Brevet FR2704080A1 — publié le 19941021

Domaine de l'invention L'invention est un dispositif à toucher sensitif qui s'applique plus particulièrement au domaine des jeux électroniques ou vidéo aux manettes aux souris d'ordinateur qui permettent de déplacer un spot sur un écran et de tirer sur un mobile ou une cible pour un jeu ou de cliquer sur une fenêtre par exemple pour les programmes a' ordinateur. l'art antérieur est constitué , dans le cas des manettes notamment de jeux par un manche qui peut être orienté dans au moins quatre directions privilégiées;ce manche est mobile sur un boitier dans lequel se trouve quatre ou huit contacts de positionnement qui relient la fonction orientation manuelle xy dans le plan du manche à la fonction orientation tridimentionelle sur écran xyz sur écran un bouton de tir ou dit de feu est également placé ,soit: sur le manche ou sur le boitier ,il s'agit dans les cas les plus fréquents d'un micro-interrupteur à lames souples qui par pression d'un doigt sur le bouton permet de faire feu; ces lames souples sont des clinquants. Ce sont des matériaux le plus souvent métalliques conducteurs qui présentent un certain nombre d'inconvénients. Premièrement ces types de manettes obligent à se servir des deux mains ,ce qui dans certains cas,en particulier si le bouton n'est pas sur le manche,limite les manipulations il y a en effet découplage complet de la fonction orienta tion et de la fonction tir , ce qui peut produire des effets indésirables Deuxièmement le nombre élevé de tirs (utilisation intensive) entraine de rapides détériorations ruptures des lames par fatigue vibratoire et détérorations des contacts. Troisiemement il faut exercer sur le bouton une série de forces relativement élevées qui provoquent des crampes par crispation des doigts des utilisateurs Quatrièmement les signaux envoyés dans les manettes ou les souris équipées de ces types de moyens connus perturbent le programmes d'ordinateur; car ils envoient des signaux électriques de forme sensiblement carrée,dont la durée dépend du temps de pression mais dont l'onde porteuse est perturbée par des trains d'ondes parasites qui se superpo sent à ce signal principal Cinqièmement les signaux qui sortent des contacts ont aussi des effets de rebondissement ou de récurrence qui ajoutent des temps de retard dans l'exécution des commandes de tir, créent des parasites et interdisent les tirs de précicion il existe également dans l'art antérieur des Dispositifs dit sensitifs: ils sont constitués par des écrans tactiles ou des touches de clavier dtordinateur, c'est ainsi que le Brevet 8107371 intitulé : 'Dispositif sensitif au toucher destiné notamment à être utilisé en association avec une source cathodique de signaux telle qu'un tube cathodique" nous montre un écran derrière lequel se trouvent des moyens de détection de modification de signal lumineux provoqué par le toucher d'un doigt sur l'écran qui n'est dailleurs aucunement sensitif,les moyens mis en place dans cette invention sont complètement différents de ceux qui seront décrits dans la présente demande. Il existe.également des dispositifs à tablette sensitive qui bien qu'ils se rapprochent également du domaine de la présente invention sont différents par le fait que le doigt exerce une force ou une pression même faible sur la plaque ou la touche dite"sensitivele contact du doigt dans ce cas est nécéssaire; c'est ainsi que le Brevet Européen publié sous le.N? 0025282 intitulé "touch sensitive tablet using for détection" nous montre que la pression du doigt crée un signal électrique converti ensuite en données numériques vers un programme d'ordinateur par une électronique complexe,dans ce cas il s'agit d'une tablette et non d'une manette ou d'une souris I1 existe également des dispositifs à toucher sensitif qui s'appliquent au cas des touches de clavier; là encore si le résultat industriel est semblable, les moyens mis en oeuvre tant sur le plan sensitif ,qu'électronique sont différents surtout sur la façon de traiter le signal et de plus ces dispositifs ne s'appliquent ni aux souris ni aux manettes domaine extrèmement précis auquel s'applique l'invention La présente invention se propose donc de supprimer justement les précédents inconvénients en éliminant tous les moyens connus (contacts et micro-interrupteurs, boule de souris..) qui en sont la source. L'invention est donc une manette ou une souris équipée d'un dispositif sensitif qui fonctionne par simple effleurement sans pression ni appui sur un bouton de tir dans le cas d'une manette et sur la surface externe du boitier dans le cas d'une souris La Figure 1 de la planche 1/2 montre le nouveau dispositif appliqué au cas d'une manette la Figure 2 de la planche 1/2 montre le détail des moyens du dispositif sensitif. La Figure 3 de la planche 2/2 