Brevet FR2698978A3 — publié le 19940610

FR 2698978 A3 19940610 FR 9214630 A 19921204 La orésente invention concerne un appareil de commande "à manche à balai" utilisable pour jouer à des jeux vidéo. Différents jeux vidéo utilisables sur des appareils de jeu vidéo, tels que les systèmes de divertissement "Atari", "Nintendo" et "Sega", sont largement et couramment utilisés aujourd'hui pour la distraction chez soi et ailleurs Actuellement, ces jeux sont exploités au moyen de programmes de logiciel Pour jouer au jeu, on manoeuvre un bloc de touches sur un dispositif qui est tenu tenu à la main et qui est relié à l'appareil de jeu au moyen de fils de commande A son tour, l'appareil de jeu vidéo est raccordé à un moniteur, un téléviseur classique étant souvent utilisé comme moniteur. N'importe lequel des appareils couramment disponibles de ce genre exige que la personne qui joue au jeu ou l'opérateur sait relié physiquement par des fils à l'appareil de jeu L'installation des fils limite le déplacement des Joueurs et les fils risquent de s'emmêler Par ailleurs, tout appareil de commande à distance, couramment disponible, ne réagit pas correctement lorsque deux joueurs manoeuvrent l'appareil en même temps, c'est-à-dire qu'une interférence d'identification se produit entre deux signaux de transmission émis par deux unités de commande à manche à balai. La présente invention met à disposition un appareil de commande à manche à balai pour Jeux vidéo, qui n'exige aucune liaison par fils avec l'appareil de jeu, c'est-à-dire que l'appareil de commande à manche à balai de la présente invention utilise des techniques de transmission électromagnétique pour commander à distance l'appareil de jeu vidéo. Un autre avantage de la présente invention est que deux appareils manuels de commande à manche à balai peuvent être manoeuvrés par deux joueurs en même temps, en utilisant deux signaux de transmission ayant des largeurs d'impulsion différentes. Un autre avantage de la présente invention est que les deux appareils manuels de commande à manche à balai peuvent être utilisés indépendamment et simultanément, le récepteur étant en mesure d'identifier et de décoder les deux signaux de transmission à largeurs d'impulsiondifférentes émis respectivement par les appareils de commande à manche à balai. Un autre avantage encore de la présente invention est qu'il n'y a pratiquement pas d'effets directionnels. Un avantage supplémentaire de la présente invention est que le dispositif est compatible avec la plupart des machines de jeu vidéo basées sur un ordinateur et couramment disponibles. D'une manière générale, la présente invention a pour but de mettre à disposition un dispositif de commande à manche à balai pour Jeux vidéo ou similaires, dans lequel des premier et second appareils de commande manuelle sont munis chacun d'une touche ou d'un commutateur pour la sélection d'un joueur-l ou d'un joueur-2, et chaque manche à balai contient au moins une touche ou un commutateur supplémentaire pour une commande de fonction Chaque appareil de commande manuelle est muni de moyens pour émettre un signal électromagnétique dans la gamme de fréquences de l'infrarouge Ce signal est modulé de façon à contenir des bits de départ, et les deux appareils de commande manuelle utilisent les mêmes bits de départ pour leurs signaux de transmission Le signal modulé en largeur d'impulsion provenant de chaque appareil de commande a une durée TO Les premier et second appareils de commande manuelle ont l'un et l'autre la même période de répétition T TO est choisi de façon à être inférieur au tiers de T et T est en outre choisi de façon à être inférieur à 8,3 secondes Des moyens récepteurs sont prévus pour recevoir les signaux émis à la fréquence sélectionnée dans la gamme de fréquences de l'infrarouge, et des moyens sont prévus pour détecter l'impulsion sur le signal Des moyens détecteurs de largeur d'impulsion sont prévus pour détecter les premier et second signaux, en utilisant un compteur à haute résolution et un générateur d'impulsions d'horloge Les impulsions de largeurs différentes peuvent être séparées et envoyées à des décodeurs distincts Chaque décodeur est prévu pour décoder le signal qui a été codé par un émetteur Chaque signal de commande décodé est délivré à l'appareil de Jeu vidéo à travers une interface de sortie séparée qui est compatible avec l'interface de manche à balai de la machine de Jeu vidéo. La présente invention va maintenant être décrite, à seul titre d'exemple, en référence aux dessins annexés. La fig 1 est un schéma fonctionnel d'un système de télécommande par infrarouge de Jeu vidéo selon la présente invention. La fig l A est un schéma représentant