable 13c de la sous plaque inférieure 19. Le fonctionnement est le suivant : La partie a de la sous plaque 16 en matériau A par exemple, est déformée par chauffage et retrouve sa forme 'mémorisée. Cette forme est représentée en coupe transversale figure 5 partie E. Du fait de cette déformation la lame 23 se soulève et n'est plus affleurante au plan de la plaque 10. La déformation de la partie a en matériau A entraîne une déformation mécanique de la partie correspondante de la sous plaque 19 en matériau C. Si à ce stade on chauffe l'alliage C, au niveau du bras 13c, l'alliage C retrouve sa forme mémorisée. Cette forme mémorisée est représentée en figure 5 partie F. Il s'agit dans ce cas d'une forme plane qui ramène dans le plan de la plaque 10 la lame 23 en sorte que l'ensemble des deux alliages A et C retrouve la forme initiale .The assembly of parts 25a and 25c is shown in top view in FIG. 5, part D. It can be seen in this figure that the subpart 25a of an element 25 for modifying the surface 10a of the plate 10 formed in the subplate 16 has its recessed part 14a present above the solid sub-part 13σ forming in the case shown the arm 13c of the sub-part 25c of the other under plate 19. This arrangement is advantageous in the sense that it is possible with a single laser controlled by scanning, heat either the deformable part shown in a FIG. 5 part B of the upper subplate 16 or alternatively the deformable part 13c of the lower subplate 19. The operation is as follows: Part a of the sub-plate 16 made of material A for example, is deformed by heating and regains its shape ' memorized. This shape is shown in cross section in Figure 5 part E. Due to this deformation the blade 23 lifts and is no longer flush with the plane of the plate 10. The deformation of the part a of material A causes mechanical deformation of the corresponding part of the sub-plate 19 made of material C. If at this stage the alloy C is heated, at the level of the arm 13c, the alloy C regains its memorized shape. This memorized shape is represented in FIG. 5, part F. It is in this case a planar shape which brings the blade 23 back into the plane of the plate 10 so that all of the two alloys A and C regain the shape initial .
La figure 6 représente une vue en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile sous forme d'une plaque 10 selon l'invention, dans lequel des moyens de commande 40 comportent des moyens laser 42.FIG. 6 represents an exploded perspective view of a first embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 comprise laser means 42.
Le dispositif d'affichage 1 comporte une plaque de touche 10, comme décrite ci-dessus en relation avec la figure 1. La plaque de touche peut aussi dans ce cas être une plaque en matériau conducteur de la chaleur, qui se présente sous la forme d'un continuum. Dans ce cas, bien que l'on ne puisse distinguer physiquement les éléments de modification de la sensation tactile, des éléments existent tout de même. Ils sont déterminés à chaque instant, par exemple sous forme de pixels, par la position du rayonnement laser sur la surface. La taille des- pixels est dans ce cas déterminée par la taille de la surface minimum qui est chauffée par un rayonnement laser appliqué sur une surface de la plaque qui se trouve par exemple opposée à la surface de touche 10a, sans qu'on puisse distinguer de façon visuelle une délimitation de ces éléments. La modification de la sensation tactile consiste alors en une différence de température entre des pixels chauds et des pixels froids. Le dispositif 1 comporte également des moyens 40 de commande pour adresser de façon sélective les moyens 28 de transformation des éléments 25 de modification de la sensation tactile, de façon à produire à chaque instant une sensation tactile déterminée au niveau de l'ensemble de la surface 10a de la plaque de touche 10.The display device 1 comprises a touch plate 10, as described above in relation to FIG. 1. The touch plate can also in this case be a plate made of heat conducting material, which is in the form of a continuum. In this case, although we cannot physically distinguish the elements of modification of the tactile sensation, elements still exist. They are determined at all times, for example in the form of pixels, by the position of the radiation laser on the surface. The size of the pixels is in this case determined by the size of the minimum surface which is heated by laser radiation applied to a surface of the plate which is for example opposite the touch surface 10a, without being able to distinguish visually a delimitation of these elements. The modification of the tactile sensation then consists of a temperature difference between hot pixels and cold pixels. The device 1 also includes control means 40 for selectively addressing the means 28 for transforming the elements 25 for modifying the tactile sensation, so as to produce at all times a determined tactile sensation at the level of the entire surface. 10a on the touch plate 10.
