Brevet FR2590033A1 — publié le 19870515

La présente invention concerne un dispositif permettant de détecter la position en trois dimensions d'un objet grâce à la lumière qu'il renvoi par diffusion lorsqu'il se trouve éclairé par un faisceau laser dirigé par un ordinateur. Le principe meme de ce dispositif basé d'une part sur une source unique de lumière laser d'autre part sur un seul capteur optique confère à ce système une grande simplicité de mise en oeuvre et une diversité d'applications par simple adaptation du programme informatique (musique, mise en scène etc. Le principe de détection est le suivant (figure 1) La direction du faisceau de lumière (2) émise par un tube laser (1) à un instant donné est définie en deux axes X et Y par un ordinateur (5) pilotant un système de déviation électro-optique (3) (miroirs galvanométriques (4), cristaux acousto-optiques etc...). Le niveau de lumière réfléchi ou diffusé (8) résultant de l'interception du faisceau (6) par un objet (7) est recueilli par un seul capteur optique (9) (Cellule photo électrique etc...) qui est alors lu par l'ordinateur. S'il n'y a pas d'objet dans une direction donnée (10) le capteur ne recevra aucune lumière réfléchie en provenance du laser. Par modification successive de la direction du faisceau et par lecture de la lumière résultante, le programme informatique peut aisément connattre d'une part la position X et Y de objet, éventuellement sa vitesse et d'autre part interpréter le niveau de lumière reçu comme étant dépendant de la distance séparant l'objet du capteur ou de l'inclinaison de la surface éclairée. Les opérations de positionnement en direction du faisceau laser (balayage) et de lecture du capteur optique se faisant à très grande vitesse il devient aisé, en tenant compte du phénomène de persistance rétinienne de donner l'illusion d'une structure fixe de faisceaux laser, matérialisés grâce à de la fumée et dans laquelle toute pénétration est detectce. La figure 2 concerne la réalisation d'un instrument de musique basé sur ce principe et dans lequel le traditionnel clavier est remplacé par de la lumière (2) émise par un tube laser (1) l'ordinateur (5) est connecté à un ou plusieurs synthétiseurs électroniques de son (11) auxquels il fait parvenir les résultats de sa détection. Chacun des faisceaux dirigés verticalement vers le ciel et touchés par un objet (position en X) peut etre affecté à une hauteur de son donnée. Mais le caractère innovant de cette application réside dans l'affectation des deux autres paramètres de détection : position en Y du déviateur électro-optique (3) et luminosité reçue (8) par le capteur (9). En effet, la vitesse d'attaque du faisceau laser ou la "pression" que l'on exerce dessus (profondeur du doigt en Y) peut être utilisé pour moduler l'intensité du signal sonore ; la hauteur de la main ou son inclinaison (luminosité reçue) peut correspondre à un autre élément comme, par exemple, la forme d'onde du signal donnant alors un son plus ou rnoins riche en harmonique, plus ou moins "doux". Tous ces effets confèrent alors à l'interprétation musicale, un caractère expressif. De plus, la précision du àétecteur de position ne dépendant que du nombre de directions analysées, il devient possible de définir la hauteur du son non plus de demi ton en demi ton, mais de façon pratiquement continue (glissando). En adaptant une structure laser appropriée et en employant un synthétiseur de percussion, nous obtenons alors une "batterie laser". Par simple basculement horizontal de l'ensemble de la structure de faisceaux laser, il devient possible de faire évoluer des danseurs dans la lumière qui deviendront alors les "doigts" de l'interprète une chorégraphie musicale en somme. Enfin, les résultats de la détection par le capteur peuvent être affectés exclusivement à des modifications en direction ou en forme de balayage laser et ce à des fins purement visuelles ou scéniques. REVENDICATIOs*S 1) Dispositif de détection en trois dirnensions d'objet par lumière laser, caractérisé en ce qu'il comporte un système de déviation deux axes de faisceau laser (3) et un capteur optique (9) recueillant la lumière diffusée par l'objet (7) et géré par ordinateur (5) 2) Dispositif selon la renvendication 1 caractérisé par l'application à la création musicale et scénique au travers de générateurs de son électronique (11) 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par la modification de direction ou de forme du balayage laser en fonction des résultats du capteur.