une configuration standard de manche à balai de télécommande sans fils pour système de jeu vidéo ou sur PC selon la présente invention. La fig 2 est un schéma fonctionnel d'un premier émetteur selon la présente invention. La fig 2 A est un schéma fonctionnel d'un deuxième émetteur selon la présente invention. La fig 2 B est une vue en élévation d'une console de jeu portable à manche à balai, à touches et à commutateurs manoeuvrables à la main selon la présente invention. La fig 3 est un schéma fonctionnel d'un récepteur infrarouge selon la présente invention. La fig 4 illustre le format de donnée de transmission de IRJ 1 (Infrared Remote Joystick No 1 = Manche à balai de télécommande par infrarouge n'1); le format de donnée de transmission de IRJ 2 (manche à balai de télécommande par infrarouge n' 2); Si: format de donnée du signal d'émission de IRJ 1; et 52: format de donnée du signal d'émission de IRJ 2. La fig 5 représente le format de donnée des signaux de transmission de IRJI 1 et IRJ 2 et leur forme d'onde binaire, représentée par des largeurs d'impulsion et des temps de coupuyre différents, avec Si et Pi: signal d'émission de IRJ 1 et forme d'onde d'un bit; 52 et P 2: signal d'émission de IRJ 2 et forme d'onde d'un bit. La fig 6 montre la définition des états logiques binaires de Pl et P 2, à la fois sous forme d'onde et sous forme de tableau. La fig 7 représente deux signaux SI et 52 mélangés ensemble dans le même canal de communication et les signaux mélangés reçus par le récepteur, dans le cas 1: pas de collision du tout. La fig 8 représente des signaux Si et 52 mélangés ensemble dans le même canal de communication et les signaux mélangés reçus par le récepteur, dans le cas 2: collision partielle ( 51 et 52 ne se recouvrent pas à %). La fig 9 représente les signaux mélangés 51 et 52 sous la forme d'un chronogramme des bits, les impulsions Pl et P 2 du signal mixte entre le mode flash et le mode avec porteuse. La fig Il est un schéma des circuits matériels d'un émetteur, selon une forme de réalisation préférée de la présente invention. Pour se référer à la fig 1, il y est représenté un schéma fonctionnel de la structure du système de commande à manche à balai, à infrarouge, pour Jeu vidéo selon la présente invention, comprenant un premier émetteur 11, un second émetteur 12 et un récepteur 13 relié à une machine de jeu vidéo 14 Les premier et second émetteurs 11, 12 émettent des codes de différentes largeurs d'impulsion au moyen de diodes électroluminescentes à infrarouge respectives Les signaux en provenance des premier et second émetteurs 11, 12 sont reçus respectivement par le récepteur 13 et traités par le procédé de filtrage et décodage, puis transmis à la machine de Jeu vidéo 14 par un circuit d'interface pour réaliser la communication. Pour se référer à la fig l A, il y est représenté un arrangement composé des manches à balai des premier et second émetteurs en fonctionnement avec la machine de jeu vidéo par l'intermédiaire du récepteur, les manches à balai étant désignés par 111 et 112; le numéro 13 désigne le récepteur; le numéro 14 désigne la machine de jeu vidéo et le numéro 15 désigne un moniteur. Pour se référer à la fig 2, il y est représenté un schéma fonctionnel du premier émetteur, dans lequel une horloge de base 25 délivre un signal à un générateur de signal impulsionnel 26 en vue du filtrage et de la sélection de largeur d'impulsion, de sorte que des bits de départ 21 et des codes de touches 22 soient mélangés au moyen d'un mélangeur 23 et mis sous la forme du signal numérique désiré, lequel est alors envoyé à un circuit 24 de commande d'émetteur infrarouge, amenant celui-ci à émettre un signal infrarouge 27. Pour se référer à la fig 2 A, il y est représenté un schéma fonctionnel du second émetteur Sa structure interne est semblable à celle du premier émetteur de la fig 2 La seule différence entre le premier émetteur et le second émetteur est la position du commutateur Le commutateur dans le premier émetteur de la fig 2 est placé dans la position P-1 (JOUEUR-1) et le commutateur dans le second émetteur de la fig 2 A est placé dans la position P-2 CTOUEUR-2). Pour se référer à la fig 2 B, il y est représenté une console de jeu portable à manche à balai, à touches et à commutateurs manoeuvrables à la main selon la présente invention, comportant une touche de direction 131, une touche gauche 132, une touche droite 132, une touche de sélection 135, une touche de mise en marche, deux touches turbo X et Y, deux touches de fonction A et B et deux touches 133, 134 de sélection JOUEUR-1/JOUEUR-2. Pour se référer à la fig 3, il y est représenté un schéma fonctionnel du récepteur Le signal