Conformément à ce mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande 40 des éléments 25 de modification de la sensation tactile comportent un ou plusieurs émetteur (s) laser 42 dont le rayonnement de chacun est utilisé pour réaliser la transformation d'un ou plusieurs éléments 25 de modification de la sensation tactile. Sur la figure 6 un seul laser 42 a été représenté. Dans 1 ' exemple représenté le rayonnement du laser 42 peut être déplacé vers chacun éléments 25 de modification de la sensation tactile. Pour cela l'émetteur laser 42 est monté sur une table 43 de translation qui peut être une table dotée d'un axe de translation et de premiers moyens de translation selon ce premier axe, ou une table deux axes équipée en outre de seconds moyens de translation selon ce second axe, en elle même connue, sous l'une ou l'autre de ces formes . De façon en elle même connue également la table 43 est équipée de moyens moteurs non représentés pour déplacer 1 ' émetteur laser et donc le point d'application de son rayonnement successivement sous des moyens de transformation 28 sélectionnés par un circuit de commande 41, recevant les données tactiles à afficher. Le circuit 41 commande d'une part les moyens moteurs de la table de translation 43 et d'autre part l'émission ou non de l'émetteur laser 42, par exemple par action sur une cellule de Pockel en série optique avec l'émetteur laser 42 et un polariseur. Tous ces éléments en eux mêmes bien connus n'ont pas été représentés. De même des moyens de focalisation du rayonnement par exemple sous forme d'une lentille n'ont pas été représentés.In accordance with this embodiment of the invention, the control means 40 of the elements 25 for modifying the tactile sensation comprise one or more laser emitter (s) 42 the radiation of each of which is used to effect the transformation of one or more several elements 25 for modifying the tactile sensation. In Figure 6 a single laser 42 has been shown. In the example shown, the radiation from the laser 42 can be moved to each of the elements 25 for modifying the tactile sensation. For this, the laser transmitter 42 is mounted on a translation table 43 which can be a table with a translation axis and first translation means along this first axis, or a two-axis table further equipped with second means of translation according to this second axis, in itself known, in one or other of these forms. In itself known also the table 43 is equipped with motor means not shown for moving the laser emitter and therefore the point of application of its radiation successively under transformation means 28 selected by a control circuit 41, receiving the tactile data to display. The circuit 41 controls on the one hand the motor means of the translation table 43 and on the other hand the emission or not of the laser transmitter 42, for example by action on a Pockel cell in optical series with the transmitter laser 42 and a polarizer. All these elements in themselves well known have not been shown. Likewise, means for focusing the radiation, for example in the form of a lens, have not been shown.
Il n'est pas obligatoire que l'émetteur laser 42 soit déplacé. Il pourra suffire, comme représente figure 6, de déplacer une extrémité 45 d'une fibre optique 44, dont l'autre extrémité 46 reçoit le rayonnement de l'émetteur laser 42.The laser transmitter 42 does not have to be moved. It may be sufficient, as shown in FIG. 6, to move one end 45 of an optical fiber 44, the other end of which receives radiation from the laser emitter 42.
Ainsi dans l'exemple représenté figure 6, les moyens de commande 40 des éléments 25 de modification de la sensation tactile comportent outre le ou les émetteurs laser 42, le circuit de commandeThus in the example shown in Figure 6, the control means 40 of the elements 25 for modifying the tactile sensation comprise, in addition to the laser emitter (s) 42, the control circuit
41, la table 43 et éventuellement une fibre optique 44.41, the table 43 and possibly an optical fiber 44.
Le fonctionnement est le suivant.The operation is as follows.
