Brevet FR2510900A1 — publié le 19830211

MANETTE DE JEU La présente invention a pour objet un dispositif dénommé manette de jeu Un tel dispositif convertit au moins une position en informations électriques, sous l'action d'au moins un élément mobile susceptible d'influer sur au moins un détecteur, et est utilisé principalement dans le domaine des jeux électroniques sur écran, pour commander le déplacement d'un point de référence sur un écran Il peut être également utilisé pour télécommander le dépla- cement d'un objet. On connaît déjà une manette de jeu comportant un levier qui est rappelé par ressort vers une position de repos et qui actionne une série de contacts disposés dans un boîtier L'utilisateur est de ce fait obligé de tenir le boîtier dans une main et d'actionner le levier avec l'autre main La manette de jeu comporte en outre en général un interrupteur manuel qui est disposé sur le boîtier et qui est actionné par le pouce de la main qui tient le boîtier. La présente invention a pour objet une manette de jeu qui puisse être entièrement utilisée avec une seule main. L'invention concerne ainsi un dispositif dénommé manette de jeu convertissant au moins une position en informations sous l'action d'au moins un élément mobile susceptible d'influer sur au moins un détecteur, caractérisé en ce que l'élément mobile et ledit détecteur sont réalisés de telle sorte qu'ils sont animés d'un mouvement relatif sous l'action de la gravité, lors d'une modification de l'orientation de la manette de jeu dans au moins un plan donné et/ou d'un mouve- ment relatif par inertie lors du déplacement de la manette de jeu dans au moins un plan donné. Selon un mode de réalisation, un élément mobile est un pendule qui, selon un mode particulier est susceptible d'influer sur plus d'un détecteur. Selon un autre mode de réalisation, un élément mobile est constitué par un objet se déplaçant par roulement entre une position de repos et une position o il influe sur au moins un détecteur Ce peut être une bille pouvant se déplacer dans au moins une rainure de préférence inclinée ou sur un tronc de cône, la position de repos étant constituée par un méplat ou une butée. Selon un autre mode de réalisation, un élément mobile est constitué par un liquide, par exemple le mercure d'une ampoule à mercure, de préférence inclinée d'un angle donné lorsque le dispo- sitif est dans une position dite de repos Une ampoule unique peut comporter une pluralité de détecteurs correspondant chacun à une direction d'inclinaison privilégiée de l'ampoule. Un détecteur peut être un contact électrique bi-lame ou un contact électrique simple, ou bien un contact magnétique ou opto- électronique. Selon un mode de réalisation préféré, un dispositif selon l'invention comporte un boîtier dont la paroi inférieure est pourvue d'un méplat correspondant à une position de repos du dispositif Par exemple, il comporte une face inférieure pourvue d'un méplat 2 G central entouré d'une portion arrondie et une face supérieure également de forme générale arrondie, de manière à définir un dispositif de forme générale aplatie. Un dispositif selon l'invention peut être de forme générale cylindrique et présenter au moins une face supérieure inclinée par rapport au plan normal aux génératrices du cylindre. Un dispositif selon l'invention peut être associé à un support coopérant avec la partie inférieure dudit dispositif, de manière à assurer un rappel élastique vers sa position de repos Un dispositif selon l'invention peut être associé ainsi à un support pourvu d'un replis élastique, ou bien formant ventouse, ou bien encore à une rotule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux dessins o: 10900 les figures la à ld, 2 a, 2 b et 3 représentent des modes de réalisation d'une première variante de l'invention, les figures 4, 5 a, 5 b, 6 à 13 représentent des modes de réalisation d'une deuxième variante de l'invention, les figures 14 et 15 a à 15 d représentent des modes de réalisation d'une troisième variante de l'invention, les figures 16 a, 16 b, 17 a, 17 b, 18 a, l Sb, 19 et 20 représentent des dispositifs selon l'invention utilisables préférentiellement avec un support. La manette de jeu de la figure la (en coupe par un plan vertical) comporte un pendule 1 suspendu par un fil 2, de préférence semi-rigide ou rigide, à un couvercle 3 disposé sur un boîtier généralement cylindrique 4, destiné à être tenu par la main de l'utilisateur. A la partie inférieure du corps 4, est disposé un fonds 5 supportant un circuit imprimé 6 portant des contacts bi-lame 7 à 10 ainsi que des liaisons conductrices (voir également la figure