La présente invention concerne un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet. Elle concerne également un procédé mis en œuvre par ce dispositif.

On connaît de nombreux objets à surface tactile, notamment des téléphones mobiles ou autres dispositifs portables d'assistance numérique personnelle. Leur interface tactile est en général un écran plat et rectangulaire avec lequel un utilisateur peut interagir à l'aide d'un stylet ou d'un doigt. On notera cependant que l'invention s'applique plus généralement à tout type d'objet présentant une surface tactile déformable qui n'est pas nécessairement plane, ni de contour rectangulaire. Elle s'applique ainsi avantageusement à des objets communicants à interface homme machine tactile et intuitive, notamment des robots, présentant une coque déformable tridimensionnelle fixée à un support rigide en un nombre limité de points de fixation.

Par surface tactile ou coque « déformable », on entend une surface bidimensionnelle ou tridimensionnelle, capable de changer de forme au sens de l'élasticité statique et dynamique des matériaux lorsqu'elle est soumise à une contrainte statique ou dynamique tels un toucher, une force de contact, une impulsion mécanique ou encore un choc, et pouvant présenter des vibrations résonantes lorsqu'elle est excitée par des ondes mécaniques élastiques, notamment des impulsions, de manière à se déformer en flexion, même de façon submillimétrique non perceptible à l'œil nu. Des coques en plastique, verre ou métal conviennent.

Chacun des objets à surface tactile connus comporte un dispositif de localisation de touchers ou d'impacts à l'aide d'une ou plusieurs techniques de détection. Une tendance forte à la réduction du coût de fabrication et à la réduction de l'encombrement vise à ne retenir que les technologies les plus simples utilisant un nombre limité de capteurs. L'invention concerne ainsi plus précisément un dispositif de localisation mettant en œuvre une technologie de détection de la propagation d'ondes mécaniques élastiques dans une surface tactile, notamment à l'aide de détecteurs de type transducteurs piézoélectriques.

Une première solution est divulguée dans les demandes de brevet français publiées sous les numéros FR 2 725 513, FR 2 787 608 et FR 2 81 1 107. Elle est basée sur la mesure d'une différence de temps de transit d'un paquet d'ondes vers une pluralité de détecteurs piézoélectriques et sur le calcul déterministe, à l'aide d'une formule mathématique pré-établie, de la position d'une source émettrice du paquet d'ondes. Ce paquet d'ondes est plus précisément émis par une source acoustique entrant en contact avec la surface tactile. D'une façon générale, il est ainsi possible de localiser un impact de doigt ou de stylet, puisque celui-ci est alors émetteur d'une impulsion. Mais avec cette technologie, il n'est pas possible de détecter la persistance d'un toucher après l'impact, ou le déplacement de la source acoustique sur la surface tactile, sauf à prévoir que la source acoustique émette régulièrement des paquets d'ondes : on se limite alors à des applications utilisant un stylet à émission répétée de paquets d'ondes. En outre, cette technologie est bien adaptée à des surfaces tactiles se présentant sous la forme de plaques planes isotropes, mais mal adaptée à des coques tridimensionnelles quelconques qui ne permettent pas un calcul déterministe de la position de la source acoustique via une formule mathématique pré-établie. Enfin, cette technologie ne permet pas de détecter une contrainte statique ou la force d'un toucher (caresse, interaction inamicale, etc.).

Une deuxième solution est divulguée dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 841 022. Elle est basée sur une reconnaissance de la position d'un impact par apprentissage. Le procédé mis en œuvre opère une corrélation croisée entre au moins un signal acoustique mesuré issu de la détection d'une onde acoustique engendrée par un impact sur la surface tactile de l'objet et un ensemble de référence dit « ensemble de signatures » constitué de réponses acoustiques impulsionnelles préenregistrées, chacune étant relative à une position prédéfinie que l'on souhaite associer à une fonction et reconnaître lorsqu'un impact est porté sur cette position. Là encore, il est possible de localiser un impact, mais pas la persistance d'un toucher après l'impact, le déplacement d'un doigt ou d'un stylet sur la surface tactile, une contrainte statique ou la force d'un toucher. En revanche, cette solution est bien adaptée à des coques tridimensionnelles quelconques, même de forme complexe.

Pour pouvoir mesurer plus efficacement un toucher quelconque, notamment sa persistance, qu'il soit statique ou en mouvement, une autre solution consiste à mesurer la perturbation d'un toucher sur la propagation d'ondes mécaniques élastiques émises régulièrement dans la surface tactile indépendamment de ce toucher. L'invention concerne ce type de solution. Elle s'applique ainsi à un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, comportant :

- au moins un transducteur d'émission conçu pour émettre des ondes mécaniques élastiques se propageant dans la surface tactile déformable de l'objet,

- au moins un transducteur de réception conçu pour capter des ondes mécaniques élastiques se propageant dans la surface tactile déformable de l'objet, et

- une unité centrale électronique, reliée aux transducteurs d'émission et de réception, programmée pour analyser un signal capté par le transducteur de réception et en déduire la présence ou non d'un toucher.

Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet internationale publiée sous le numéro WO 2008/142345. Il permet plus précisément une localisation fiable d'un toucher en propageant des ondes présentant une pluralité de composantes fréquentielles correspondant à des fréquences propres vibratoires de l'objet. La propagation de ces ondes pendant un certain temps dans la surface tactile permet de matérialiser des motifs de vibration à différentes longueurs d'ondes, notamment des figures de résonance de modes de flexion. Celles-ci ont la caractéristique d'être plus fortement perturbées que les figures de résonance de modes à vibrations dans le plan de la surface tactile de l'objet de sorte que l'amortissement ou l'absorption engendré par un doigt mis en contact avec la surface tactile, même dans le cas où celle-ci est épaisse, varie de façon mesurable d'un mode propre à l'autre et d'une position de contact à l'autre. Il est ainsi possible de localiser un toucher par une méthode d'apprentissage, dès qu'un nombre suffisant de figures de résonance est matérialisé à la surface de l'objet.

Ce procédé offre l'avantage de ne nécessiter qu'un nombre réduit de transducteurs d'émission et/ou de réception et permet un fonctionnement sur des coques tridimensionnelles de forme quelconque avec une cadence de mesure pouvant atteindre plusieurs dizaines de localisations par seconde. Néanmoins, pour fonctionner efficacement, ce dispositif nécessite un toucher présentant une surface de contact suffisante avec la surface tactile pour atteindre un amortissement détectable. Il est ainsi peu adapté à la détection de touchers quasi ponctuels tels que ceux engendrés par la pointe d'un stylet. Il est en outre bien adapté aux coques minces, mais peu adapté aux coques épaisses. II peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet qui permette de s'affranchir d'au moins une partie des problèmes et contraintes précités.

