FR2557997A1

FR2557997A1 - Interactive display device comprising a scanning screen

Info

Publication number: FR2557997A1
Application number: FR8400279A
Authority: FR
Inventors: Philippe Graindorge; Herve Arditty; Claude Puech
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1985-07-12
Also published as: FR2557997B1

Abstract

The device of the invention comprises a scanning screen in front of which is arranged a plate 2 made of transparent material, a detector 11 being coupled to the edge of this plate 2, a specific position on this plate 2 being determined by contact with a diffusing object 4. It makes it possible, after processing of the video-type signal derived from this detector, by determining the voltage maxima position with respect to line pips, to know the position of this point of contact 2. Application, especially, as interface between a computer and a user.

Description

DISPOSITIF INTERACTIF D'AFFICHAGE
COMPRENANT UN ECRAN A BALAYAGE.INTERACTIVE DISPLAY DEVICE
COMPRISING A SCANNING SCREEN.

L'invention concerne un dispositif interactif d'affichage comportant un écran à balayage. The invention relates to an interactive display device comprising a scanning screen.

Le tube cathodique à balayage de type télévision est, de très loin, l'interface de sortie la plus utilisée entre un ordinateur et son utilisateur. The television type scanning cathode ray tube is by far the most used output interface between a computer and its user.

L'interface d'entrée correspondant est par exemple un clavier de type "machine à écrire".The corresponding input interface is for example a "typewriter" type keyboard.

Il existe aussi un certain nombre de moyens permettant à l'opérateur de pointer un endroit spécifique de écran cathodique, en réponse à une question ou pour indiquer un choix sur un menu par exemple, le plus connu est le photostyle ou "light-pen", où un stylet tenu par l'opérateur, contenant une optique et un photodétecteur et relié par l'intermédiaire d'une électronique appropriée à l'ordinateur, indique à celui-ci l'endroit de l'écran où il est pointé par la phase relative d'un top correspondant au passage du spot lumineux qu'il détecte par rapport à la séquence de balayage. C'est le système le plus performant car il est excessivement simple et permet une excellente résolution (par exemple 104 points).Il présente cependant l'inconvénient de nécessiter la manipulation d'un objet, et apporte une certaine fragilité au système à cause du lien électrique souple qui le relie au terminal. There are also a number of ways allowing the operator to point to a specific location on the CRT screen, in response to a question or to indicate a choice on a menu for example, the best known is the photostyle or "light-pen" , where a stylus held by the operator, containing an optic and a photodetector and connected by means of appropriate electronics to the computer, indicates to the latter the location of the screen where it is pointed by the relative phase of a top corresponding to the passage of the light spot it detects in relation to the scanning sequence. It is the most efficient system because it is excessively simple and allows excellent resolution (for example 104 points) .However, it has the disadvantage of requiring the manipulation of an object, and brings a certain fragility to the system because of the flexible electrical link that connects it to the terminal.

Deux classes de procédés permettant à l'opérateur de pointer directement une position sur l'écran avec le doigt ont été proposées pour pallier cet inconvénient:
Dans la première catégorie, c'est la pression du doigt, sur une plaque transparente, intercalée entre l'écran et l'observateur, qui est détectée, soit par conduction, soit la variation de l'impédance acoustique que présente le point touché.Two classes of process allowing the operator to point directly to a position on the screen with the finger have been proposed to overcome this drawback:
In the first category, it is the pressure of the finger, on a transparent plate, sandwiched between the screen and the observer, which is detected, either by conduction, or by the variation of the acoustic impedance that the point touched presents.

Dans la seconde catégorie, c'est la position du doigt qui interrompt au moins deux faisceaux lumineux croisés, qui est détectée. In the second category, it is the position of the finger which interrupts at least two crossed light beams, which is detected.

Ces systèmes ont en commun une relativement mauvaise résolution, une fiabilité assez basse, en particulier pour un opérateur non informé du procédé employé, et une électronique comportant un nombre élevé de composants. Leur prix est actuellement relativement élevé. These systems have in common a relatively poor resolution, a fairly low reliability, in particular for an operator not informed of the process used, and an electronics comprising a high number of components. Their price is currently relatively high.