lb qui est une coupe de la figure la par le plan AA) Les figures la et lb représentent la manette en position de repos o son axe est vertical, alors que les figures lc et Id montrent, également en coupe, la même manette de jeu, en position inclinée dans le plan de coupe de la figure la Le contact bi-lame 7 est fermé par le pendule 1, étant donné que l'inclinaison du corps 4 a provoqué un mouvement relatif entre le pendule et le contact 7 Le pendule 1 est de ce fait un élément mobile par rapport aux contacts 7 à 10 Il constitue également un élément mobile en tant que tel: en effet, si on incline le boîtier 4 d'un angle juste nécessaire à la fermeture du contact 7, le fil 2 du pendule 1 va rester d'axe vertical Par contre, si l'inclinaison du boîtier 4 est poursuivie de manière à augmenter cet angle, le pendule 1 va se trouver retenu par la butée que constitue le contact 7 et par conséquent, le fil 2 va voir son axe s'incliner à son tour. La fermeture d'un contact tel que 7 peut également être obtenue en soumettant le boîtier 4 à un déplacement brusque dans le plan horizontal, le contact se fermant grâce à l'inertie du pendule. 10900 Les figures la à Id montrent une configuration o un pendule 1 de faible diamètre est suspendu à un fil 2 relativement long Dans ces conditions, un seul des 4 contacts 7 à 10 peut être fermé à la fois, ce qui nuit à la précision sauf à augmenter le nombre des contacts Les figures 2 a et 2 b montrent ainsi, respectivement en vue latérale et de dessus, un mode de réalisation o un pendule 11 de diamètre relativement important est suspendu à un fil 12, qui peut être ou non relativement court Cette disposition permet au pendule Il de fermer un ou deux contacts, suivant la direction o on l'incline, ce qui permet en pratique de localiser 8 directions princi- pales avec 4 contacts, et donc de visualiser sur un écran des déplacements horizontaux, verticaux et diagonaux De plus, la course du pendule étant réduite, la réponse de la manette est plus rapide, que le fonctionnement ait lieu par inclinaison ou par inertie, et on risque moins d'être gêné par des rebonds. La figure 3 représente en vue de dessus un mode de réalisation o les contacts 7 ' à 10 ' sont des lames simples Dans ce cas, le pendule 13 et son fil 14 sont conducteurs de manière à constituer un deuxième pôle de contact électrique. La figure 4 représente en coupe verticale une variante o l'élément mobile est constitué par au-moins une bille 20 Un boîtier 42 comportant une partie supérieure formant couvercle et une partie latérale cylindrique est associé à un fond 41 Le fond 41 porte un circuit imprimé 36 sur lequel sont disposés 4 éléments destinés à détecter la présence de la bille 20, par exemple 4 contacts bi-lames dont deux, 37 et 38 sont visibles sur la figure 4 La ou les billes 20 roulent sur un tronc de cône 34 disposé à la partie supérieure d'un support 35 généralement cylindrique et sa position de repos est matérialisée par un méplat 33 disposé du côté du sommet du cône. La figure 5 a montre le support 35 vu de dessus et on s'y reportera également Le support 35 est de forme généralement cylindrique, sa partie inférieure au moins partiellement plate étant en contact avec le circuit imprimé 36 Il porte 4-saignées 25 à 28 parallèles à son axe qui est celui du tronc de cône 34 pour laisser 10900 passer les contacts Le mouvement de la bille 20 est canalisé latéralement le long de canaux 21 à 24 d'une pièce de maintien 19 qui est représentée en vue de dessous à la figure 5 b Les bords des canaux 21 à 24 sont constitués par quatre profils 29 à 32 formant un tronc de cône hypothétique dont la matérialisation est interrompue par les canaux 21 à 24, et qui est complémentaire du tronc de cône 34 Par conséquent lorsque l'ensemble est monté, les profils 29 à 32 viennent en butée sur le tronc de cône 34 et les contacts bi-lames dépassent des saignées 25 à 28 du support 35 de telle sorte que l'un au moins d'entre eux puisse être fermé par la bille lorsque l'incli- naison du boîtier 42 est suffisante Il est possible de remplacer les contacts bi-lames par des contacts électriques simples par exemple une lame Dans ce cas, la bille est conductrice et est susceptible de rouler sur une piste conductrice constituant un deuxième pôle de contact, au moins lorsque la bille est en contact avec un contact simple A cet effet, on a représenté une couronne conductrice 34 aux figures 4 et 5 a. Un dispositif à bille se prête également à un fonctionnement par inertie, par déplacement brusque dans le plan horizontal. La figure 6 représente, également en coupe verticale, une version modifiée