Brevet FR2583295A1 — publié le 19861219

La présente invention concerne un jeu électronique permettant à un utilisateur d'obtenir différentes courbes sur un afficheur en contrôlant le mouvement de deux pendules circulaires couplés de longueur variable. Il existe actuellement un numéro de cirque dans lequel l'artiste utilise deux pendules circulaires de même longueur pour exécuter des figures et pour marteler le sol en cadence. Chaque pendule, dans ce cas, est contrôlé par une main de l'artiste, il n'y a donc pas de couplage. Le déphasage n'est perçu qu'à partir du bruit de l'impact sur le sol. L'une des difficultés à maintenir un déphasage donné entre deux pendules -circulaires de même longueur en rotation est liée à la difficulté d'apprécier ce déphasage autant qu'à l'interdépendance qui existe entre les mouvements des deux mains d'un individu. Le dispositif selon l'invention a pour but de fournir un moyen visuel d'apprécier la position de deux pendules circulaires qui ne sont plus nécessairement de même longueur en introduisant comme difficulté supplémentaire un couplage entre ces deux pendules. Il comporte une tige rigide dont les deux extrêmités matérialisent les axes de rotation des deux pendules circulaires. Cette tige est tenue horizontalement à proximité de ses deux extrêmités par le joueur. Il comporte deux pendules circulaires évoluant chacun dans un plan perpendiculaire à l'axe de la tige. Chaque pendule se compose d'un lest et d'un flexible. Il comporte deux bras mobiles comprenant chacun une partie creuse traversée par le flexible et tournant librement à l'intérieur de ltextrêmité de la tige et une partie, extérieure à la tige, dont l'extrêmité creuse épouse le mouvement de rotation du flexible qui la traverse. Il comporte deux capteurs de rotation comprenant chacun une partie mobile solidaire du bras mobile et une partie fixe solidaire de la tige. Le capteur transforme le mouvement de rotation en un signal électrique selon des techniques connues : couplage optique, magnétique, utilisation de rupteurs. Il comporte un système de réglage de longueur par pen dule. L'un de ces systèmes est statique, il permet un ajustage initial ; l'autre est dynamique et doit pouvoir êtreac- tionné par le pouce du joueur pendant que les pendules tournent ; il se trouve donc fixé à proximité d'une extrémité de la tige. Le but de la variation de longueur est d'entrainer une variation de la période de rotation. Il comporte un interrupteur de contrôle à contact fugitif qui sert, d'une part, à agir sur l'étant de l'afficheur et, d'autre part, à introduire des paramètres initiaux. Cet interrupteur est lui aussi aceessible à un pouce du joueur, il est donc fixé à proximité de l'extremité de la tige opposée à la précédente. Il comporte enfin un système d'affichage qui comprend un afficheur électronique, une alimentation avec son interrupteur d'arrêt marche et l'électronique de commande qui gère l'affichage en fonction des informations reçues des capteurs et des interrupteurs. L'afficheur électronique est choisi parmi ceux que l'état de l'art fournit : matrice de points à cristaux liquides, écran cathodique, etc... Le signal électrique détecté et codé par chacun des capteurs de rotation permet au minimum de reconnaître une origine, par exemple le flexible à la verticale vers le haut. Il est souhaitable qu'il permette en plus de repérer le sens de la rotation et chaque huitième de tour. Le système de réglage dynamique de longueur fournit au joueur une démultiplication de la force qu'il applique, suffisante pour lui permettre de vaincre sans difficulté la force centrifuge du pendule transmise par le flexible. Le frottement est suffisant pour que la longueur du pendule reste stable en l'absence de commande. Dans une variante, le système d'affichage est inclus dans un bottier solidaire de la partie médiane de la tige. L'alimentation se fait alors par piles. Cette solution donne l'autonomie au jeu qui peut alors etre utilisé en plein air. Les courbes affichées sont de manière préférentielle des courbes de Lissajous qui donnent une bonne indication sur la phase relative des deux mouvements et fournissent une grande variété de figures : droites, cercles, ellipses, sinusoldes, etc... Leur équation paramétrique est la suivante x = R sin (A(t)) y = R sin (B(t)) A(t) est l'angle que forme l'un des pendules avec sa