infrarouge 27 en provenance de l'un ou l'autre émetteur est reçu par une diode 31 et amplifié par un pré-amplificateur 32, puis détecté par un détecteur de largeur d'impulsion 33. Le signal d'horloge nécessaire pour le détecteur de largeur d'impulsion 33 est fourni par un générateur d'impulsions d'horloge 38 Après sa détection, le signal est envoyé à un décodeur Pl 34 s'il a été identifié comme émanant du JOUEUR-1, ou il est envoyé à un décodeur P 2 35 s'il a été identifié comme émanant JOUEUR-2 Après avoir été traité dans le décodeur Pl 34 ou dans le décodeur P 2 35, le signal est décodé et converti en le code correspondant et envoyé à la machine de Jeu vidéo par l'intermédiaire d'une interface de sortie JOUEUR-1 36 ou d'une interface de sortie JOUEUR-2. La fig 4 représente le format de donnée de transmission selon la présente invention, à savoir le format de donnée de transmission de IRJ 1 (manche à balai de télécommande par infrarouge n'1), le format de donnée de transmission de 1 RJ 2(manche à balai de télécommande par infrarouge n' 2)>, 3 bits de départ plus 12 bits de donnée de Si (forme d'onde du signal d'émission de IRJ 1 ? et 3 bits de départ plus 12 bits de donnée de 52 (forme d'onde du signal d'émission de IRJ 2) Un signal de donnée de commande à 16 bits en sortie du décodeur pour la machine de Jeu "Super NINTENDO" est également représenté Les signaux émis par chacun des dispositifs de commande à manche à balai sont désignés ci-après par IRJ 1 et IRJ 2 respectivement De préférence, IRJ 1 et IRJ 2 sont constitués chacun par un signal à 15 bits ayant une durée TO Chaque signal comporte un groupe de bits de départ, qui a toujours la configuration logique " 101 " Etant donné que l'état logique négatif est utilisé dans chaque manche à balai, les bits de départ " 101 " génèrent une impulsion ( 16 us pour IRJ 1 et 48 jus pour IRJ 2) Le groupe de bits de départ (signal pilote de départ) est détecté par le récepteur pour lancer la réception des bits de données qui suivent. La fig 5 représente les formats de donnée de transmission de IRJI et IRJ 2 et leur forme d'onde binaire, représentée par des largeurs d'impulsion et des temps de coupure différents, avec Si et Pi: signal d'émission de IRJ 1 et forme d'onde d'un bit; 52 et P 2 signal d'émission de IRJ 2 et forme d'onde d'un bit; Pi: la largeur d'impulsion est de 16 gs au niveau haut de tension et de 240 jis au niveau bas de tension; la durée de chaque bit est de 256 gs; P 2: la largeur d'impulsion est de 48 ys au niveau haut de tension et de 208 is au niveau bas de tension; la durée de chaque bit est de 256 ys; L'état logique des deux données de transmission est défini comme logique négative. La fig 6 montre, sous forme de tableau et de graphiques, la définition des états logiques. Impulsion/forme du signal: Impulsion Pas d'impulsion Définition 1/0 d'un bit:O 1 Durée d'un bit: 256 is 256 ps Durée niveau haut Temps de coupure, (largeur d'impulsion) niveau bas Impulsion 1 (P 1) 16 ps 240 ls Impulsion 2 (P 2) 48 us 208 is Afin que les deux unités de commande à manche à balai à infrarouge (IRJI et IRJ 2 > se partagent le même canal de communication et qu'elles soient néanmoins en mesure de fonctionner simultanément, des méthodes originales sont appliquées selon la présente invention Les signaux émis par IRJ 1 et IRJ 2 sont représentés sur la fig 7. Ils sont désignés par 51 et 52 respectivement IRJI 1 et IRJ 2 émettent l'un et l'autre des données par impulsions, dont chacune a une durée TO selon ce qui est indiqué sur la fig 7 La période de répétition des signaux en provenance de IRJI et IRJ 2 est la même et a une durée T, comme le montre la fig 7 La fréquence de récurrence de la transmission des données est 1/T pour IRJ 1 et IRJ 2 Dans cette forme de réalisation préférée, on choisit: TO = 256 is x 15 = 3840 jus = 3,84 ms T = 3 TO = 11,52 ms La fig 7 montre aussi les deux signaux Si et 52 mélangés ensemble dans le même canal de communication, dans le cas o les signaux mélangés reçus par le récepteur ne présentent pas de collision du tout (cas 1 t La probabilité de non collision de la donnée-1 et de la donnée-2 est: Pnc = 1-2 T 0/T = 1/3. La fig 8 représente les deux signaux Si et 52 mélangés ensemble dans le même canal de communication, dans le cas o les signaux mélangés reçus par le récepteur présentant une collision partielle (cas 2: Si et 52 ne se recouvrent pas à 10014) La probabilité de collision partielle de la donnée-1 et de la donnée-2 est Pc = 2 T 0/T = 2/3. La fig 9 représente les signaux mélangés Si et 52 sous la forme d'un chronogramme des bits Les impulsions FI et P 2 du signal mixte et que la cadence de rafraîchissement d'image ou la persistance rétinienne est