montre une vue en coupe d'une nouvelle souris équipée de ce dispositif La Figure 4 de la planche 2/2 montre une vue de dessus d'une nouvelle souris à multiples fonctions Dans un exemple purement illustratif et nullement limitatif la figure 1 représente une manette 1 comprenant un manche 11 immobile et fixé sur le boitier 19. sur ce manche Il est placé un bouton sensitif 13 rélié à un dispositif sensitif 10 qui permet, par minidéplacement ou simple effleurement d'un doigt au dessus d'un bouton sensitif 13 à une ditance D située entre 0 et 3 cm ,d'obtenir à partir d'un déplacement(x y) plan 4 un déplacement (xyz) 5 qui peut être tridimensionnel sur un écran 6 d'ordinateur ou vidéo un tir par approche ou effleurement du même doigt utilisé. Le dispositif sensitif 10 de la figure 2 est composé d'un matériau isolant 13 qui peut ètre directement le bouton sensitif 13 ,ce moyen est relié à une électronique 16 par un fil ou une connexion 17 se terminant par exemple par une lame conductrice 14,cette électronique est essentiellement un convertisseur 16 de signaux alternatifs 18 de basse fréquence(entre 50 et 70 hz)en signaux carrés 19 acceptés par tous les ordinateurs.Ces signaux peuvent être générés par l'approche du doigt qui capte par effet d'antenne dans une pièce les ondes ou signaux provenant des alimentations électriques du secteur le dispositif sensitif 10 qui peut être constitué par exemple par un simple matériau conducteur, relié par un fil 17 au convertisseur 16 de remise en forme des signaux 18 amenés par le touché d'un doigt qui envoie par simple effleurement le train d'onde erratiques des signaux 18 sur le susdit matériau Ce moyen d'électronique :convertisseur 16 peut être du type connu "Trigger de Schmidt" ou autre les éléments qui le composent sont simples:et à la portée de l'homme de métier du domaine de 1' électronique qui sait résoudre ce problème. les seules caractéristiques demandées à ce convertisseur 16 est de générer en sortie des signaux carrés purs qui ne perturbent pas les ordinateurs leurs périphériques ni les pro grammes d'ordinateurs (Technologies de types"CMOS ou "TTL"..) I1 s'en suit bien entendu de nouvelles fonctions et d'énormes avantages en même temps que la suppression de tous les incon vénients relatés dans certains moyens de l'art antérieur à savoir :suppression des contacts,souris ,micro-interrupteurs la manette 1 à toucher sensoriel devient agréable,comme la mécanique est supprimée la durée de vie du dispositif devient pratiquement infinie elle ne dépend que de celle de conver tisseur 16 fait pour durer. il faut également noter que dans la présente invention le manche 11 est fixe et qu'il peut prendre toutes les formes esthétiques possibles , et que même sa suppression peut être envisagée.d'autre part la manette 1 peut devenir autonome en alimentation électrique du fait de sa très faible consom mation. La suppression de toutes les connexions avec la con sole video ou l'ordinateur est possible ,une alimentation par rayonnement tres faible en énergie peut s'envisager. Dans un deuxième exemple également non limitatif appliqué au cas d'une souris 2 d'ordinateur;la figure 3 nous montre cette nouvelle souris qui comprend un simple boitier 29 supportant une plaque isolante 23 fixée sur ce dernier. Le doigt vient effleurer la surface externe de la plaque 23 il transmet alors des signaux de même nature que dans le cas de la manette par l'intermédiaire d 'une ou plusieurs lames isolantes 24 à au moins un dispositif sensitif (semblable à celui de la manette 1) et situé dans le boitier 29 sous la plaque isolante 24 ,le nombre dewces dispo sitifs sensitifs 10 dépend du niveau de sensibilité désiré. Le mini-déplacement du doigt sur la plaque 23 décrit une petite zone 4 de déplacement dans le plan xy de la dimension désirée et qui peut être de faible surface, ce déplace -ment induit sur un écran vidéo 6 une zone de déplacement xyz 5 par exemple tridimentionnelle définie en fonction du programme désiré ,cette zone tridimensionelle et peut même correspondre comme nous le verrons par la suite à des systèmes multifonctionnels. L'approche du doigt sur une touche 27 reliée au dispositif sensitif 10, par l'intermédiaire d'une lame conductrice 24 permet de déclencher un tir ou un clic de la souris 2 Bien évidemment les signaux qui sortent de ce type de souris 2 équipé d'au moins un dispositif sensoriel 10 sont parfaitement purs,et de forme carrée comme dans le cas des manettes; ils sont récurrents si il y a plusieurs tirs. La figure 3 montre en particulier une délimitation de la zone 4 -d'effleurement du doigt qui dailleurs peut être remplacé par un objet de forme quelconque, le clic de la souris est déclenché par simple effleurement d'une zone située au dessus de la touche dite sensitive 27 découplée de la zone 4 comme dans