Brevet FR2711004A3 — publié le 19950414

FR 2711004 A3 19950414 FR 9311852 A 19931005 DISPOSITIF D'ENTREE DE COORDONNEES PHOTO-ELECTRIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées qui utilise des transistors photo-électriques à mono-pastille pour recevoir la lumière d'une source de lumière X et d'une source de lumière Y à travers des orifices d'une roue quadrillée X et d'une roue quadrillée Y et ensuite pour produire des signaux de tension correspondants, destinés à la commande de déplacement. Un dispositif d'entrée de coordonnées largement connu du type à deux paires d'ensembles photo-électriques intégrés comprend deux paires d'ensembles photo-électriques montées respectivement sur les axes X et Y sur deux côtés opposés d'une roue quadrillée respective. La roue quadrillée présente des orifices espacés régulièrement et des parois d'isolement d'égales largeurs disposées en alternance sur la circonférence. Deux diodes émettrices de lumière et deux transistors photo-électriques incorporés dans une mono-pastille sont disposés respectivement sur les deux côtés opposés des roues quadrillées respectives. Lorsque la roue quadrillée est mise en rotation, des actions de transmission de lumière et de masquage de lumière sont produites en alternance, et les transistors photo-électriques respectifs sont amenés à produire des signaux alternatifs, qui sont ultérieurement traités par une unité centrale de traitement et convertis en deux signaux par impulsions à 90 degrés de différence de phase pour l'identification du déplacement vers l'avant ou vers l'arrière. Cette structure de dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées n'est pas encore satisfaisante en fonction. Un inconvénient de cette structure de dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées est son coût de fabrication onéreux, compte-tenu de sa structure complexe. Un autre inconvénient de cette structure de dispositif photo- électrique d'entrée de coordonnées est son ajustement de phase. Compte-tenu de l'utilisation de deux diodes émettrices de lumière et de deux transistors photo-électriques avec chaque roue quadrillée, l'ajustement de phase est relativement complexe. Un autre inconvénient supplémentaire de ce dispositif photo- électrique d'entrée de coordonnées de la technique antérieure est la fréquence élevée d'oscillation. Compte-tenu du fait que les orifices et les parois d'isolement de la roue quadrillée sont identiques, les transistors photo-électriques peuvent subir des interférences par les bruits externes (lumière extérieure ou tension de RS232 instable) et produire des ondes de ronflement et une série de signaux par impulsions de largeur de bande invalide. Encore un inconvénient supplémentaire du dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées de technique antérieure est son processus de montage complexe et ses procédures de réglage, ce qui peut avoir pour conséquence un taux de défauts élevés. Il existe une autre structure de dispositif d'entrée de coordonnées de type à ensemble photo-électrique monobloc qui comprend deux ensembles photo-électriques montés respectivement sur les axes X et Y. Chaque ensemble photo-électrique comprend deux pastilles de réception pour recevoir la lumière issue d'une source de lumière à travers des orifices de la roue quadrillée respective. Les orifices et parois d'isolement de la roue quadrillée sont identiques. Lorsque la roue quadrillée est mise en rotation, deux signaux par impulsions avec 90 degrés de différence de phase sont produits pour la commande de déplacement. Cette structure nécessite moins de composants à assembler, et par conséquent est relativement bon marché. Cependant, les problèmes de la procédure de réglage de phase difficile et de la fréquence élevée d'oscillation ne sont pas encore résolus. La présente invention élimine les inconvénients précédemment mentionnés. Selon un des aspects de la présente invention, le dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées comprend une boule roulante, deux roues d'entraînement disposées à angle droit et entraînées respectivement par la boule roulante, deux ensembles photo- électriques montés respectivement dans les directions X et Y et mis en rotation par les