Pour chaque image tactile à former, le rayonnement laser est déplacé successivement au moyen de la table 43, vers les éléments 25 de modification de la sensation tactile, qui doivent être transformés dans une position de travail, pour former l'image. La transformation peut être obtenue en un seul passage, avec un temps d'arrêt sur chaque éléments 25 de modification de la sensation tactile suffisant pour provoquer la transformation de l'élément. La transformation peut aussi être obtenue en plusieurs passages successifs, la somme des temps d'arrêt successifs sur chaque éléments 25 de modification de la sensation tactile étant suffisante pour provoquer la transformation de l'élément. Une image suivante suivant une image précédente est appliquée de la même façon après le temps nécessaire au retour des éléments 25 de modification de la sensation tactile dans une position de repos . La figure 7 représente une vue en perspective éclatée d'un second mode de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile sous forme d'une plaque 10 selon l'invention, dans lequel des moyens de commande 40 comportent des moyens laser 42. Par rapport à la figure 6, la table de translation 43 a été remplacé par un miroir mobile 47 mobile selon deux axes perpendiculaires entre eux. L'émetteur laser 42 émet son rayonnement directement ou par l'intermédiaire d'une fibre optique non représentée vers le miroir mobile 47. Le circuit de commande 41 recevant les données tactiles à afficher, commande par l'intermédiaire de moyens de changement de position 48, 49 la position en rotation du miroir 47. De tels moyens de rotation d'un réflecteur sont en eux-mêmes connus. Le fonctionnement est le même que dans l'exemple représenté figure 6, le déplacement du rayonnement étant dans ce cas, obtenu par rotation commandée du miroir 47.For each tactile image to be formed, the laser radiation is successively displaced by means of the table 43, towards the elements 25 for modifying the tactile sensation, which must be transformed in a working position, to form the image. The transformation can be obtained in a single pass, with a stop time on each element 25 for modifying the tactile sensation sufficient to cause the transformation of the element. The transformation can also be obtained in several successive passages, the sum of the successive stopping times on each element 25 for modifying the tactile sensation being sufficient to cause the transformation of the element. A next image following a previous image is applied in the same way after the time necessary for the return of the elements for modifying the tactile sensation in a rest position. FIG. 7 represents an exploded perspective view of a second embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 include laser means 42. By compared to Figure 6, the translation table 43 has been replaced by a movable mirror 47 movable along two axes perpendicular to each other. The laser emitter 42 emits its radiation directly or via an optical fiber (not shown) towards the movable mirror 47. The control circuit 41 receiving the tactile data to be displayed, controls via means for changing position 48, 49 the rotational position of the mirror 47. Such means for rotating a reflector are known in themselves. The operation is the same as in the example shown in FIG. 6, the displacement of the radiation in this case, obtained by controlled rotation of the mirror 47.
La figure 8 représente une vue en perspective éclatée d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif comportant un interface tactile sous forme d'une plaque 10 selon l'invention, dans lequel des moyens de commande 40 comportent des moyens laser 42. dans ce troisième mode les émetteurs laser 42 sont en nombre égal au nombre des éléments 25 de modification tactile de la plaque de touche 10.FIG. 8 represents an exploded perspective view of a third embodiment of a device comprising a tactile interface in the form of a plate 10 according to the invention, in which control means 40 include laser means 42. in in this third mode, the laser transmitters 42 are equal in number to the number of tactile modification elements 25 of the touch plate 10.
Dans ce troisième mode de réalisation les moyens de commande 40, comporte une couche monolithique 30, de préférence obtenue par utilisation de techniques de fabrication collective, notamment la micro- électronique. Cette couche comporte un nombre de laser 42 égal au nombre des éléments 25 de modification de la sensation tactile. Le rayonnement d'un émetteur laser 42 peut être appliqué de façon univoque à un et un seul des éléments 25. Le circuit de commande 41 est dans ce cas un simple circuit d'adressage des émetteurs 42 qui doivent émettre pour la formation d'une image courante. Bien que ce mode de réalisation exige un circuit d'adressage qui peut devenir complexe si le nombre d'éléments 25 à adresser est grand, il présente l'avantage de pouvoir être réalisé selon les techniques de fabrication collective, comme signalé plus haut pour la couche 30, mais aussi pour la plaque de touche 10, et le circuit d'adressage 41. In this third embodiment, the control means 40 includes a monolithic layer 30, preferably obtained by using collective manufacturing techniques, in particular microelectronics. This layer comprises a number of lasers 42 equal to the number of elements 25 for modifying the tactile sensation. The radiation from a laser transmitter 42 can be applied unequivocally to one and only one of the elements 25. The control circuit 41 is in this case a simple addressing circuit for the transmitters 42 which must transmit for the formation of a current image. Although this embodiment requires an addressing circuit which can become complex if the number of elements 25 to be addressed is large, it has the advantage of being able to be produced according to collective manufacturing techniques, as indicated above for the layer 30, but also for the touch plate 10, and the addressing circuit 41.