le cas de la manette le doigt peut effleurer ou venir se placer à une distance D comprise entre 0 et 3 cm Enfin nous terminerons la description de cette invention par une des formes les plus illustratives : à savoir la souris 3 à mutiples fonctions la figure 4 nous montre une vue de dessus d'une telle souris qui possède à la fois au moins une zone sensitive 33 sur laquelle le doigt peut effectuer son déplacement rotatif 4 et une série de pavés sensitifs par exemple 6 (371 à376) leur nombre étant non limitatif, cette souris permet donc d'initier multiples programmes ou fonction à la fois sur une console de jeux ou vers des ordinateurs,ce qui ouvre un nombre infini de possibilités,en particulier pour des pro grammes complexes gérés par de gros ordinateurs ou le nombre de fonctions à générer est important. L'opérateur utilise encore aujourd'hui des moyens archaiques potentiomètres etc Enfin pour terminer nous rappellerons les avantages très intèressants de cette invention qui supprime pratiquement tous les inconvénients des moyens mécaniques , de ce fait il n'y a plus besoin de nettoyage ,le nouveau dispositif sensitif est fiable, la mécanique archaique des anciens dispositifs a été remplacée par un ensemble de moyens simples et limités qui procure un confort à l'utilisateur. Cette simplification des moyens connus remplacés par de nouveaux moyens en nombre plus faible en fait une invention fiable et parfaitement industrialisable Revendications l-Manette(l) notamment de jeu vidéo caractérisée en ce qu'elle est constituée par un manche (11) immobile, fixé sur un boitier (19)à l'intérieur duquel est situé un dispositif sensitif (10) qui permet par un mini-déplacement (4)ou effleurement d'un doigt sur un bouton > (l3) situé par exemple sur le manche -d'obtenir un déplacement tridimensionnel (5) (xyz)sur un écran vidéo(6) -de déclencher un tir par approche ou effleurement du même bouton (13) en utilisant un seul doigt ou objet quelconque. 2-Manette (1) notamment de jeu vidéo selon la revendication 1 caractérisée en ce que son dispositif sensitif (10) est constitué par un matériau isolant (13) qui peut être le bouton lui-même relié à un convertisseur de signaux(16)par l'intermédiaire d'une lame conductrice (14) et d'un fil conducteur ou d'une connexion (17) 3- Manette (1) notamment de jeu vidéo selon la revendication 1 caractérisée en ce que son manche peut prendre toutes les formes possibles et même être sup primé 4- Manette (1) notamment de jeu vidéo selon la revendication 1 caractérisée en ce que son alimentation électrique A peut être de très faible niveau d'amplitude et être par exemple::une source de rayonnements de très faible énergie, et complètement découplée à la fois de la ditemanette (1) et de l'écran vidéo (6) 5- Souris notamment d'ordinateur caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins un dispositif sensitif (10) qui permet par simple effleurement ou approche du doigt à une distance D déterminée d'une plaque isolante (23) d'obtenir:: -à partir d'un mini-déplacement manuel dans une zone(4)plane au dessus de la ladite plaque(23)d'obtenir une zone(5)de déplacement tridimentionnelle sur un écran (6) d'ordinateur - un tir ou un clic de la ditesouris (2) par approche ou effleurement d'une touche sensitive (29)reliée à au moins un dispositif sensitif (10) 6-Souris (3) notamment d'ordinateur selon la revendication 5 caractérisée en ce qu'elle peut être multifonctionnelle et comporte -au moins une zone(4)de déplacement plane manuelle dite sensitive (xy) sur laquelle notamment un doigt peut, en effectuant par effleurement ou rotation au dessus d'une plaque isolante (33) au moins engendrer une zone de dé placement trimensionnelle (xyz) sur un écran (6) -une série de pavés sensitifs par exemple six (371 à376) non limitative qui permettent d'initier ou d'actionner de multiples fonctions ou programmes ou fenètres de menus d'ordinateurs 7- Manette (1) notamment de jeux et souris (2) et (3) notamment d'ordinateurs suivant l'une des précédentes revendications sont caractérisées en ce que la distance D au bouton (13)ou aux plaques isolantes d'effleurement (23) et (33) se situe entre 0 et 3 cm 8-Manette(l) notamment de jeu vidéo ou souris (2) ou (3) multifonctionnelles selon l'une des précédentes revendications comporte au moins un dispositif sensitif (10) composé d'un convertisseur(l6) de signaux alternatifs basse fréquence (18) ayant comme principales fonctions de convertir les signaux (18) provenant des l'extrémité notamment d'un doigt qui capte par effet d'antenne ces signaux alternatifs par exemple amenés par le courant électrique du secteur (fréquence comprise entre 50et 70 hz)en signaux carrés(l9) purs acceptés par les ordinateurs et les consoles vidéo, ce ditconvertisseur pouvant être notamment du type" Trigger de Schmidt."