de la figure 4 o les canaux 21 à 24 sont également inclinés avec le même angle d'ouverture que le tronc de cône 34 ou avec un angle différent et se prolongent par un méplat central 33 ' de telle sorte que la manette de jeu peut être indifféremment utilisée dans une position dite normale ou dans une position retournée. La figure 7 représente, en vue de dessous, une version modi- fiée de la pièce 19 de la figure 4 (ou de sa contrepartie dans la figure 6) o quatre billes 20 sont disposées chacune dans un canal 51 à 54, les différents canaux étant séparés par un plot central 55 formant butée A titre de variante, cette pièce est utilisée sans pièce telle que 35 avec la butée 55 dirigée vers le haut, les canaux 51 à 54 étant de préférence inclinés. La ou les billes 20 peuvent être remplacées par d'autres objets se déplaçant par roulement, par exemple un cylindre 45 (figure 8) ou deux cônes 47, 48 mis bout à bout (figure 9). 10900 D'autre part, l'angle d'inclinaison éventuel des canaux par rapport à l'horizontale doit être limité de manière a ne pas imposer une inclinaison trop importante du boîtier afin d'éviter des mouve- ments trop amples et des rebonds trop importants Si l'angle est trop petit, la sensibilité du dispositif risque d'être trop grande et par conséquent son utilisation demander une attention trop grande En pratique, un angle d'inclinaison de l'ordre de 100 donne satisfaction. D'autre part (voir la coupe de la figure 10), la détection de position peut se faire au niveau de la partie inférieure du guide sur lequel roule la bille 20 (par exemple grâce à des bi-lames 57) ou bien latéralement (voir la vue en perspective figure 11), et dans ce cas, le guide 58 de roulement a de préférence un profil en V si une bille est utilisée On a représenté deux contacts conducteurs 59, fermés par la venue en butée de la bille 20 en matériau conducteur. A la figure 12, également en perspective, un rouleau 45 aimanté disposé dans une rainure 60 formant guide voit sa venue en butée détectée par un contact magnétique 61 constitué par un interrupteur à lame souple. A la figure 13, également en perspective, la détection est effectuée par un couple émetteur-récepteur opto-électronique, par interruption du faisceau lumineux. La figure 14 représente en perspective une variante de l'inven- tion permettant de minimiser la dimension latérale de la manette de jeu de manière que celle-ci puisse être saisie facilement dans la paume de la main Pour ce faire, les différents détecteurs sont superposés La manette 65 est pourvue de quatre alésages inclinés 66 à 69, borgnes ou débouchants, disposés dans les quatre directions correspondant à celle des quatre guides décrits plus haut Ces alésages sont aménagés pour recevoir des dispositifs individuels à bille, rouleaux, etc décrits ci- dessus ou bien encore, des dispositifs tels que des ampoules à mercure Une ampoule à mercure est représentée à la figure 15 a et comporte une ampoule de verre 80, et deux contacts 82 qui peuvent être court-circuités par une bille de mercure 81 Le court-circuit peut être obtenu par inclinaison 10903 convenable de l'ampoule 80, ou bien encore par inertie en soumet- tant l'ampoule à un brusque mouvement axial. Un tel dispositif est susceptible de fonctionner par inclinaison dans les quatre directions indiquées plus haut, avec fermeture d'un contact ou dans des directions intermédiaires avec fermeture de deux contacts simultanément Il peut également fonctionner par inertie, par déplacement brusque dans le plan horizontal Un inter- rupteur 70 est en outre prévu à l'extrémité supérieure d'une des faces de manière à constituer par exemple une commande de tir pour des jeux consistant en la réalisation d'opérations militaires. La figure 15 b représente un schéma d'assemblage de 4 ampou- les à mercure pourvues chacune d'une ampoule de verre 80, d'une bille de mercure 81 et d'un contact 82 Ces ampoules sont de préférence inclinées dans des directions convergentes, de manière à définir quatre directions de déplacement inclinées pour les billes de mercure 81, de manière analogue au cas de la figure 7 Un des pôles de chaque contact 82 de chaque ampoule constitue un point commun (ou masse), l'autre pôle constituant un pôle actif, respectivement a, b, c et d, destiné à la détection des court-circuits des contacts 82. Un assemblage de 4 ampoules de la figure 15 b se prête particuliè- rement bien à une réalisation sous forme superposée Dans le cas de la figure 14, chaque alésage, 66 à 69, reçoit une ampoule de mercure. La figure 15 c représente en vue de dessus, un mode de réalisation o une ampoule unique 83 comporte 