L'invention a donc pour objet un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, comportant :

- au moins un transducteur d'émission conçu pour émettre des ondes mécaniques élastiques se propageant dans la surface tactile déformable de l'objet,

- au moins un transducteur de réception conçu pour capter des ondes mécaniques élastiques se propageant dans la surface tactile déformable de l'objet, et

- une unité centrale électronique, reliée aux transducteurs d'émission et de réception,

dans lequel l'unité centrale électronique est programmée pour :

- détecter un décalage fréquentiel, dû à la présence du contact localement déformant, d'au moins un mode propre d'une vibration résonante de la surface tactile engendrée par la propagation des ondes émises dans cette surface tactile, et

- localiser le contact localement déformant par une analyse de ce décalage fréquentiel.

L'invention procède d'une approche bien différente des approches classiques utilisant la propagation d'ondes mécaniques élastiques, telles que celle préconisée dans le document WO 2008/142345. En effet, elle n'est pas basée sur l'amortissement de modes propres de vibrations engendré par un toucher mais sur la mesure d'un décalage en fréquence de ces modes propres dû à la présence de ce toucher. Par extension bidimensionnelle ou tridimensionnelle du phénomène d'augmentation des fréquences propres de résonance d'une corde de guitare en fonction de la position d'un toucher bloquant sur cette corde, on observe qu'un contact de type toucher ou impact long engendre une augmentation des fréquences propres de vibration d'une surface tactile, pourvu qu'il bloque suffisamment la surface en résonance. Il apparaît en fait que le décalage en fréquence d'un ou plusieurs modes propres de vibration de la surface tactile de l'objet est discriminant en fonction de la position du contact. Il apparaît également que ce décalage en fréquence est sensible à la force du contact puisque la surface tactile de l'objet est déformable et permet de distinguer une caresse d'un toucher inamical dû à une pression excessive par exemple. Il est également perceptible lorsque le contact est quasi ponctuel, comme un toucher issu de la pointe d'un stylet.

De façon optionnelle, un dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs zones de fixation rigide de la surface tactile déformable sur l'objet, ces zones formant nœuds de vibration résonante de la surface tactile, et les transducteurs d'émission et de réception peuvent être situés dans ces zones.

De façon optionnelle également, un dispositif selon l'invention peut comporter au moins une paire de transducteurs d'émission et de réception et chaque transducteur d'une même paire peut être situé dans une zone diamétralement opposée à celle de l'autre transducteur de cette même paire dans la surface tactile déformable.

De façon optionnelle également, un dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs paires de transducteurs d'émission et de réception, chaque paire étant disposée aux extrémités d'un axe caractéristique de la surface tactile déformable, notamment un axe de symétrie de la surface tactile.

De façon optionnelle également, les transducteurs d'émission sont à émission directive d'ondes mécaniques élastiques et orientés pour présenter un diagramme de directivité d'intensité maximale dans la direction de l'autre transducteur de la même paire.

De façon optionnelle également, chaque transducteur étant conçu pour indifféremment émettre ou recevoir des ondes mécaniques élastiques, l'unité centrale électronique est programmée pour sélectionner l'un des deux transducteurs d'une même paire en tant que transducteur d'émission en fonction d'une localisation approximative présupposée du contact à détecter.

De façon optionnelle également, les transducteurs sont solidaires d'entretoises de fixation de la surface tactile déformable sur un châssis rigide, de manière à engendrer des vibrations dans les entretoises transmises à la surface tactile déformable lorsque ces vibrations sont issues de transducteurs d'émission ou transmises à des transducteurs de réception lorsqu'elles sont issues de la surface tactile déformable.

De façon optionnelle également, l'unité centrale électronique est en outre programmée pour, en réponse à la détection du décalage fréquentiel dû à la présence du contact localement déformant, exciter au moins un transducteur d'émission à l'aide d'un signal électrique de validation générateur d'ondes vibroacoustiques de fréquence sonore liée au décalage fréquentiel détecté et d'amplitude sensiblement supérieure aux autres ondes mécaniques élastiques émises dans la surface tactile pour la localisation du contact.

L'invention a également pour objet un objet communicant comportant une coque à surface tactile déformable et un dispositif tel que défini précédemment, dans lequel la surface tactile déformable de la coque comporte au moins une zone localement délimitée et fonctionnalisée à déformabilité spécifique, notamment à monostabilité ou bistabilité asymétrique.

L'invention a également pour objet un procédé de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, comportant les étapes suivantes :

- surveillance d'un contact localement déformant par propagation, dans la surface tactile de l'objet, d'ondes mécaniques élastiques à partir d'au moins un point d'émission de l'objet, et par détection desdites ondes mécaniques élastiques en au moins un point de réception de l'objet pour obtenir au moins un signal capté, et

- localisation d'un contact localement déformant sur la surface tactile de l'objet en fonction de caractéristiques du signal capté,

dans lequel l'étape de localisation comporte l'analyse d'un décalage fréquentiel, dû à la présence du contact localement déformant, d'au moins un mode propre d'une vibration résonante de la surface tactile engendrée par la propagation des ondes émises dans cette surface tactile.

De façon optionnelle, l'étape de surveillance comporte l'émission d'ondes mécaniques élastiques impulsionnelles à balayage de fréquences dans une plage prédéterminée de fréquences incluant au moins une fréquence propre fondamentale de vibration résonante de la surface tactile sans contact et le double de cette fréquence.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement une vue de face d'un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, selon un premier mode de réalisation de l'invention,

- la figure 2 représente schématiquement une vue de face partielle d'un dispositif de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, selon un second mode de réalisation de l'invention,

- la figure 3A représente schématiquement et en coupe une zone à bistabilité asymétrique, localement délimitée et fonctionnalisée dans la surface tactile illustrée sur la figure 2,

- les figures 3B et 3C illustrent schématiquement et graphiquement une déformation et la courbe force-déplacement correspondante de la zone à bistabilité asymétrique de la figure 3A,

- les figures 4, 5 et 6 représentent schématiquement et en coupe la surface tactile illustrée sur la figure 2, selon trois variantes de réalisation, et

- la figure 7 illustre les étapes principales successives d'un procédé de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, selon un mode de réalisation de l'invention.

Le dispositif 10 de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable d'un objet, représenté sur la figure 1 , comporte une unité centrale électronique 12 et un objet 14, par exemple de type tablette interactive.