roues d'entraînement. Chaque ensemble photo- électrique comprend une roue quadrillée, qui présente une série d'orifices situés autour de la circonférence et une série de parois d'isolement disposées en alternance entre les orifices, une source de lumière disposée sur un côté de la roue quadrillée, un transistor photo-électrique intégré sur mono-pastille disposé sur un côté opposé de la roue quadrillée pour recevoir la lumière issue de la source de lumière passant à travers les orifices, et produire des signaux de tension haute/basse en fonction de la transmission de lumière et du masquage de lumière pour les convertir en signaux par impulsions respectifs par une unité centrale de traitement destinée à commander le déplacement d'un curseur sur un écran de visualisation. Selon un autre aspect de la présente invention, les orifices (ou les parois d'isolement) de la roue quadrillée sont réalisés de largeur égale, et les parois d'isolement (ou les orifices) sont réalisées suivant trois largeurs proportionnelles disposées en alternance l'une après l'autre. Le rapport de proportion des trois largeurs proportionnelles est de préférence disposée suivant l'ordre 1: 2: 3 ou 3: 2: 1. Par conséquent, la présente invention permet d'atteindre les avantages suivants. 1. Elle est peu onéreuse à fabriquer car seule une diode émettrice de lumière et un transistor photo-électrique intégré sur mono-pastille sont utilisés avec chaque grille quadrillée pour la commande de déplacement vers l'avant/vers l'arrière. 2. Le problème d'ajustement de phase est éliminé car les positions de la diode émettrice de lumière et du transistor photo-électrique intégré sur mono-pastille sur les deux côtés opposés de la roue quadrillée respective ne sont pas aussi critiques. 3. Le problème d'oscillation est éliminé car les orifices ou parois d'isolement de la roue quadrillée sont réalisés avec différentes largeurs pour éviter l'apparition d'ondes de ronflement, et le mouvement vers l'avant/vers l'arrière peut être identifié rapidement et de façon précise. 4. Le taux de défaut est minimisé pendant la production car il est facile à assembler sans utilisation d'instrument de réglage de précision. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective en élévation de la présente invention; la figure 2 est un diagramme montrant les signaux par impulsions de sortie du transistor photo-électrique dans un sens; la figure 3 est un diagramme montrant les signaux par impulsions de sortie de l'ensemble photo-électrique dans un sens inversé; la figure 4 montre différentes formes d'orifices disposés en alternance sur la roue quadrillée entre les parois d'isolement de même taille autour d'un cercle; et la figure 5 montre différentes formes de parois d'isolement situées en alternance sur la roue quadrillée entre les orifices de même taille autour d'un cercle. En se référant aux figures 1, 1A, et lB, deux roues d'entraînement 2 sont entraînées par une boule roulante 1 pour déplacer deux roues quadrillées 3 dans les sens respectifs X et Y. Chaque roue quadrillée 3 comprend une série d'orifices proportionnels 31 (de forme carrée, rectangulaire, circulaire, ovale ou en forme de dents) disposés sur la circonférence plane de celle-ci autour d'un cercle et séparés par des parois d'isolement 32 de celle-ci, une diode émettrice de lumière 4 sur un côté, et un photo-transistor (ensemble photo-électrique) 5 sur un côté opposé. Le transistor photo-électrique 5 est compris sur une mono-pastille pour recevoir la lumière. Lorsque la souris est déplacée, les roues d'entraînement 2 sont mises en rotation par la boule roulante 1 afin de déplacer les roues quadrillées 3 autour des axes respectifs X et Y. Les orifices proportionnels 31 et les parois d'isolement 32 peuvent être disposés de deux façons différentes. L'une est telle que montrée à la figure 1A o trois orifices proportionnels égaux 31 sont séparés par trois parois latérales différentes 321; 322 323 de tailles différentes. L'autre est celle montrée à la figure lB o trois parois d'isolement égales 32 sont séparées par trois orifices proportionnels différents 311; 312; 313 de largeurs différentes. Par conséquent, le transistor photo- électrique 5 sera amené à fournir une