position d'origine, en fonction du temps. B(t) est l'angle que forme l'autre pendule avec sa position d'origine, en fonction du temps. Les courbes sont contenues dans un carré de côté 2R. Les courbes intéressantes sont celles qui sont obtenues lorsque les périodes des pendules sont dans des rapports simples, par exemple : 1, 1/2, 2/3.Pour maintenir une lisibilité à l'affichage, un système efface l'ancienne portion de la courbe au fur et à mesure que s'en affiche une nouvelle. Ce système peut par exemple ne maintenir affichée que la portion de courbe qui correspond aux deux dernières périodes du pendule le plus rapide. L'interrupteur de contrôle est utilisé pour figer l'état de l'affichage et permettre ainsi l'observation plus détaillée des courbes les plus intéressantes, puis pour permettre un nouvel affichage. Lors de la mise en oeuvre du dispositif, le joueur, après avoir effectué la mise sous tension, met les deux pendules au repos à leur longueur maximale compatible avec une rotation sans contact avec le sol. Il commence ensuite à leur donner un même mouvement oscillatoire, en déplaçant la tige d'avant en arrière. Il amplifie ce mouvement jns- qu'à ce que celui-ci se transforme en rotation. Il obtient ensuite les différentes courbes en agissant sur le système dynamique de réglage de longueur tout en entretenant le mouvement de rotation. Ce mouvement présente une certaine difficulté en raison du couplage introduit par la tige, de la différence de période entre les pendules et de l'interdépendance entre les mouvements des deux mains. Si le joueur n'arrive pas à effectuer ce mouvement seul, il peut avoir recours à un partenaire qui se placera face à lui, chacun tenant une extrêmité de la tige de sa main la plus habile. Une difficulté supplémentaire consiste à faire tourner les deux pendules en sens opposé par rapport à un observateur dans le prolongement de la tige. Pour cela, il, est possible de démarrer avec un ou les deux pendules enroulés autour de la tige. Ce mouvement ne change pas les courbes mais seulement leur sens de parcours. Le fait de changer le côté où se trouve le pendule de longueur fixe revient à faire pivoter les courbes de 900. La figure 1 représente en perspective une réalisation du dispositif selon l'invention utilisé par un joueur. La figure 2 représente en perspective une réalisation possible du bras mobile et du capteur de rotation associé avec la partie fixe et la partie mobile dissociées. Les figures 3, 4 et 5 donnent trois vues d'une réalisation possible du système de réglage dynamique de longueur. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte une tige rigide (6) d'une longueur de l'ordre de 75 cm, qui comprend en son centre le bottier du système d'affichage (7) et, à environ 12 cm des extrêmités en (5), le système de réglage dynamique de longueur, en (8) le système de réglage statique et en (9) l'interrupteur de contrôle de l'affichage. A chaque extrêmité de la tige pivote un pendule constitué d'un lest (1) ou (13) et d'un flexible (2) ou (12) qui rejoint la tige à travers l'orifice du bras mobile (3) ou (11) associé au capteur (4) ou (10) et se termine sur le système de réglage de longueur. Le capteur de rotation représenté en figure 2 a comme partie principale un photo interrupteur (19) solidaire de la tige (6). Le bras mobile comporte une partie creuse (17) qui peut tourner à l'intérieur de la tige et une partie (14) creuse elle aussi, d'une longueur de l'ordre de 12 cm, qui épouse le mouvement de rotation du flexible (2) qui la traverse. Le bras mobile entraîne une couronne (16) percée régulièrement de huit trous qui permettent de repérer les huitièmes de tour et de trois trous supplémentaires qui permettent de repérer la position origine du flexible et le sens de la rotation. La couronne se déplace entre la partie émission alimentée à partir des piles du bottier par les fils (21) et la partie réception du photo interrupteur (19). Les trous modulent la lumière reçue et créent ainsi un signal électrique qui sten va vers le boltier par les fils (21). Le photo interrupteur est isolé de l'effet perturbateur de l'éclairage ambiant par une enceinte opaque constituée par les parties (15) et (20). Le bras mobile est maintenu dans a tige par une saillie (22) qui affleure dans la rainure (18). Les fils peuvent être dissimulés par un manchon. Le système