La tablette interactive 14 comporte un châssis 16 et une surface tactile 18 maintenue par le châssis sur au moins une partie de sa périphérie. La surface tactile 18 se présente par exemple sous la forme d'une plaque mince rectangulaire de métal, de verre ou de plastique, vibrant lorsque des ondes mécaniques élastiques sont émises dans son épaisseur. Elle est considérée comme déformable dans le sens où, comme indiqué précédemment, elle présente des vibrations résonantes lorsqu'elle est excitée par des ondes mécaniques élastiques, notamment des impulsions, de manière à se déformer en flexion, même de façon submillimétrique non perceptible à l'œil nu dans le cas du verre par exemple.

Dans l'exemple illustré sur la figure 1 , quatre transducteurs piézoélectriques E1 , E2, R1 et R2 sont fixés sur la face intérieure de la plaque tactile 18, c'est-à-dire celle qui est non accessible au toucher et orientée vers l'intérieur du châssis 16. Ils peuvent en particulier être collés sur la plaque 18, au moyen d'une colle époxy conductrice ou cyanoacrylate. Ils peuvent aussi être solidaires de moyens ponctuels de fixation de la plaque tactile 18 sur un support rigide.

Ces transducteurs piézoélectriques sont par exemple des transducteurs en céramique ferroélectrique de type PZT. Ils comportent :

- deux transducteurs d'émission E1 et E2 aptes à émettre des ondes mécaniques élastiques (i.e. des ondes acoustiques au sens large) en modes de flexion, comme par exemple des ondes de Lamb antisymétriques, de telle sorte qu'elles se propagent dans la plaque tactile 18,

- deux transducteurs de réception R1 et R2 aptes à capter des ondes mécaniques élastiques se propageant en modes de flexion dans la plaque tactile 18.

Ces quatre transducteurs sont en outre répartis en deux paires d'émission/réception. Une première paire d'émission/réception est constituée des transducteurs E1 et R1 disposés aux deux extrémités d'un premier axe caractéristique D1 de la plaque tactile 18. Cet axe D1 est un axe de symétrie de la plaque tactile 18 : c'est plus précisément son axe médian longitudinal. La seconde paire d'émission/réception est constituée des transducteurs E2 et R2 disposés aux deux extrémités d'un second axe caractéristique D2 de la plaque tactile 18, perpendiculaire à l'axe D1 . Cet axe D2 est un autre axe de symétrie de la plaque tactile 18 : c'est plus précisément son axe médian transversal.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux extrémités de l'axe D1 sont également des zones de fixation rigide de la plaque tactile déformable 18 sur un support rigide de l'objet 14. En outre, le transducteur émetteur E1 est à émission directive d'ondes mécaniques élastiques : il est plus précisément de forme et d'orientation choisies pour présenter un diagramme de directivité d'intensité maximale dans la direction de l'axe D1 , c'est-à-dire en direction du transducteur de réception R1 . Ainsi, lorsque des ondes impulsionnelles sont émises par le transducteur d'émission E1 , dans la direction de l'axe D1 , elles provoquent une vibration résonante de la plaque tactile 18 à au moins une fréquence propre fondamentale, liée à sa longueur en l'absence de contact sur la plaque, sachant que les zones de fixation rigides, c'est-à-dire les zones où sont disposés les transducteurs E1 et R1 , forment des nœuds de vibration résonante à toute les fréquences propres de la plaque tactile 18 dans cette direction D1.

De même, les deux extrémités de l'axe D2 sont également des zones de fixation rigide de la plaque tactile déformable 18 sur un support rigide de l'objet 14.

En outre, le transducteur émetteur E2 est à émission directive d'ondes mécaniques élastiques et est de forme et d'orientation choisies pour présenter un diagramme de directivité d'intensité maximale dans la direction de l'axe D2, c'est-à-dire en direction du transducteur de réception R2. Ainsi, lorsque des ondes impulsionnelles sont émises par le transducteur d'émission E2, dans la direction de l'axe D2, elles provoquent une vibration résonante de la plaque tactile 18 à au moins une fréquence propre fondamentale, liée à sa largeur en l'absence de contact, sachant que les zones de fixation rigides, c'est-à-dire les zones où sont disposés les transducteurs E2 et R2, forment des nœuds de vibration résonante à toute les fréquences propres de la plaque tactile 18 dans cette direction D2.

Les transducteurs E1 , E2, R1 et R2 sont reliés à l'unité centrale électronique 12 par au moins une liaison 20, filaire ou radio. L'unité centrale électronique 12 est programmée pour :

- détecter un décalage fréquentiel, dû à la présence d'un contact localement déformant, d'au moins un mode propre d'une vibration résonante de la surface tactile engendrée par la propagation des ondes émises dans cette surface tactile, et

- localiser le contact localement déformant par une analyse de ce décalage fréquentiel.

La ou les liaison(s) 20 vers les transducteurs E1 , E2, R1 et R2 peut ou peuvent être constituée(s) notamment de câbles coaxiaux de type audio ou de toute autre liaison blindée.

Plus précisément, l'unité centrale électronique 12 comporte un émetteur 22 programmé pour commander l'émission d'ondes mécaniques élastiques impulsionnelles dans la direction D1 à partir du transducteur émetteur E1 , ces ondes engendrant une vibration résonante de flexion de la plaque tactile 18 selon une pluralité de modes propres (i.e. un mode fondamental et plusieurs modes harmoniques). Elle comporte en outre un récepteur 24 programmé pour capter un signal caractéristique de la vibration résonante de la surface tactile à partir du transducteur R1 , le spectre de ce signal capté comportant des pics d'amplitude aux fréquences des modes propres de la plaque dans la direction D1 . Le récepteur 24 de l'unité centrale électronique 12 est donc relié à un module 26 d'analyse spectrale programmé pour détecter les pics de fréquence du signal capté, notamment par calcul d'une transformée de Fourier rapide. En l'absence de contact sur la plaque tactile 18, les modes propres détectés sont caractéristiques de sa longueur. En présence d'un contact sur la plaque tactile 18, si l'on considère l'axe D1 comme l'axe des abscisses d'un repère lié à la plaque tactile, les modes propres détectés sont décalés par rapport aux modes propres détectables en l'absence de contact et ces décalages sont caractéristiques de l'abscisse x du contact. Pour mieux comprendre ce phénomène, une analogie unidimensionnelle peut être faite avec la vibration d'une corde de guitare tendue entre deux extrémités de fixation et excitée par pincement, qui engendre, dans la portion de corde vibrant en regard de l'ouverture du caisson de résonance, des fréquences sonores de résonance différentes selon l'endroit où elle est bloquée ou non sur sa longueur. En d'autres termes, l'utilisation d'un stylet ou d'un doigt pour appliquer un contact localement déformant sur la plaque tactile déformable 18 est assimilable à l'insertion d'un point fixe supplémentaire engendrant un décalage significatif des fréquences de résonances en fonction de la position et de la nature du blocage local, total ou partiel, de la plaque tactile déformable 18.