Un dispositif de l'art antérieur permet de pallier ces inconvénients en utilisant un guide d'onde d'un matériau transparent placée à proximité de l'écran cathodique, un photodétecteur étant positionné sur la tranche de cette plaque. La principale difficulté concernant le traitement du signal issu de ce détecteur est celle d'obtenir un dispositif insensible au bruit optique et électrique. A device of the prior art overcomes these drawbacks by using a waveguide of a transparent material placed near the cathode screen, a photodetector being positioned on the edge of this plate. The main difficulty concerning the processing of the signal from this detector is that of obtaining a device insensitive to optical and electrical noise.

L'invention concerne un tel dispositif autonome de traitement du signal issu de ce photodétecteur qui est insensible au bruit optique et électrique même lorsque le guide d'onde utilisé est relativement imparfait. The invention relates to such an autonomous device for processing the signal from this photodetector which is insensitive to optical and electrical noise even when the waveguide used is relatively imperfect.

Il peut être réalisé grâce à un nombre restreint de composants bon marché.It can be achieved with a limited number of inexpensive components.

De plus, la détection se fait indépendamment des conditions d'utilisation de l'écran cathodique utilisé.In addition, the detection is done independently of the conditions of use of the cathode screen used.

L'invention a pour objet un dispositif interactif d'affichage comportant un écran à balayage, des moyens de détection du pointage d'au moins une position spécifique de cet écran délivrant un signal composite S(t) relatif à cette position, ce signal composite étant un signal de type vidéo comportant des tops de synchronisation lignes et des tops de retour trame à un premier niveau de tension, et un signal d'information compris entre ces tops lignes pouvant prendre des valeurs instantanées d'amplitude élevée lors de ce pointage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de filtrage passe-haut pour transmettre sur une sortie la composante de ce signal de fréquences supérieures à une fréquence déterminée, des moyens d'atténuation par un coefficient prédéterminé de cette composante, et des moyens de détection et de mémorisation de la valeur du premier niveau de tension de cette composante, des moyens d'inversion de cette valeur détectée par rapport à une valeur référence, ces moyens d'inversion comportant une sortie, un comparateur à deux entrées dont l'une est reliée à la sortie de ces moyens d'atténuation et l'autre à la sortie de ces moyens d'inversion, ce comparateur délivrant une impulsion synchrone avec les valeurs instantanées d'amplitude élevées présentes lors de ce pointage, des moyens de traitement du signal issu de comparateur permettant de déterminer cette position spécifique de cet écran. The subject of the invention is an interactive display device comprising a scanning screen, means for detecting the pointing of at least one specific position of this screen delivering a composite signal S (t) relating to this position, this composite signal being a video type signal comprising line synchronization tops and frame return tops at a first voltage level, and an information signal comprised between these line tops which can take instantaneous values of high amplitude during this pointing, characterized in that it comprises high-pass filtering means for transmitting on an output the component of this signal of frequencies higher than a determined frequency, means for attenuation by a predetermined coefficient of this component, and detection means and for memorizing the value of the first voltage level of this component, means for inverting this detected value with respect to a reference value, these means for inv ersion comprising an output, a comparator with two inputs, one of which is connected to the output of these attenuation means and the other to the output of these inversion means, this comparator delivering a synchronous pulse with the instantaneous values d 'high amplitude present during this pointing, means for processing the signal from comparator to determine this specific position of this screen.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la description ci-après, en référence aux figures annexées où:
- les figures 1 et 2 représentent deux vues en coupe d'un dispositif de l'art antérieur.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description below, with reference to the appended figures in which:
- Figures 1 and 2 show two sectional views of a device of the prior art.

- les figures 3 et 4 représentent différentes courbes explicatives du fonctionnement du dispositif de l'invention. - Figures 3 and 4 show different explanatory curves for the operation of the device of the invention.

- les figure 5 à 7, illustrent différents aspects du dispositif de l'invention. - Figures 5 to 7 illustrate different aspects of the device of the invention.

- la figure 8 représente le dispositif de l'invention. - Figure 8 shows the device of the invention.

- les figures 9 à 12 illustrent différents aspects du dispositif de l'invention. - Figures 9 to 12 illustrate different aspects of the device of the invention.