4 branches 86, de préférence inclinées, dont chacune comporte un contact 82, et une bille de mercure unique reposant sur un méplat 87. La figure 15 d est un mode de réalisation o une ampoule unique 88 présente une partie conique 84, ainsi qu'un méplat 85, et une pluralité (ici 4) de contacts 82 répartis Les dimensions relatives peuvent être choisies telles que la bille ferme un ou deux contacts. Selon la vue latérale de la figure 16 a, et la vue de dessus correspondante 16 b, un dispositif perfectionné 90 destiné à être tenu dans la paume de la main présente au moins une de ses faces 10900 supérieure et inférieure 94 et 94 ' inclinée d'un angle o( par rapport au plan normal aux génératrices du cylindre définissant la manette de jeu Ainsi, lorsque la manette de jeu est tenue en main en position de repos, les faces 94 et 94 ' étant horizontales, l'axe longitudinal de celle-ci fait un angle o celle-ci correspond naturellement à la position de repos de la main. La figure 16 b montre mieux la section de la manette de jeu Elle comporte une partie avant de forme arrondie 93 favorisant la prise en main A l'extrémité la plus avancée vers l'avant, c'est-à-dire celle o l'angle entre les génératrices de la partie avant et le plan 94 est le plus petit, la partie avant 93 porte un décrochement 91 o est logé un interrupteur 91 ' La partie arrière et les parois latérales 92 peuvent être de forme généralement arrondie La face inférieure 94 ' peut être réalisée de telle manière que la manette puisse être posée sur celle-ci sans tomber. La figure 17 a représente en vue latérale une manette de jeu 89 qui peut être posée sur -un support (table, accoudoir, etc) et présente à cet effet à sa partie inférieure un méplat 95 entouré d'une portion arrondie 96 Lorsque le méplat 95 de la manette de jeu 89 est posé sur un support horizontal, celle-ci est en position de repos Elle peut être inclinée dans toutes les directions par roule- ment sur la portion arrondie 96 La position de repos peut être retrouvée à tout instant grâce au méplat 95 Cette réalisation peut bien entendu (voir figure 17 b) s'appliquer à une manette de jeu 90 inclinée d'un angle Selon la coupe de la figure 18 a, une manette de jeu 89 est' insérée dans un replis élastique 98 d'un support 99 Sa partie inférieure 97 est de préférence au moins en partie arrondie de manière à permettre la rotation à la manière d'une rotule dans un 10900 évidement 97 ' correspondant du support 99 Le repli élastique 98 assure un rappel élastique de la manette dans la position-de repos A la figure 18 b, cette réalisation est mise en oeuvre dans le cas d'une manette de jeu 90 inclinée d'un angle o Selon une variante non représentée, la partie inférieure d'une manette de jeu selon l'invention peut coopérer avec une rotule qui est rappelée, de manière connue en soi, vers sa position d'équilibre, par une membrane élastique. La figure 19 montre en coupe une manette de jeu 89, 90 qui peut être ou non inclinée d'un angle os vers l'avant associée à un support 100 formant ventouse Elle est maintenue solidaire de la ventouse 100, par exemple par emmanchement légèrement serré dans une portion cylindrique 101 La ventouse 100 est fixée par pression sur un support horizontal et exerce grâce à son élasticité une force de rappel de la manette vers sa position d'équilibre. La figure 20 montre en vue latérale une manette de jeu 102 de forme généralement aplatie et qui peut être réalisée avec les différents types de détecteurs et d'éléments mobiles décrits ci- dessus Elle comporte une face inférieure pourvue d'un méplat central 104 entouré d'une portion arrondie 105 La face supérieure 103 est également de forme arrondie La surface 110 de raccor- dement entre les faces supérieure et inférieure corespond approxi- mativement au raccordement de deux portions de sphère La sortie de fil a lieu au sommet de la face supérieure 103, ou bien au niveau de la surface 110 Dans ce dernier cas, la sortie est directe ou avec cheminement du fil soit le long d'une saignée 106 ménagée dans la face supérieure 103, soit le long d'une saignée 104 ménagée dans la face inférieure ( 104, 105). L'orientation de la manette de jeu 102 dans toutes les direc- tions a alors lieu avec la paume de la main posée sur la face supérieure 103 Le méplat 104 définit une position de repos de la manette 102 lorsqu'il est en contact avec un support horizontal, par exemple une table. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisations décrits 10900 ci-dessus Ainsi dans chacun des modes de réalisations de l'élément mobile, on peut utiliser pratiquement d'autres détecteurs que ceux spécifiquement représentés On peut ainsi associer à un pendule un contact opto-électronique ou bien magnétique, ou bien associer à une ampoule à mercure un contact opto-électronique D'autre part, un dispositif selon l'invention peut comporter différents types de détecteurs et/ou différents types d'éléments mobiles Enfin, une manette présentant un méplat peut le cas échéant être associée, au gré de l'utilisateur, avec différents types de supports assurant un rappel élastique. 10900 Il REVENDICATIONS I Dispositif dénommé manette de jeu convertissant au moins une position en informations sous l'action d'au moins un élément mobile susceptible d'influer sur au moins un détecteur, caractérisé en ce que l'élément mobile ( 1, 11, 13, 20, 45, 47, 48, 81) et ledit détecteur ( 7 à 10, 7 ' à 10 ', 37, 38, 53, 59, 61 à 63, 82) sont réalisés de telle sorte qu'ils sont animés d'un mouvement relatif sous l'action de la gravité, lors d'une modification de l'orientation de la manette de jeu dans au moins un plan donné, et/ou d'un mouvement relatif par inertie lors du déplacement de la manette de jeu dans au moins un plan donné. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mobile est un pendule ( 1, Il, 13). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les détecteurs ( 7 à 10, 7 ' à 10 ') sont au moins au nombre de quatre et en ce que leur disposition est telle que le pendule est susceptible lors de ses déplacements d'influer sur plus d'un détecteur ( 7 à 10, 7 ' à '). 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément mobile est constitué par un objet ( 20, 45, 47, 48) se déplaçant par roulement entre une position de repos et au moins une position o il influe sur au moins un détecteur. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une bille ( 20) pouvant se déplacer dans au moins une rainure ( 21 à 24, 51 à 54, 58, 60) inclinée, la position de repos étant constituée par un méplat ( 33) ou une butée ( 55). 6 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une bille ( 20) pouvant se déplacer sur un tronc de cône ( 34), la position de repos étant constituée par un méplat ( 33) disposé du côté du sommet du cône ou par une entrée ( 55). 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément mobile est constitué par un liquide ( 81). 2 510900 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un élément mobile est constitué par Je mercure ( 81) d'une ampoule à mercure ( 80). 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite ampoule à mercure ( 80) est inclinée d'un angle donné lorsque le dispositif est dans une position dite de repos. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de détecteurs superposés associés chacun à un élément mobile correspondant chacun à la détection d'une direction d'inclinaison. 11 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'au moins un détecteur ( 7 à 10, 37, 38, 57, 82) est un contact électrique bi-lame. 12 Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'au moins un détecteur ( 7 ' à 10 ') est un contact électrique simple, et en ce que l'élément mobile est conducteur et se trouve en contact avec un élément conducteur au moins lorsqu'il est lui-même est en contact avec ledit contact électrique simple. 13 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'au moins un détecteur ( 61) est un contact magnétique. 14 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'au moins un détecteur ( 62, 63) est un interrupteur opto-électronique. 15 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ( 89, 90, 102) dont la paroi inférieure est pourvue d'un méplat ( 95, 104) correspondant à une position de repos du dispositif. 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte une face inférieure pourvue d'un méplat central ( 104) entouré d'une portion arrondie ( 105) et une face supérieure ( 103) également de forme générale arrondie, de manière à définir un dispositif de forme générale aplatie. 17 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé 251029 O en ce qu'il est de forme générale cylindrique et présente au moins une de ses faces supérieure ( 94) et inférieure ( 94 ') inclinée rapport au plan normal aux génératrices du cylindre. 18 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il est associé à un support ( 99, 100) coopérant avec la partie inférieure dudit dispositif, et assurant un rappel élastique vers une position de repos. 19 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit support ( 99, 100) est une rotule rappelée vers une position de repos, une ventouse ( 100) ou bien comporte un replis élastique ( 98) coopérant avec la porte inférieure du dispositif.