De même, l'émetteur 22 est programmé pour commander l'émission d'ondes mécaniques élastiques impulsionnelles dans la direction D2 à partir du transducteur émetteur E2, ces ondes engendrant une vibration résonante de flexion de la plaque tactile 18 selon une pluralité de modes propres (i.e. un mode fondamental et plusieurs modes harmoniques). Le récepteur 24 est en outre programmé pour capter un signal caractéristique de la vibration résonante de la plaque tactile à partir du transducteur R2, le spectre de ce signal capté comportant des pics d'amplitude aux fréquences des modes propres de la plaque dans la direction D2. En l'absence de contact sur la plaque tactile 18, les modes propres détectés sont caractéristiques de sa largeur. Ainsi, en présence d'un contact sur la plaque tactile 18, si l'on considère l'axe D2 comme l'axe des ordonnées du repère lié à la plaque tactile, les modes propres détectés sont décalés par rapport aux modes propres détectés en l'absence de contact et ces décalages sont caractéristiques de l'ordonnée y du contact.

Par ailleurs, les deux transducteurs de réception R1 et R2 peuvent être reliés à deux convertisseurs analogique/numérique, eux-mêmes reliés au ou parties intégrantes du récepteur 24. Les convertisseurs analogique/numérique et le récepteur 24 sont aptes à effectuer un échantillonnage des signaux captés sur au moins 8 bits, préférentiellement sur 10 bits, voire sur 12 bits ou plus à une cadence d'au moins 200 kHz.

Pour estimer les valeurs de l'abscisse x et de l'ordonnée y d'un contact, l'unité centrale électronique 12 comporte un module d'analyse 28 programmé pour comparer les modes propres détectés à des modes propres sans contact de référence dans la direction considérée, en déduire les décalages respectifs de ces modes propres détectés, puis estimer la position du contact en fonction de ces décalages. Cette estimation peut être réalisée à l'aide de formules mathématiques préétablies, par exemple déduites d'une loi d'interpolation, stockées en mémoire 30 ou par comparaison avec des décalages mesurés préalablement pour un ensemble de positions prédéterminées et stockés en mémoire 30 sous forme de vecteurs de référence ou d'un tableau de correspondance entre décalages fréquentiels et positions du contact. Par analogie unidimensionnelle avec la vibration d'une corde de guitare, on observe en fait que plus on se rapproche du transducteur récepteur dans une direction considérée (direction de l'axe D1 pour le transducteur R1 et de D2 pour R2), plus les fréquences des modes fondamental et harmoniques augmentent.

La connaissance simultanée des décalages fréquentiels fondamentaux et éventuellement harmoniques selon les deux axes D1 et D2 permet donc de remonter à la position du (x, y) du contact. Les transducteurs émetteurs E1 et E2 sont avantageusement excités alternativement selon les axes D1 et D2 pour limiter les confusions entre les fréquences propres des deux directions. En revanche, les transducteurs récepteurs R1 et R2 peuvent capter en permanence les signaux selon l'axe D1 et l'axe D2.

On obtient ainsi, pour chaque contact sur la plaque tactile 18, à l'aide d'un doigt ou d'un stylet 32, une localisation (x, y) de ce contact qui peut par exemple être visualisée sur un écran (non représenté). Par extension, puisque des ondes peuvent être émises régulièrement par les transducteurs d'émission E1 et E2, une succession de contacts peut être détectée sur la plaque tactile 18, formant un tracé 34 dont une courbe cinématique représentative, obtenue par interpolation du tracé, peut être visualisée sur un écran.

Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , la plaque tactile 18 est intégrée dans un objet 16 de type tablette interactive, lui-même relié à l'unité centrale électronique 12 qui est extérieure à l'objet 16. Selon un autre mode de réalisation possible, la plaque tactile 18 peut être transparente, en verre et intégrée dans un dispositif électronique embarqué incluant l'unité centrale électronique 12, tel qu'un téléphone mobile ou tout autre dispositif portable d'assistance numérique personnelle. Dans ce cas, elle peut également remplir la fonction d'écran de visualisation de la courbe cinématique obtenue par interpolation du tracé 34 détecté.

On notera que dans une application simple portant sur une plaque tactile mince, plane et rectangulaire telle que celle illustrée sur la figure 1 , l'estimation du décalage en fréquence du seul mode propre fondamental dans chacune des deux directions principales (longueur et largeur) peut suffire pour remonter à la position (x, y) du contact. Le mode fondamental est en effet particulièrement intéressant parce que c'est celui qui est associé au plus petit nombre de nœuds de vibration dans la plaque tactile 18, notamment uniquement les zones de fixation de la surface tactile sur son châssis selon les directions privilégiées D1 et D2. Mais lorsque la surface tactile devient plus complexe, notamment lorsqu'elle n'est plus plane, telle une coque tridimensionnelle de périphérie polygonale, il peut être avantageux de jouer sur les paramètres suivants pour lever toute ambiguïté sur la position du contact :

- augmenter le nombre de paires de transducteurs d'émission/réception disposées aux extrémités fixes d'axes médians de dimensions caractéristiques de la surface tactile (par exemple, longueur, largeur, diagonales ou plus grande dimension caractéristique et plus petite dimension caractéristique), tout en tenant compte du fait que cela peut engendrer des effets de couplage indésirables, ou

- augmenter le nombre de fréquences fondamentales et harmoniques pour lesquelles on estime le décalage dû à la présence d'un contact. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, plus le contact se rapproche du transducteur récepteur disposé en un point fixe dans une direction considérée (direction de l'axe D1 pour le transducteur R1 et de D2 pour R2), plus les fréquences des modes fondamental et harmoniques augmentent. En théorie, même si le décalage en fréquence n'est jamais aussi important en application bidimensionnelle ou tridimensionnelle que dans l'exemple unidimensionnel de la corde vibrante de guitare où la résonance fondamentale est inversement proportionnelle à la longueur du tronçon de corde active, on note que les fréquences de résonance peuvent augmenter fortement et même tendre vers l'infini lorsque l'on se rapproche du transducteur récepteur, ce qui oblige à élargir la plage de recherche de ces fréquences de résonance.