Comme représenté à la figure 1, si une plaque 2 de matériau transparent, d'indice évidemment supérieur à celui de l'air qui l'entoure# est placée à proximité d'un écran cathodique I, la lumière issue, à un instant donné et dans une direction donnée, du spot lumineux 3 de balayage traverse cette plaque 2 sans altération notable.Une légère perte par réflexion de
Fresnel se produit lors du passage du premier interface (air-matière), une réfraction rapproche le rayon 30 considéré de la normale à la surface au point de traversée, une seconde réflexion de Fresnel d'importance similaire (inférieure à 5 % pour la plupart des matériaux) caractérise le passage du second interface (matière-air), et à réfraction éloigne à nouveau le rayon 30 de la normale, le ramenant, Si la plaque présente des faces localement parallèles, parallèle à sa direction d'origine.As shown in FIG. 1, if a plate 2 of transparent material, of index obviously higher than that of the air which surrounds it # is placed near a cathode-ray screen I, the light emitted, at a given instant and in a given direction, of the scanning light spot 3 passes through this plate 2 without significant alteration. A slight loss by reflection of
Fresnel occurs during the passage of the first interface (air-matter), a refraction brings the considered radius 30 closer to the normal to the surface at the crossing point, a second Fresnel reflection of similar importance (less than 5% for most of materials) characterizes the passage of the second interface (matter-air), and with refraction again distances radius 30 from normal, bringing it back, If the plate has locally parallel faces, parallel to its direction of origin.

La fraction de rayonnement réfléchie lors du passage du second interface va se propager au sein de la plaque par réflexions successives mais, l'angle demeurant constant (toujours dans l'hypothèse de faces parallèles) va se trouver très rapidement atténué car seul le vingtième environ de la lumière est conservé à chaque réflexion. The fraction of radiation reflected during the passage of the second interface will propagate within the plate by successive reflections but, the angle remaining constant (always in the hypothesis of parallel faces) will be very quickly attenuated because only about the twentieth light is kept for each reflection.

Il en va de même de la lumière du spot cathodique réfléchie par un objet (spéculaire ou diffusant) situé proche de l'écran, ainsi que de toute lumière issue d'une source -extérieure. The same applies to the light from the cathode spot reflected by an object (specular or diffusing) located near the screen, as well as any light coming from an outside source.

Aucune lumière, à l'exception d'un bruit de fond peu important, n'atteint donc la tranche de la plaque transparente si celle-ci est protégée par un cadre opaque. No light, except for a slight background noise, therefore reaches the edge of the transparent plate if it is protected by an opaque frame.

On suppose maintenant qu'un objet 4 présentant une réflexion diffuse non nulle et d'un indice supérieur à celui de l'air qui l'entoure, par exemple un doigt, soit placé en contact 5 optique local avec un point P de la plaque transparente. Cet objet reçoit un éclairement du spot cathodique qui présente un maximum très accentué lorsque ledit spot est situé directement en face de objet diffusant. La réflexion diffuse comporte des rayons dans un demi espace délimité par l'interface plaque-objet et dirigé vers le tube 1 au travers de la plaque comme représenté à la figure 2. It is now assumed that an object 4 having a non-zero diffuse reflection and of an index greater than that of the air which surrounds it, for example a finger, is placed in local optical contact 5 with a point P of the plate transparent. This object receives an illumination from the cathode spot which has a very accentuated maximum when said spot is located directly in front of a diffusing object. Diffuse reflection comprises rays in a half space delimited by the plate-object interface and directed towards the tube 1 through the plate as shown in FIG. 2.