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) ayant une surface (10a) susceptible d'être modifiée de façon commandée, la plaque comportant un ensemble d'éléments (25) de modification de la surface (10a) , le dispositif comportant également des moyens de commande des éléments de modification de la surface (10a) , caractérisée en ce que la plaque (10) est réalisée en matériau à mémoire de forme ou comporte au moins une sous plaque réalisée en matériau à mémoire de forme, et en ce que l'ensemble d'éléments (25) de modification de la surface (10a) de la plaque (10) est constitué par un ensemble de une ou plusieurs lame (s) (23) solidaire (s) de façon monolithique de la plaque (10) par un ou plusieurs bras (13) solidaire (s) de façon monolithique de la plaque (10) , un ou plusieurs evidement (s) (14) de libération de lame (s) étant présent (s) sur une partie d'un périmètre de la lame (23) , la lame (23) ayant une première position à une première température et une seconde position à une seconde température.1. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) having a surface (10a) capable of being modified in a controlled manner, the plate comprising a set of elements (25) for modifying the surface (10a), the device also comprising means for controlling the elements for modifying the surface (10a), characterized in that the plate (10) is made of shape memory material or comprises at least one under plate made of shape memory material, and in that the set of elements (25) for modifying the surface (10a) of the plate (10) consists of a set of one or more blades (23) integral (s) in a monolithic manner of the plate (10) by one or more arms (13) integral (s) monolithically with the plate (10), one or more recess (s) (14) for releasing the blade (s) being present (s) on a part of a perimeter of the blade (23), the blade (23) having a first position a first temperature and a second position at a second temperature.
2. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau à mémoire de forme constituant la plaque (10) est un matériau double sens ayant une première forme à chaud et une seconde forme à froid.2. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) of shape memory material according to claim 1 characterized in that the shape memory material constituting the plate (10) is a two-way material having a first shape to hot and a second cold form.
3. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que des éléments (25) de modification de la surface (10a) de la plaque (10) incorporent des éléments élastiques (15, 13b) mécaniquement connectés d'une part à la plaque (10) et d'autre part à l'élément (25) de modification de la surface de la plaque auquel ils appartiennent ces éléments élastiques (15, 13b) exerçant une force de rappel sur l'élément (25) de modification de la surface de la plaque (10) pour le ramener de la seconde à la première forme.3. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) of shape memory material according to one of claims 1 or 2 characterized in that elements (25) for modifying the surface (10a) of the plate (10) incorporate elastic elements (15, 13b) mechanically connected on the one hand to the plate (10) and on the other to the element (25) for modifying the surface of the plate to which they belong these elastic elements (15, 13b) exerting a restoring force on the element (25) for modifying the surface of the plate (10) for the reduce from the second to the first form.
4. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est formée de deux sous plaques (16,17; 16, 19) solidaire l'une de l'autre par une surface principale commune.4. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) of shape memory material according to claim 1 characterized in that it is formed of two sub-plates (16,17; 16, 19) integral with one the other by a common main surface.
5. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'une des sous plaques (16) est en matériau à mémoire de forme.5. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) made of shape memory material according to claim 4 characterized in that one of the sub-plates (16) is made of shape memory material.
6. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon la revendication 4 caractérisée en ce que les deux sous plaques (16, 19) sont en matériau à mémoire de forme.6. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) made of shape memory material according to claim 4 characterized in that the two sub-plates (16, 19) are made of shape memory material.
7. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon la revendication 6 caractérisée en ce que une sous partie (25a) d'un élément (25) de modification de la surface (10a) de la plaque (10) formée dans l'une des sous plaques (16) a une partie évidée (14a) présente au dessus d'une partie (13c) d'une sous partie pleine (25c) de l'autre sous plaque (19) . 8. Dispositif comportant un interface tactile formé par une plaque (10) en matériau à mémoire de forme selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce que une couche (18) en matériau thermiquement isolant est interposée entre les deux sous plaques (16, 19) en matériau à mémoire de forme.7. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) of shape memory material according to claim 6 characterized in that a sub-part (25a) of an element (25) for modifying the surface (10a) of the plate (10) formed in one of the sub-plates (16) has a recessed part (14a) present above a part (13c) of a solid sub-part (25c) of the other under plate (19). 8. Device comprising a tactile interface formed by a plate (10) of shape memory material according to one of claims 6 or 7 characterized in that a layer (18) of thermally insulating material is interposed between the two sub-plates ( 16, 19) of shape memory material.