On en déduit en particulier que lorsque le contact est situé à mi-distance entre le transducteur émetteur et le transducteur récepteur d'une direction donnée, les fréquences de résonance dans cette direction sont au plus doublées.

On remarque aussi que dans le cas d'une plaque mince rectangulaire ou d'une coque tridimensionnelle de forme plus complexe, avec des transducteurs piézoélectriques de type PZT, en régime linéaire, et sous basse impédance électrique de sortie, il y a invariance des rôles émetteur et récepteur d'un couple de transducteurs sur le signal de sortie. Ainsi, dans tous les cas au moins l'un des spectres des signaux captés par l'un des deux transducteurs comporte des fréquences propres ayant au plus doublé. Dans un mode de réalisation préféré, à mi-chemin entre le transducteur émetteur et le transducteur récepteur d'une direction donnée, lorsque le contact devient plus proche du récepteur que de l'émetteur, l'émetteur bascule donc en mode récepteur et le récepteur en mode émetteur. Le basculement peut se faire sur la base d'une localisation approximative présupposée du contact. Ainsi, en permutant le rôle d'émetteur ou récepteur des transducteurs et donc en permutant le sens des axes de coordonnées, on peut alors limiter la recherche de la fréquence de résonance à une bande allant du simple au double de la fréquence de résonance correspondante en l'absence de contact. En conséquence également, si l'on ne déduit la position du contact que du décalage en fréquence du mode fondamental, le spectre d'excitation d'un transducteur d'émission peut avantageusement être une impulsion avec porteuse modulée en fréquence, la modulation étant linéaire dans le temps et comprise entre la fréquence de résonance fondamentale de référence et le double de cette fréquence dans la direction considérée. Dans ce mode de réalisation, les transducteurs E1 et E2 sont donc également reliés au récepteur 24, et les transducteurs R1 et R2 à l'émetteur 22. Chaque transducteur E1 , E2, R1 ou R2 peut ainsi être sollicité par l'unité centrale électronique 12 en émission ou en réception.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, la surface tactile 18 se présente sous la forme d'une coque tridimensionnelle de forme complexe et ne présentant pas d'axe de symétrie particulier. Cette coque est fixée par quatre entretoises disposées dans des zones de fixation 36 à un châssis 38 formant support rigide. Elle comporte par exemple, comme dans l'exemple précédent, deux paires de transducteurs émetteurs/récepteurs E1 , R1 et E2, R2 disposées selon deux directions principales D1 et D2 caractéristiques de sa forme.

Comme dans l'exemple précédent, les transducteurs émetteurs E1 et E2 émettent alternativement, tandis que les récepteurs R1 , R2 reçoivent simultanément. En outre, les rôles émetteur/récepteur peuvent être commutés selon la position de contact observée en première approximation, comme préconisé dans l'exemple précédent également.

Dans cette configuration plus complexe, au lieu de ne mesurer que le décalage fréquentiel de la fréquence fondamentale de résonance de la coque, celle- ci est excitée par une impulsion électrique avec porteuse modulée linéairement en fréquence, la porteuse balayant N fréquences de résonances de la coque, en particulier la fréquence fondamentale et les (N-1 ) premières fréquences harmoniques. Ces N premières fréquences de résonance sont en effet généralement les plus sensibles au décalage fréquentiel engendré par un contact ponctuel ou par un toucher. En outre, en s'intéressant principalement aux résonances de fréquences les plus basses de la coque, pour lesquelles les dimensions de la coque sont comparables aux longueurs d'onde, la surface de contact, que ce soit avec un doigt ou un stylet, est toujours négligeable devant la surface active de la coque, c'est-à- dire généralement inférieure à 1 % de la surface active de la coque de sorte que le décalage fréquentiel est pratiquement le même selon que le contact est établi avec la pulpe ou avec la pointe d'un stylet plastique. La détermination de la position du contact se fait alors par comparaison d'un vecteur de décalage à N composantes mesurées avec une base de vecteurs de référence à N composantes correspondant chacun à une localisation prédéterminée.

De façon optionnelle mais avantageuse d'un point de vue ergonomique et sensoriel, un dispositif selon l'invention peut prévoir de fournir un signal de validation à un utilisateur, chaque fois qu'un contact est détecté. Ainsi, l'unité centrale électronique 12 peut en outre être programmée pour, en réponse à la détection d'un décalage fréquentiel d'au moins un mode propre de vibration de la surface tactile 18, dû à la présence d'un contact localement déformant, exciter au moins l'un des transducteurs d'émission E1 ou E2 à l'aide d'un signal électrique de validation générateur d'ondes vibroacoustiques. La fréquence vibroacoustique de ces vibrations engendrées par le signal de validation peut être liée au décalage fréquentiel détecté : en particulier, si un décalage fréquentiel d'au moins les deux modes propres fondamentaux dans les deux directions D1 et D2 est détecté, cette fréquence vibroacoustique peut être multiple et comporter au moins les fréquences des modes fondamentaux décalés. Pour réaliser cette fonction supplémentaire de l'unité centrale électronique 12, l'émetteur 22 doit être relié au module d'analyse spectrale 26 et/ou au module d'analyse 28.

Pour que ces ondes vibroacoustiques de validation soient correctement perçues par l'utilisateur, il est important que leur amplitude soit sensiblement supérieure aux autres ondes mécaniques élastiques émises dans la surface tactile pour la localisation des contacts. Par amplitude « sensiblement supérieure », on entend une amplitude supérieure au point que l'utilisateur perçoive la spécificité de ce signal de validation soit par le toucher soit par l'ouïe. Une amplitude de dix à cent fois supérieure aux autres ondes mécaniques élastiques convient. Enfin, pour que ces ondes vibroacoustiques de validation soient correctement perçues par l'utilisateur, il est important aussi que leur durée soit suffisante. En particulier, une durée comprise entre 5 ms et 150 ms convient.

Un décalage fréquentiel prédéterminé des fréquences de résonance de la coque est également possible, non pas en appuyant sur la coque en des points quelconques, mais en créant a priori dans la coque des zones localement délimitées et fonctionnalisées à déformabilité spécifique, notamment à monostabilité ou bistabilité asymétrique. De telles zones fonctionnalisées localement délimitées sont illustrées sur la figure 2 et portent les références 40 et 42. Elles sont par exemple de forme circulaire et formées par emboutissage de la coque 18 en certains endroits prédéterminés ou par injection plastique prévoyant une réduction locale de l'épaisseur de la coque sur leur périphérie.