Ces rayons se rangent en trois catégories:
a) Ceux qui sont situés dans un cône 31 plein axé sur la normale 32 à l'interface et de demi-angle au sommet égal à l'angle critique pour l'interfa- ce matière transparente-air vont se comporter comme les rayons décrits précédemment et n'atteindront pas la tranche de la plaque 2.These departments fall into three categories:
a) Those located in a full cone 31 centered on the normal 32 at the interface and with a half-angle at the top equal to the critical angle for the transparent material-air interface will behave like the spokes described previously and will not reach the edge of plate 2.

b) Ceux situés dans l'espace 33 d'angle solide compris entre le cône de même axe mais de demi-angle égal à l'angle critique de l'interface objet matière transparente (lorsque cet angle est réel) et 1r/2 ne pénètreront pas la plaque et retourneront éclairer l'objet diffusant. b) Those located in the space 33 of solid angle comprised between the cone of the same axis but of half-angle equal to the critical angle of the interface transparent material object (when this angle is real) and 1r / 2 does will not penetrate the plate and will return to illuminate the diffusing object.

c) Ceux, enfin, situés dans le cane creux 7 de même axe dont le demiangle intérieur est l'angle critique de l'interface matière transparente-air et dont le demi-angle extérieur est l'angle critique de l'interface objet diffusant-matière transparente (lorsque cet angle est réel, 8/2 lorsqu'il ne l'est pas) se trouvent, par rapport à la face opposée de la plaque transparente, en position de réflexion interne totale et, sauf si le point d'origine est situé trop à l'intérieur de la surface de contact optique, il en sera de même des réflexions successives sur les deux surfaces de la plaque. c) Those, finally, located in the hollow cane 7 of the same axis whose internal half-angle is the critical angle of the transparent material-air interface and whose external half-angle is the critical angle of the diffusing object interface -transparent material (when this angle is real, 8/2 when it is not) are, relative to the opposite face of the transparent plate, in the position of total internal reflection and, unless the point of origin is located too inside the optical contact surface, it will be the same for successive reflections on the two surfaces of the plate.

Les rayons faisant partie du troisième groupe sont donc, dans leur majorité, capturés au sein de la plaque 2 et guidés par elle, sans autre atténuation que l'absorption de la matière ou les diffusions sur les défauts de volume ou de surface, jusqu'à atteindre un des bords de cette plaque. The rays belonging to the third group are therefore, for the most part, captured within the plate 2 and guided by it, with no other attenuation than the absorption of the material or the diffusions on the volume or surface defects, up to to reach one of the edges of this plate.

L'exemple d'un tel rayon 6 est donné à la figure 2. Le photodétecteur, 11, couplé à la tranche de la lame 2 permet de détecter de tels rayons. Il délivre un signal S(t) envoyé sur des moyens de traitement qui permettent de connaitre la position du point P de contact. The example of such a ray 6 is given in FIG. 2. The photodetector, 11, coupled to the edge of the blade 2 makes it possible to detect such rays. It delivers a signal S (t) sent to processing means which allow the position of the contact point P to be known.

La figure 3 représente différents signaux obtenus par le dispositif de l'invention. Le signal A(t) représente une ligne vidéo. Si un photodétecteur est placé face à un des bords de la plaque 2 transparente, lorsqu'aucun objet diffusant n'est présent, le détecteur ne reçoit qu'une très faible quantité de lumière, dont la part vidéo appliqué au tube cathodique et dont une fraction plus faible provient de l'éclairement ambiant. Ainsi le signal B(t) représente le bruit de fond en l'absence d'objet diffusant. FIG. 3 represents different signals obtained by the device of the invention. The signal A (t) represents a video line. If a photodetector is placed facing one of the edges of the transparent plate 2, when no diffusing object is present, the detector receives only a very small amount of light, including the video part applied to the cathode ray tube and one of which lower fraction comes from ambient lighting. Thus the signal B (t) represents the background noise in the absence of a diffusing object.

Si un objet diffusant de dimensions faibles, le bout d'un objet par exemple, est rapproché de la plaque sans faire contact avec celle-ci, seule une très légère bosse apparaît superposée au signal faible détecté (ce signal peut cependant être utilisé si nécessaire), on obtient alors le signal détecté
C(t).If a small diffusing object, the tip of an object for example, is brought closer to the plate without making contact with it, only a very slight bump appears superimposed on the weak signal detected (this signal can however be used if necessary ), we then obtain the detected signal
C (t).