de 33,3 ms pour un oeil humain moyen, l'opérateur ou utilisateur du manche à balai ne peut pas percevoir de perte de données de transmission. La fig 10 montre la différence de forme d'onde entre le mode flash et le mode avec porteuse: Mode flash: Un signal sans fréquence plus élevée (fréquence porteuse) apparaît pendant la durée définie comme étant le temps de marche Cela signifie une tension de niveau haut ou de niveau bas sans commutation à grande vitesse; Mode avec porteuse: on effectue une modulation de fréquence pendant le temps de marche, pour une commutation à haute fréquence pendant que le signal de plus basse fréquence est au niveau haut, Pour se référer à la fig 11, il y est représenté un schéma des circuits matériels d'un émetteur selon la présente invention, dans lequel IC 1 et IC 2 sont des codeurs de bits de départ et de signaux de touche; IC 3 et IC 4 sont respectivement un diviseur de fréquence et un compteur; IC 5 est un générateur d'impulsions d'horloge ( 500 k Hz); IC 6 et IC 7 ainsi que IC 8 sont des générateurs d'impulsions, sélectionnés par Si, pour produire des impulsions de 16 gs et de 48 gs de largeur respectivement. Selon ce qui a été indiqué, la présente invention est propre à faire en sorte que des signaux provenant de différents manches à balai soient reçus par le même canal de communication et soient identifiés et décodés d'après des largeurs d'impulsion différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande à distance par infrarouge à manche à balai, comprenant un premier émetteur ( 11), un second émetteur ( 12) et un récepteur ( 13), ce récepteur étant relié à une machine de Jeu vodéo ( 14), lesdits premier et second émetteurs comportant chacun une diode électroluminescente à infrarouge ( 27) commandée de façon à envoyer audit récepteur, à travers l'air, un signal respectif de largeur d'impulsion différente de l'autre, afin de permettre que le signal soit traité par le procédé de filtrage et de détection, puis envoyé à ladite machine de jeu vidéo par un circuit d'interface ( 31-37), afin de commander le fonctionnement de ladite machine de jeu vidéo. 2. Dispositif de commande à distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 1, dans lequel lesdits premier et second émetteurs ( 11,12) comprennent chacun une horloge de base ( 25) pour fournir un signal à un générateur de signal impulsionnel ( 26) en vue du filtrage et de la sélection de largeur d'impulsion, pour permettre que des bits de départ ( 21) et des codes de touches ( 22) soient mélangés au moyen d'un mélangeur ( 23) et mis sous la forme du signal numérique désiré, lequel est ensuite envoyé à un circuit ( 24) de commande d'émetteur à infrarouge pour amener celui-ci à émettre un signal infrarouge. 3. Dispositif de commande à distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 2, dans lequel le signal infrarouge est reçu par une diode ( 31) dans il 12 2698978 ledit récepteur ( 13), amplifié par un pré-amplificateur ( 32) et détecté par un détecteur de largeur d'impulsion qui reçoit un signal d'horloge d'un détecteur de largeur d'impulsion ( 33 >, puis il est envoyé à un décodeur JOUEUR-1 ( 34) si le signal infrarouge a été identifié comme émanant du joueur N i, ou envoyé à un décodeur JOUEUR-2 ( 35) si le signal infrarouge a été identifié comme émanant du joueur N 2, pour permettre que le signal infrarouge soit décodé et converti dans le code correspondant et envoyé à ladite machine de Jeu vidéo par une interface de sortie de JOUEUR-1 ( 36) ou une interface de sortie de JOUEUR-2 ( 37). 4. Dispositif de commande à distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 1, dans lequel la probabilité de non collision de la donnée-1 et de la donnée-2 dudit récepteur ( 13) est: Pnc = 1-2 T 0/T = 1/3. 5. Dispositif de commande & distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 1, dans lequel la probabilité de non collision des bits de la donnée-1 et de la donnée-2 dudit récepteur ( 13) pour une transmission est: 5/6 = 83,3 %. 6. Dispositif de commande à distance par infrarouge & manche à balai selon la revendication 1, dans lequel la probabilité de collision partielle de la donnée-1 et de la donnée-2 dudit récepteur ( 13) est: Pnc = 2 T 0/T = 2/3. 7. Dispositif de commande à distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 1, dans lequel la probabilitéde collision bit par bit de la donnée-1 et de la donnée- 2 dudit récepteur ( 13) est: Pbit-c = ( 16 + 48)/256 = 1/4. 8. Dispositif de commande & distance par infrarouge à manche à balai selon la revendication 1, dans lequel la probabilité totale de collision bit par bit de la donnée-1 et de la donnée-2 dudit récepteur ( 13) est 1/4 x 2/3 = 1/6.