Prévoir ces zones localement délimitées et fonctionnalisées à déformabilité spécifique dans la coque 18 comporte l'avantage d'engendrer, lorsque ces zones sont déformées par pression selon une loi course/effort spécifique prédéterminée, des décalages fréquentiels de résonance de la coque 18 bien plus importants que les décalages mentionnés précédemment plus généralement dus à des contacts en des points quelconques de la coque.

En outre ces décalages fréquentiels peuvent varier entre deux positions extrêmes d'une zone monostable ou bistable, une position de repos et une position enfoncée, de manière à faciliter la reconnaissance de l'actionnement de la zone ou à augmenter l'immunité de cette zone à des excitations par des bruits parasites. En fonctionnalisant ces zones, c'est-à-dire en associant leurs positions « repos » ou

« enfoncée » à des fonctions prédéterminées, on rend la coque 18 sensible à des interactions tout en limitant les actionnements intempestifs des fonctions liées à ces zones. Chaque position de l'une de ces zones est en effet à la fois associée à une fonction et à un vecteur de décalage fréquentiel de référence facilement détectable et distinguable d'autres vecteurs de référence.

Dans le cas de zones bistables, lorsqu'une telle zone est enfoncée, son réarmement, c'est-à-dire son retour à sa position initiale non enfoncée, peut être obtenu par combinaison de deux zones bistables ne pouvant être enfoncées simultanément, l'enfoncement de l'une réarmant l'autre et réciproquement.

La présence de ces zones sur la coque 18 de la figure 2, ou plus généralement sur une surface tactile déformable quelconque, peut être vue comme une alternative ou un complément au principe de localisation d'un contact déformant détaillé en référence à la figure 1.

La coque 18, lorsqu'elle est soumise à une pression dans l'une de ces zones, peut être déformable avec des courses de quelques millimètres et présenter dans ces zones des lois course/effort de type monotone croissante, croissante non linéaire, bistable ou monostable.

La figure 3A représente schématiquement et en coupe une zone bistable, par exemple l'une des zones 40 ou 42 de la figure 2. Les extrémités situées en périphérie de cette zone bistable sont schématiquement représentées comme fixes par souci de simplification, mais elles sont en fait reliées au reste de la coque déformable 18 qui est elle aussi susceptible de se déformer, dans une moindre mesure, en présence d'un contact dans la zone bistable.

Dans une première position « 1 » de repos de la zone bistable 40 ou 42, celle- ci ne subit aucune pression particulière et reste en équilibre stable.

Dans une deuxième position intermédiaire « 2 » de déséquilibre, elle subit une pression causant une déformation de sa surface selon un mode de déformation imposé par les lois de l'élasticité du matériau utilisé.

En maintenant cette pression, elle passe à une troisième position intermédiaire « 3 » d'équilibre instable, dite de basculement, puis à une quatrième position intermédiaire « 4 » de déséquilibre avant d'atteindre une cinquième position « enfoncée » d'équilibre stable.

En termes d'énergie potentielle, l'application d'une force perpendiculairement à la surface de la zone 40 ou 42 initialement en position de repos engendre des contraintes latérales à l'intérieur de la zone qui stocke de l'énergie potentielle de flexion jusqu'à la position de basculement, puis bascule et retombe dans un puits de potentiel correspondant à la position enfoncée.

Si la zone 40 ou 42 est à bistabilité asymétrique, en notant d le déplacement normal mesuré au centre de sa surface et F l'intensité d'une force normale appliquée en son centre (cf. figure 3B), on obtient la loi course/effort représentée sur la figure 3C.

Sur la figure 3C, la position d=0 associée à une force nulle correspond à la première position stable « 1 » de la zone bistable. La position 0<d<d _top correspond à la position « 2 » avant changement de mode élastique de déformation de la zone bistable. La position d=d _top associée à une force positive seuil d'intensité F _top engendrant un basculement de la zone bistable correspond à la position « 3 ». La position d=d _mιd correspond à une force nulle située entre les deux positions stables de la zone bistable. La position d=d _bo t associée à une force négative seuil d'intensité - F _bot , engendrant un basculement de retour vers la première position stable « 1 », correspond également à une déformation élastique selon la position « 3 ». La position d _top <d<d _end correspond à la position « 4 » après changement de mode élastique de déformation de la zone bistable. La position d=d _en d associée à une force nulle correspond à la seconde position stable « 5 » de la zone bistable.

L'asymétrie de la bistabilité de la zone 40 ou 42 est liée à la différence d'intensité entre F, _op et F _bot . Dans ce cas, les contraintes statiques associées aux deux positions stables « 1 » et « 5 » sont différentes et associées à des constantes d'élasticité dynamique différentes de sorte que les fréquences de résonance de la coque 18 associées aux deux positions stables seront également différentes. C'est ce qui permettra de bien distinguer ces deux positions.

Un raisonnement similaire est applicable si la zone 40 ou 42 n'est pas bistable mais monostable. Dans ce cas, la loi course/effort présente également une rupture de pente, mais il n'existe pas de position stable à force nulle autre que la position de départ. La zone 40 ou 42 peut alors être enfoncée jusqu'à une position limite d'élasticité pour laquelle la pente augmente très fortement. Lorsque la zone est dans cette position limite, les contraintes statiques latérales imposées à la coque 18 décalent ses fréquences de résonance d'une quantité reconnaissable et caractéristique, d'une part, d'un contact sur cette zone et, d'autre part, de son enfoncement. En d'autres termes et plus précisément, le décalage en fréquence est alors le cumul d'un blocage de la résonance fondamentale de la coque 18 selon l'axe considéré et d'un changement d'accord lié aux changements de contraintes mécaniques internes à l'intérieur de la coque qui modifient ses propriétés d'élasticité, donc en particulier la vitesse de propagation des ondes de flexion et par conséquent les fréquences de résonance fondamentale et harmoniques associées.

Par ailleurs, pour mesurer la force d'un contact sur une telle zone monostable, on peut préalablement enregistrer les décalages fréquentiels relatifs entre les deux positions extrêmes de la zone déformable.

Un raisonnement similaire est aussi applicable pour une zone déformable selon une loi course/effort plus monotone, par exemple monotone croissante.