Si, par contre, l'objet diffusant entre en contact optique local avec la plaque, soit parce qu'il est humide, soit parce qu'il est formé d'une matière suffisamment molle pour se conformer étroitement à la surface de la plaque en chassant l'air interstitiel, un pic très important apparaît dans le signal optique temporel reçu par le photodétecteur. Le signal obtenu D(t) présente les mêmes caractéristiques générales que celui reçu par un photostyle évoqué précédemment et permet donc, comme pour lui, la détermination, par comparaison de la phase relative du top avec celle du balayage vidéo, de la position du point désigné. If, on the other hand, the diffusing object comes into local optical contact with the plate, either because it is wet, or because it is formed of a sufficiently soft material to conform closely to the surface of the plate in driving out the interstitial air, a very significant peak appears in the temporal optical signal received by the photodetector. The signal obtained D (t) has the same general characteristics as that received by a photostyle mentioned above and therefore allows, as for it, the determination, by comparison of the relative phase of the top with that of the video scan, of the position of the point. designated.

Il est aussi possible de considérer plusieurs points définis par contact optique avec la plaque 2. It is also possible to consider several points defined by optical contact with the plate 2.

Ce signal D(t) recueilli présente une résolution relativement faible, due à la fois à l'absence d'optique de focalisation et à la dimension du doigt qui peut être utilisé pour le pointage. Il comporte l'information de contact effectif, qui constitue une validation du pointage, et ce, sans contact additionnel. This signal D (t) collected has a relatively low resolution, due both to the absence of focusing optics and to the size of the finger which can be used for pointing. It includes the actual contact information, which constitutes a validation of the score, without additional contact.

Ainsi ce signal D(t) issu de l'écran 2 par l'intermédiaire d'au moins un photodétecteur 11 est le résultat de deux phénomènes:
- La capture d'une faible partie de la lumière émise par le spot 3 dans le guide d'onde 2 qui crée un "bruit de fond" permanent ; ce bruit de fond est proportionnel à chaque instant à l'intensité lumineuse du spot 3, et est donc comparable au signal vidéo reçu par le tube cathodique. Thus this signal D (t) from the screen 2 via at least one photodetector 11 is the result of two phenomena:
- The capture of a small part of the light emitted by the spot 3 in the waveguide 2 which creates a permanent "background noise"; this background noise is proportional at each instant to the light intensity of the spot 3, and is therefore comparable to the video signal received by the cathode ray tube.

- La présence éventuelle d'un objet diffusant (doigt 4 par exemple) en contact avec le guide d'onde 2 qui donne lieu à une capture par le guide d'onde d'une grande partie de la lumière émise par le spot 3, lorsque celui-ci occupe sur l'écran une position voisine de celle du doigt. - The possible presence of a diffusing object (finger 4 for example) in contact with the waveguide 2 which gives rise to a capture by the waveguide of a large part of the light emitted by the spot 3, when the latter occupies a position close to that of the finger on the screen.

On observe alors, à la sortie du photodétecteur, un signal passant par au moins un maximum, dont la position temporelle par rapport au signal vidéo est caractéristique de la position du doigt 4 sur le guide d'onde 2. One then observes, at the output of the photodetector, a signal passing through at least a maximum, the temporal position of which relative to the video signal is characteristic of the position of the finger 4 on the waveguide 2.

Le signal S(t) reçu par le photodétecteur 11 est donc le résultat de la superposition de ces deux phénomènes comme représenté à la figure 4. Ce signal correspond aux différentes lignes successives l0, avec les tops de retour ligne 14 (extinction du spot) et le bruit de fond 12 généré pour chaque ligne. Les pics 13 sont, donc, dus à la présence d'un objet diffusant en contact avec l'écran 2. The signal S (t) received by the photodetector 11 is therefore the result of the superposition of these two phenomena as shown in FIG. 4. This signal corresponds to the different successive lines l0, with the line return tops 14 (extinction of the spot) and the background noise 12 generated for each line. The peaks 13 are therefore due to the presence of a diffusing object in contact with the screen 2.

Ce signal peut être décomposé en lignes 10 et en trames, de la même manière qu'un signal vidéo. Le bruit de fond étant dû à la capture d'une partie de la lumière émise par le spot, lorsque celui-ci est éteint, le bruit de fond est quasiment nul. On voit donc apparaître dans le signal des structures correspondant aux retours lignes et aux retours trames. This signal can be broken down into lines 10 and frames, in the same way as a video signal. The background noise being due to the capture of part of the light emitted by the spot, when the latter is off, the background noise is almost zero. We therefore see appear in the signal structures corresponding to line returns and frame returns.