-9. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce les moyens de commande (40) de la transformation des éléments (25) de modification de la sensation tactile comportent un ou plusieurs émetteur (s) laser (42) dont le rayonnement de chacun est utilisé pour réaliser la transformation d'un ou plusieurs éléments (25) de modification de la sensation tactile, le rayonnement émis par un émetteur laser (42) agissant par chauffage de bras (13) , la déformation de bras (13) entraînant le passage d'une lame de la première à la seconde position.-9. Device (1) comprising a tactile interface according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the control means (40) for the transformation of the elements (25) for modifying the tactile sensation comprise one or more laser emitter (s) (42), the radiation of each of which is used to transform one or more elements (25) for modifying the tactile sensation, the radiation emitted by a laser emitter (42) acting by heating the arms (13), the arm deformation (13) causing the passage of a blade from the first to the second position.
10. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de commande (40) des éléments (25) de modification de la sensation tactile comportent autant d'émetteurs laser (42) que d'éléments (25) de modification de la sensation tactile le rayonnement d'un laser (42) étant mis en correspondance biunivoque avec un élément (25) de modification de la sensation tactile. 10. Device (1) comprising a tactile interface according to claim 9, characterized in that the control means (40) of the elements (25) for modifying the tactile sensation comprise as many laser emitters (42) as elements (25) for modifying the tactile sensation, the radiation of a laser (42) being placed in one-to-one correspondence with an element (25) for modifying the tactile sensation.
11. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de commande (40) des éléments de modification de la sensation tactile comportent un émetteur laser (42) commandant une pluralité d'éléments (25) de modification de la sensation tactile et des moyens (43, 44, 47) pour rendre le rayonnement mobile avec un ou deux degrés de liberté.11. Device (1) comprising a tactile interface according to claim 9, characterized in that the control means (40) of the elements for modifying the tactile sensation comprise a laser transmitter (42) controlling a plurality of elements (25) modification of the tactile sensation and means (43, 44, 47) for making the radiation mobile with one or two degrees of freedom.
12. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une fibre optique (44) ayant une extrémité d'entrée (46) recevant le rayonnement émis par l'émetteur laser (42) et une extrémité de sortie (45) du rayonnement laser le rayonnement utilisé pour réaliser la transformation d'un ou plusieurs éléments (25) de modification- de la sensation tactile provenant de ladite sortie de la fibre optique.12. Device (1) comprising a tactile interface according to one of claims 9 to 11, characterized in that it comprises an optical fiber (44) having an input end (46) receiving the radiation emitted by the emitter laser (42) and an output end (45) of the laser radiation the radiation used to effect the transformation of one or more elements (25) for modifying the tactile sensation coming from said output of the optical fiber.
13. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte une platine de translation (43), l'émetteur laser étant déplacé par cette platine (43).13. Device (1) comprising a touch interface according to claim 11, characterized in that it comprises a translation plate (43), the laser transmitter being moved by this plate (43).
14. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte une platine de translation (43), l'extrémité de sortie (45) de la fibre optique (44) étant déplacée par cette platine (43) .14. Device (1) comprising a touch interface according to claim 11, characterized in that it comprises a translation stage (43), the outlet end (45) of the optical fiber (44) being moved by this stage (43).
15. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (47) commandé en rotation, ce réflecteur recevant le rayonnement en provenance d'un émetteur laser (42) .15. Device (1) comprising a tactile interface according to claim 11, characterized in that it comprises a reflector (47) controlled in rotation, this reflector receiving radiation from a laser transmitter (42).
16. Dispositif (1) comportant un interface tactile selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (47) commandé en rotation, ce réflecteur recevant le rayonnement en provenance d'un émetteur laser (42) au travers de la fibre optique (44) . 16. Device (1) comprising a tactile interface according to claim 12, characterized in that it comprises a reflector (47) controlled in rotation, this reflector receiving the radiation coming from a laser emitter (42) through the fiber optic (44).
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