Enfin, lorsque la coque 18 comporte plusieurs zones localement délimitées et fonctionnalisées à déformabilité spécifique, celles-ci peuvent être de tailles différentes, ce qui engendre des décalages fréquentiels spécifiques pour chacune d'entre elles. On notera que ces zones bistables ou monostables permettent de créer des décalages fréquentiels spécifiques constants dans le temps et reviennent à créer dans la coque 18 des situations de tension ou de contraintes statiques bistables ou monostables associées à des fréquences de résonance fondamentales et harmoniques bistables ou monostables.

La figure 4 représente en coupe la coque 18 illustrée sur la figure 2 dans un plan incluant l'axe D1 , selon une première variante. Une première entretoise 44 fixe rigidement la coque 18 sur le châssis 38 à l'endroit où se trouve le transducteur E1. Une seconde entretoise 46 fixe rigidement la coque 18 sur le châssis 38 à l'endroit où se trouve le transducteur R1. Entre ces deux entretoises de fixation, la coque est déformable, en particulier au niveau des zones 40 et 42 qui sont, dans cette variante, formées par emboutissage de manière à être monostables. Selon cette variante également, les transducteurs E1 et R1 sont des pastilles piézoélectriques de type PZT et de forme privilégiant un rayonnement dans la direction D1 . Ils sont par exemple collés sous la coque 18 ou noyés dans son épaisseur à proximité immédiate des entretoises 44 (pour E1 ) et 46 (pour R1 ). Enfin, les entretoises sont par exemple réalisées dans le même moule que la coque 18. Elles pourraient aussi être rivetées ou venir pincer la coque 18 à l'aide de vis de serrage.

La figure 5 représente en coupe la coque 18 illustrée sur la figure 2 dans un plan incluant l'axe D1 , selon une deuxième variante. Selon cette deuxième variante, les zones 40 et 42 sont formées dans la coque 18 par injection plastique prévoyant une réduction locale de l'épaisseur de la coque sur leur périphérie de manière à être bistables. Selon cette variante également, les transducteurs E1 et R1 sont noyés respectivement dans les entretoises 44 et 46 elles-mêmes réalisées dans le même moule que la coque 18.

La figure 6 représente en coupe la coque 18 illustrée sur la figure 2 dans un plan incluant l'axe D1 , selon une troisième variante. Selon cette troisième variante, les zones 40 et 42 sont formées dans la coque 18 par injection plastique comme dans la deuxième variante. En revanche, les transducteurs E1 et R1 sont de forme annulaire, à polarisation alternée et montés respectivement sur des décolletages annulaires 48 et 50 des entretoises 44 et 46. Les décolletages annulaires 48 et 50 de ces entretoises 44 et 46 sont par exemple obtenus par injection plastique. Enfin, les transducteurs E1 et R1 sont des céramiques de type PZT présentant un retour d'argenture de l'électrode interne pour faciliter un contact électrique sans avoir à recourir à une colle conductrice. Les entretoises 44 et 46 sont réalisées dans le même moule que la coque 18 et fixées sur le châssis 38 par des vis de serrage. Elles sont pleines entre leur décolletage annulaire et la coque 18. Dans cette configuration, l'épaisseur du décolletage annulaire d'une entretoise est de préférence égale au diamètre de la tige de l'entretoise. De façon alternative, les entretoises 44 et 46 pourraient être creuses et la coque 18 fixée au châssis 38 par des rivets traversants ces entretoises dans leur longueur. Dans cette configuration, l'épaisseur du décolletage annulaire d'une entretoise est de préférence égale au double de l'épaisseur de la paroi interne de la tige de l'entretoise.

Un avantage de cette troisième variante réside dans le fait que les transducteurs E1 et R1 annulaires à polarisation alternée engendrent ou détectent un mode de flexion transmis à ou reçu de la coque 18 via les entretoises 44 et 46. Les décolletages annulaires des entretoises sur lesquels sont collés les transducteurs annulaires constituent un moyen efficace de coupler l'énergie vibratoire de flexion de la coque 18 en onde de flexion dans les transducteurs. En outre, la ligne de séparation de la polarisation alternée de chaque transducteur impose un diagramme de directivité de l'onde de flexion engendrée dans la coque 18. Ainsi, dans le cas d'une coque 18 de forme simple la ligne de séparation des polarisations alternées peut être positionnée de façon à être parallèle au bord de la coque. L'intensité d'émission et/ou de réception est alors maximale dans l'axe médian perpendiculaire à la ligne de séparation des polarisations alternées. Cette configuration des transducteurs, appliquée également aux transducteurs E2 et R2, permet de mieux engendrer et détecter sélectivement des modes de flexion au sein de la coque 18 et rend le procédé de localisation par décalage de fréquences plus sensible à des contacts ponctuels. La directivité des transducteurs permet également de mieux découpler les axes D1 et D2 de la coque 18. Le découplage est également plus aisé si la coque n'est pas rigidement fixée sur tout son pourtour mais seulement localement dans les zones de fixation 36.

Un autre avantage de cette troisième variante est de rendre totalement invisibles les transducteurs émetteurs et récepteurs.

Par ailleurs, un autre avantage de prévoir des entretoises de fixation est de permettre à la coque, en mode d'émission d'impulsions, de remplir efficacement une fonction de haut-parleur grâce à la présence d'un volume de résonance entre la coque et son support. En mode de réception d'impulsions, la coque peut servir d'antenne de réception pour les transducteurs récepteurs et remplir une fonction de microphone à sensibilité élevée.

Un procédé de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable 18 telle que la plaque tactile de la figure 1 ou la coque tridimensionnelle de la figure 2 va maintenant être détaillé en référence à la figure 7.

A intervalles réguliers, par exemple à une cadence de plusieurs dizaines de mesures par seconde, notamment cinquante à cent mesures par seconde, l'unité centrale électronique 12 lance une étape 100 de surveillance de la face extérieure de la surface tactile déformable 18 suivie d'une étape 200 de localisation d'un contact.

Pour chaque étape de surveillance 100, à un instant t ₀ , des ondes mécaniques élastiques impulsionnelles sont émises (102) selon une direction principale caractéristique (D1 ou D2) dans la surface tactile déformable 18 à partir d'un transducteur d'émission (E1 ou E2 par exemple). Elles s'y propagent selon deux phases de propagation distinctes : une première phase de propagation transitoire, s'étendant de l'instant t ₀ à un instant ti, pendant laquelle le front d'onde émis parvient au transducteur de réception correspondant (R1 ou R2 par exemple) dans la direction considérée ; une seconde phase de propagation stationnaire, s'étendant de l'instant ti à un instant X ₂ de fin de surveillance, pendant laquelle l'émission des ondes mécaniques élastiques impulsionnelles dans la direction considérée engendre une vibration résonante de la surface tactile déformable 18 selon au moins un mode propre.