Lorsqu'un objet diffusant est approché du guide d'onde, des pics 13 apparaissent donc dans le signal. La position de ces pics dans une ligne donne la position horizontale de l'objet diffusant, et le numéro des lignes dans laquelle ces pics apparaissent effectivement donnent la position verticale de l'objet. When a scattering object is approached the waveguide, peaks 13 therefore appear in the signal. The position of these peaks in a line gives the horizontal position of the scattering object, and the number of lines in which these peaks actually appear gives the vertical position of the object.

Pour s'affranchir des signaux parasites, soit optiques (éclairage artificiel) soit électriques (secteur à 50 Hz), le dispositif de l'invention comprend un filtre passe-haut 15. En effet, ces signaux sont par nature synchrone avec le balayage de l'écran et peuvent donc conduire à des perturbations très importantes, voire même à saturer les étages d'amplification suivants. To overcome parasitic signals, either optical (artificial lighting) or electrical (sector at 50 Hz), the device of the invention comprises a high-pass filter 15. In fact, these signals are by nature synchronous with the scanning of the screen and can therefore lead to very significant disturbances, or even to saturate the following amplification stages.

La fréquence de coupure de ce filtre passe-haut 15 peut être choisie égale à la fréquence de balayage ligne (15,6 KHz dans le standard français) de façon à ce que la valeur moyenne du signal considéré ligne à ligne soit nulle, et que les composantes de signal qui ont des durées mettant en jeu plusieurs lignes soient éliminées. Un étage 16 de commande automatique de gain ayant une constante de temps longue (de l'ordre de la seconde) peut être adjoint à l'ensemble de façon à obtenir un signal d'amplitude indépendante du réglage de l'écran utilisé. Cet ensemble détecilon-amplification est représenté sur la figure 5. The cut-off frequency of this high-pass filter 15 can be chosen equal to the line scanning frequency (15.6 KHz in the French standard) so that the average value of the signal considered line to line is zero, and that signal components that have durations involving multiple lines are eliminated. An automatic gain control stage 16 having a long time constant (of the order of a second) can be added to the assembly so as to obtain an amplitude signal independent of the setting of the screen used. This detecilon-amplification assembly is represented in FIG. 5.

Cet étage traite le signal amplifié et filtré, dont l'allure est représenté à la figure 6 pendant la durée d'une ligne (17) sans la présence d'un doigt en contact et pendant la durée d'une ligne (18) avec présence d'un doigt en contact. This stage processes the amplified and filtered signal, the appearance of which is represented in FIG. 6 for the duration of a line (17) without the presence of a finger in contact and for the duration of a line (18) with presence of a finger in contact.

Il est important de noter que l'amplitude VB de la partie négative du signal est peu modifiée par l'apparition du pic, celui-ci ayant une largeur faible par rapport à la longueur de la ligne. Ce phénomène est exploité pour détecter la présence d'un doigt en contact avec le guide d'onde. It is important to note that the amplitude VB of the negative part of the signal is little modified by the appearance of the peak, the latter having a small width compared to the length of the line. This phenomenon is exploited to detect the presence of a finger in contact with the waveguide.

Le dispositif de l'invention permet de comparer le maximum de la valeur positive du signal VA au maximum de la valeur négative du signal VB
En présence d'un objet diffusant, la partie positive est très supérieure à la partie négative, par exemple VA? |3y|. I1 #. Il permet de générer un signal de validation, indépendant de l'amplitude du signal optique, et indépendant de l'amplitude du bruit. Une amélioration peut encore être apportée en supprimant la partie du signal provenant du retour trame, grâce à un "switch" analogique; le signal résultant est représenté à la figure 7.The device of the invention makes it possible to compare the maximum of the positive value of the signal VA with the maximum of the negative value of the signal VB
In the presence of a diffusing object, the positive part is much higher than the negative part, for example VA? | 3y |. I1 #. It generates a validation signal, independent of the amplitude of the optical signal, and independent of the amplitude of the noise. An improvement can still be made by removing the part of the signal coming from the frame return, thanks to an analog "switch"; the resulting signal is shown in Figure 7.