de réglage dynamique de longueur est représenté sur les figures 3, 4 et 5. La figure 4 donne une vue de dessus avec la position de la main du joueur. La figure 3 donne une vue de face en coupe suivant AA. La figure 5 donne une vue de droite en coupe suivant BB. Ce système comporte une molette (23) drenviron 5 cm de diamètre, solidaire d'une roue à gorge (24) dont la partie creuse sur laquelle s'enroule le flexible à un diamètre d'environ 2 cm. La différence entre ces deux diamètres assure la démultiplication de la force appliquée. Dans le creux de la gorge se trouve un orifice qui débouche sur la molette en (25). L'extrêmité du flexible traverse cet orifice et s'y termine par un noeud. La molette comporte sur sa face supérieure une partie striée (28) sur laquelle vient presser un ressort.Par ce moyen, la longueur du pendule est stabilisée en l'absence de commande. L'orifice (27) permet au flexible de sortir de la tige pour rejoindre le creux de la gorge. Le système de réglage statique consiste en un support fixe (8) muni d'une encoche, situé à proximité d'un orifice sur la tige. Le joueur enroule la partie terminale du flexible, qui sort de la tige par l'orifice, autour du support et en bloque l'extrêmité dans l'encoche. Chaque pendule comporte un lest matérialisé par une balle en mousse et un flexible matérialisé par une corde solide d'environ 2 mm de diamètre. La balle mousse a une bonne inertie et est inoffensive en cas de heurts provoqués par des fausses manoeuvres. Le boîtier d'affichage solidaire de la tige comporte l'afficheur à cristaux liquides, les piles, l'interrupteur d''arrêt marche et l'électronique de commande. L'afficheur est constitué d'une matrice carrée de 32 points sur 32 d'environ 5 cm de côté. L'électronique de commande comporte principalement un microprocesseur et sa mémoire qui traite les signaux en provenance des capteurs et des interrupteurs et élabore des ordres pour les controleurs d'affichage. Le microprocesseur est initialisé lors de la mise sous tension. il chronomètre l'instant de passage des huit repères à l'aide d'une base de temps, il détermine les positions intermédiaires par extrapolation linéaire. Les courbes affichées ne le sont qu'en pointillé en raison de la faible définition de l'afficheur, elles sont cependant bien lisibles. La technique d'affichage fait partie de lté- tat de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif comportant deux pendules, un dispositif d'affichage, deux capteurs de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte une tige rigide (6) destinée à être tenue horizontalement par un joueur, aux extrémités de laquelle se raccordent les deux pendules circulaires de longueur variable (1) (2) et (12) (13) par l'intermédiaire de deux bras mobiles (3) et (11) transmettant le mouvement des dits pendules du dispositif d'affichage après détection et codage dans les capteurs de rotation. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les capteurs de rotation transforment le mouvement de rotation en un signal électrique permettant de repérer au minimum une position d'origine pour le pendule. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la variation de longueur de l'un des deux pendules est provoquée par un système de réglage dynamique (5) actionné par le poucè du joueur, le dit système assurant une démultiplication de la force appliquée et un frottement suffisant pour maintenir stable la longueur du pendule en l'absence de commande. 4 - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en.ce qu'il comporte un interrupteur à contact fugitif (9) fixé à proximité d'une des extrêmités de la tige, accessible à l'un des pouces du joueur, permettant de figer l'état de l'affichage en cours de jeu et d'introduire des paramètres lors de l'initialisation. 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'affichage s'effectue sur le dessus d'un boîtier solidaire de la partie médiane de la tige, le dit bottier contenant les piles, l'interrupteur d'arrêt marche et l-'électronique de commande. 6 - Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la courbe affichée est la partie d'une courbe de Lissajous qui correspond aux dernières révolutions des deux pendules, la forme de la dite courbe variant avec la période de l'un des pendules, cette variation de période étant elle-m8me due à la variation de longueur du pendule.