Le transducteur d'émission choisi pour cette étape de surveillance est par exemple excité par des impulsions électriques de type échelon, des impulsions de Dirac, ou préférentiellement des impulsions de durée T avec porteuse modulée linéairement en fréquence sur un spectre [f ₀ ; 2f ₀ ] selon une loi de type : où f ₀ désigne la fréquence de

E(O = O, si tε [θ,τ]

résonance fondamentale de la surface tactile sans contact dans la direction considérée.

La durée T de l'impulsion peut être choisie de l'ordre de 10 ms. En outre, au lieu d'une impulsion sinusoïdale, une impulsion carrée modulée linéairement en fréquence peut être préférée. Enfin, pour une surface tactile de forme complexe, les impulsions électriques d'excitation du transducteur d'émission peuvent être modulées sur un spectre étendu [f ₀ ; 2Of ₀ ]. Suite à l'établissement d'au moins un mode propre de vibration résonante de la surface tactile déformable 18 dans la direction considérée, l'étape de surveillance 100 comporte une détection 104 de cette vibration résonante par le transducteur récepteur associé à cette direction, pour l'obtention d'au moins un signal capté. Cette détection 104 est lancée à un instant t ₃ et se poursuit jusqu'à un instant t ₄ de fin de détection 106 par la mesure du signal capté pendant cet intervalle de temps.

L'étape de surveillance 100 est suivie d'une étape 200 de localisation d'un contact au cours de laquelle l'unité centrale électronique 12 identifie et localise un éventuel contact déformant sur la surface tactile 18. Plus précisément, au cours de cette étape 200, le module d'analyse spectrale 26 de l'unité centrale électronique 12 détecte au moins un pic d'amplitude du spectre du signal capté dans une bande de fréquence prédéterminée : ce pic d'amplitude est situé à la fréquence d'un mode propre de vibration de la surface tactile 18, notamment au moins le mode propre fondamental. Lorsque plusieurs pics d'amplitude sont détectés, il s'agit du mode propre fondamental mais aussi d'au moins un mode propre harmonique. Puis il fournit le résultat de cette détection au module d'analyse 28. Le module d'analyse 28 compare les modes propres détectés à des modes propres correspondants sans contact de référence dans la direction considérée, en déduit les décalages respectifs de ces modes propres détectés, puis estime la position d'un contact éventuel en fonction de ces décalages. Dans le cas où la surface tactile présente des zones spécifiques monostables, il est aussi possible, comme mentionné précédemment, de mesurer la force du contact. Enfin, de façon optionnelle, comme mentionné précédemment également, un signal de validation peut être émis en réponse à la détection et à la localisation d'un contact.

II apparaît clairement qu'un dispositif et un procédé de localisation d'un contact localement déformant sur une surface tactile déformable tels que ceux décrits précédemment permettent de localiser et caractériser simplement des contacts aussi différents qu'un toucher ponctuel ou étendu, court ou long, une caresse ou un contact inamical, etc., pourvu qu'ils bloquent suffisamment la surface en résonance et pendant suffisamment longtemps, pour engendrer des décalages de fréquences propres. De ce point de vue, le fait que la surface tactile soit déformable allonge la durée des contacts et facilite leur détection, y compris lorsqu'il s'agit d'impacts.

Le principe mis en œuvre d'estimation de décalages de fréquences est par ailleurs suffisamment simple pour pouvoir être implémenté dans des microcontrôleurs du commerce et pour fournir un temps de réponse court, généralement compris entre 1 et 100 ms. Il peut ainsi être implémenté de façon à être répété pour la détection de tracés (i.e. une succession de contacts).

Un autre avantage est de pouvoir obtenir des résultats satisfaisants, par exemple une précision de localisation millimétrique, à partir d'un nombre limité d'émetteurs et de récepteurs. Notamment, à minima, une paire de transducteurs d'émission et de réception par direction principale caractéristique de la surface tactile peut suffire.

En outre, en positionnant les transducteurs en des points fixes (nœuds de vibration) de la surface tactile déformable, et en imposant une émission directive des ondes mécaniques élastiques, il est possible de retrouver la localisation d'un contact à partir simplement d'un décalage de fréquences fondamentales de la surface tactile dans ses directions principales, lorsque la forme de la surface est simple.

Enfin, dans un mode de réalisation consistant à prévoir des zones localement délimitées et fonctionnalisées à déformabilité spécifique dans la surface tactile, il est possible de concevoir un clavier à bas coût comprenant un nombre limité de transducteurs, l'électronique de traitement étant également compacte et de faible consommation. De plus, ce mode de réalisation présente une immunité accrue aux vibrations et bruits acoustiques ambiants ou aux adhésifs et souillures en l'absence d'interaction, car la surface tactile doit être bloquée voire mise sous tension mécanique dans ces zones localement déformables pour qu'apparaissent des décalages fréquentiels caractéristiques d'une interaction. Il présente aussi l'avantage de fournir un clavier sans touche mécanique ajoutée.

On a vu également que l'invention n'est pas limitée aux surfaces planes en verre, mais s'applique aussi aux surfaces courbes et aux coques plastiques ou métalliques, ce qui multiplie les applications possibles.

Quelques applications industrielles possibles des dispositifs et du procédé décrits précédemment incluent notamment et de façon non exhaustive :

- les afficheurs tactiles pour consoles de jeux, téléphones mobiles, assistants numériques personnels et écrans LCD, dans un contexte d'interface homme machine à interprétation dynamique de contacts,

- les claviers tactiles plans ou courbes, les boutons de commandes tactiles aménagés par injection plastique sur des objets de formes complexes, - les coques tactiles pour robots ou jouets aptes à percevoir des touchers divers de type caresses, coups, etc., pour faciliter une interaction intuitive entre ces robots et des humains,

- les coques tactiles de robots ou jouets à zones spécifiques fonctionnalisées,

- les coques tridimensionnelles fermées formant caisson de résonance, notamment adaptées à la réalisation d'instruments de musique tactiles du type piano à touches programmables et à excitation électromécanique, l'excitation comprenant deux étapes, la première consistant à détecter la position de contact d'un doigt sur la coque et la deuxième consistant à produire, immédiatement après la localisation du contact, un retour sonore impulsionnel en excitant au moins un transducteur émetteur par un signal de puissance à une fréquence correspondant au décalage de fréquence mesuré et souhaité, éventuellement enrichi spectralement en fonction du rendu acoustique recherché.

On notera par ailleurs que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci- dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.