Un tel circuit existe dans le commerce: ce peut être par exemple le Nard7512" de "ANALOG DEVICE". Such a circuit exists in the trade: it can be for example the Nard7512 "of" ANALOG DEVICE ".

Ceci permet d'améliorer encore l'immunité au bruit optique, qui peut être dû à une dégradation du guide d'onde. On compare donc après filtrage 15, comme représenté à la figure 8, la valeur crête négative avec le signal positif convenablement atténué, à l'aide d'un détecteur de minimum 19 qui délivre un signal qui entre dans un inverseur 20. Un atténuateur 21 (atténuateur par 3 par exemple) permet d'atténuer le signal, un comparateur 22 permet d'effectuer la comparaison des signaux issu de l'inverseur 20 et de l'atténuateur 21. This further improves immunity to optical noise, which may be due to degradation of the waveguide. So, after filtering 15, as shown in FIG. 8, the negative peak value is compared with the positive signal suitably attenuated, using a minimum detector 19 which delivers a signal which enters an inverter 20. An attenuator 21 (attenuator by 3 for example) makes it possible to attenuate the signal, a comparator 22 makes it possible to compare the signals coming from the inverter 20 and the attenuator 21.

L'ensemble détecteur de minimum 19 suivi par l'inverseur 30 peut être réalisé à l'aide du circuit représenté à la figure 9. Ce circuit comporte un amplificateur opérationnel 33 dans un montage amplificateur, suivi d'un filtre passe-bas 34. The minimum detector assembly 19 followed by the inverter 30 can be produced using the circuit shown in FIG. 9. This circuit includes an operational amplifier 33 in an amplifier assembly, followed by a low-pass filter 34.

On règle le gain de l'amplificateur en jouant sur la valeur des résistances R1 et R2. Ce gain peut être, par exemple, unitaire: on peut prendre alors
R1 = 100kil
R2 = 150 un le filtre R3,C est un filtre passe-bas. Il peut avoir une constante de temps comprise entre 50/us et 10 s', par exemple 100 ms.The gain of the amplifier is adjusted by adjusting the value of the resistors R1 and R2. This gain can be, for example, unitary: we can then take
R1 = 100kil
R2 = 150 un the filter R3, C is a low-pass filter. It can have a time constant between 50 / us and 10 s', for example 100 ms.

Le comparateur 22 est suivi d'un circuit 25 permettant de traiter les informations ainsi obtenues concernant la position du point de contact P sur J'écran. Ce circuit peut comporter notamment un dispositif d'affichage de cette position sur l'écran par rapport à deux axes rectangulaires Ox et Oy. The comparator 22 is followed by a circuit 25 for processing the information thus obtained concerning the position of the contact point P on the screen. This circuit may include in particular a device for displaying this position on the screen with respect to two rectangular axes Ox and Oy.

Les différents signaux a(t), bits c(t), d(t) obtenus en présence d'un objet diffusant aux différents points A, B, C, D du dispositif sont représentés à la figure 10. The different signals a (t), bits c (t), d (t) obtained in the presence of an object diffusing at the different points A, B, C, D of the device are represented in FIG. 10.

En l'absence d'objet diffusant, le bruit est symétrique par rapport à la valeur moyenne et la sortie du comparateur est toujours négative. In the absence of a diffusing object, the noise is symmetrical with respect to the average value and the output of the comparator is always negative.

Comme représenté à la figure 11 le signal optique amplifié contient les informations de retour ligne 23 et retour trame 24, qui sont situés aux minima du signal reçu. Le retour trame 24 ayant la durée de plusieurs lignes, on peut détecter les signaux de retour ligne et de retour trame en faisant une détection de minimum. et une mesure de durée. As shown in FIG. 11, the amplified optical signal contains the line return 23 and frame return 24 information, which are located at the minima of the received signal. The frame return 24 having the duration of several lines, the line return and frame return signals can be detected by detecting a minimum. and a time measurement.

A titre d'exemple on peut utiliser le dispositif représenté à la figure 12. Le retour trame permet d'avoir un signal de début d'image. D'autre part, en multipliant par 16, par exemple, la fréquence ligne, on obtient une horloge H permettant de résoudre 16 positions dans une ligne. Si J'on compte grâce à un compteur 12 bits, (25) à 16 fois la fréquence ligne, jusqu'à l'apparition du signal de présence doigt, on obtient alors la position pointée sur 12 bits, 8 pour le numéro de la ligne, et 4 pour la position dans la ligne. As an example, the device shown in FIG. 12 can be used. The frame return makes it possible to have an image start signal. On the other hand, by multiplying by 16, for example, the line frequency, we obtain an H clock making it possible to resolve 16 positions in a line. If I count thanks to a 12-bit counter, (25) at 16 times the line frequency, until the appearance of the finger presence signal, we then obtain the position pointed to 12 bits, 8 for the number of the line, and 4 for position in line.

Ce nombre 16 de points par ligne a été choisi à titre d'exemple compte tenu de la résolution désirée et de la bande passante disponible; si des résolutions plus élevées sont nécessaires, un nombre plus élevé peut être choisi. This number 16 of points per line has been chosen as an example, taking into account the desired resolution and the available bandwidth; if higher resolutions are required, a higher number can be chosen.

Le dispositif de l'invention permet ainsi, de connaître la position d'un point sur l'écran sans avoir à utiliser le signal électrique vidéo. Il constitue donc un dispositif complètement autonome. Il permet de traiter ce signal issu du photodétecteur et possède les qualités suivantes:
Le fonctionnement se fait sans réglage, quel que soit le type de moniteur utilisé, et quelle que soit la façon dont est réglé celui-ci.The device of the invention thus makes it possible to know the position of a point on the screen without having to use the electrical video signal. It therefore constitutes a completely autonomous device. It processes this signal from the photodetector and has the following qualities:
Operation is done without adjustment, regardless of the type of monitor used, and regardless of how it is adjusted.

Le fonctionnement est sûr, même dans des conditions difficiles (augmentation du bruit de fond par déterioration du guide d'onde par exemple). Operation is safe, even under difficult conditions (increase in background noise by deterioration of the waveguide for example).

Les perturbations extérieures (éclairage ambiant par tube fluorescent...) n'influent pas sur le dispositif. External disturbances (ambient lighting by fluorescent tube, etc.) do not affect the device.

L'ensemble peut être rendu modulaire, de façon à fonctionner indépendamment de la connaissance du signal vidéo appliqué (Ce dernier point permet de fabriquer un dispositif transportable d'un écran cathodique à un autre sans difficulté). The assembly can be made modular, so as to operate independently of the knowledge of the video signal applied (This last point makes it possible to manufacture a device transportable from one cathode-ray screen to another without difficulty).

Le dispositif est assez simple pour pouvoir être fabriqué à un coût peu élevé. The device is simple enough to be manufactured at low cost.

Claims

1. Interactive display device comprising a scanning screen, means for detecting (11) the pointing of at least one specific position of this screen (1) delivering a composite signal (S (t)) relating to this position, this composite signal being a video type signal comprising line synchronization tops and frame return tops at a first voltage level and an information signal comprised between these line tops which can take instantaneous values of high amplitude during this pointing, characterized in that it comprises high-pass filtering means (15) for transmitting on an output the component of this signal of frequencies higher than a determined frequency, attenuation means (21) by a predetermined coefficient of this component, and means for detecting and storing (19) the first voltage level of this component, means for inverting (20) this detected value with respect to a reference value, these inverting means c including an output, a comparator (22) with two inputs, one of which is connected to the output of these attenuation means (21) and the other to the output of these reversing means (20), this comparator ( 22) delivering a synchronous pulse with the instantaneous values of high amplitude present during this pointing, signal processing means (25) from the comparator (22) making it possible to determine this specific position on this screen (1).

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a stage (16) of automatic gain control in series with the high-pass filter (15).

3. Device according to claim 1, characterized in that the reference value is equal to zero.

4. Device according to claim 1, characterized in that this determined frequency is equal to the line scanning frequency meeting the standard 50 frames / second.

5. Device according to claim 1, characterized in that this predetermined coefficient is included in the range 1 to 10.

6. Device according to claim 1, characterized in that these processing means (25) are digital processing means comprising a 12-bit counter.