série de signaux d'action haute/basse de tension induite par transmission de lumière et masquage de lumière, lorsque la roue quadrillée 3 est mise en ro- tation par la roue d'entraînement respective 2. Les signaux issus du transistor photo- électrique 5 sont ensuite traités par l'unité à microprocesseur et ensuite convertis en signaux par impulsions correspondants de largeurs de bande différentes pour commander le mouvement du curseur sur l'écran. En se référant à la figure 2, si la roue quadrillée 3 est mise en rotation vers le côté droit et si la largeur des orifices 31 est utilisée comme référence proportionnelle, le transistor photo- électrique 5 sera amené à fournir une série de signaux de tension haute/basse (1 et 0) lorsque trois parois d'isolement adjacentes 321; 322; 323 passent devant la lumière de la diode émettrice de lumière 4, et les déplacements vers l'avant/vers l'arrière sont exprimés en utilisant trois cycles P1; P2; P3 (c'est-à-dire, [1, 1] > [2, 1] > [3, 1] > [1, 1] > [2, 1] > [3, 1]....). Les trois cycles P1; P2; P3 sont formés respectivement par la transmission de lumière, le masquage de lumière des orifices 31 et parois d'isolement 32, par trois jeux de largeurs de bande (1, 1), (2, 1), (3, 1). Chaque jeu de largeur de bande peut être vu comme une unité. Référons-nous à la figure 2A, lorsque la roue quadrillée 3 est mise en rotation vers le côté gauche, trois cycles P1; P2; P3 (c'est-à-dire, [1, 1] > [3, 1] > [2, 1] > [1, 1] > [2, 1] > [1, 1] > [3, 1] > [2, 1]....). Par conséquent, les déplacements vers l'avant, vers l'arrière et latéraux sont rapidement identifiés. En se référant aux figures 3 et 3A, si la largeur des parois d'isolement 32 est utilisée comme référence proportionnelle, la procédure précédemment mentionnée est répétée, et les mêmes effets sont obtenus. Par conséquent, le procédé de formation de trois cycles à l'aide de largeurs proportionnelles des orifices 31 ou des parois d'isolement 32 procurent différents avantages comme suit: 1. Si les orifices 31 (ou parois d'isolement 32) sont réalisés avec une taille fixe, les parois d'isolement 32 (ou orifices 31) sont réalisées suivant trois largeurs proportionnelles pour faciliter le traitement ultérieur, et par conséquent le comptage d'échantillonnage de la CPU peut ajuster intégralement les valeurs de parois d'isolement 321; 322; 323 comptées sans provoquer de distorsion. 2. Si un changement de vitesse supérieur est nécessaire, la densité des orifices 31 et des parois d'isolement 32 sur la roue quadrillée 3 peut être relativement augmentée pour compter le déplacement plus précisément. La figure 4 illustre différentes formes d'orifices 31 sur la roue quadrillée 3, les parois d'isolement 32 étant réalisées avec une taille fixe et servant de référence. Les orifices 31 peuvent être réalisés de forme ronde (voir figure 4A), de forme rectangulaire (voir figure 4B), de forme ovale (voir figure 4C), ou en forme d'une série de dents à la périphérie de la roue quadrillée (voir figure 4D). La figure 5 illustre différentes formes de parois d'isolement 32 sur la roue quadrillée 3, les orifices 31 étant réalisés avec une taille fixe et servant de référence. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera aisément compris par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et ans les détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées comprenant une boule roulante (1), deux roues d'entraînement (2) disposées à angle droit et entraînées respectivement par ladite boule roulante, deux ensembles photo-électriques montés respectivement dans les directions X et Y et mis en rotation par lesdites roues d'entraînement, dans lequel chaque ensemble photo-électrique comprend une roue quadrillée (3), ladite roue quadrillée présentant une série d'orifices (31) situés autour de la circonférence et une série de parois d'isolement (32) disposées en alternance entre lesdits orifices, une source de lumière (4) disposée sur un côté de ladite roue quadrillée, un transistor photo-électrique (5) intégré sur mono-pastille disposé sur un côté opposé de ladite roue quadrillée pour recevoir la lumière issue de ladite source de lumière passant à travers lesdits orifices, et pour produire des signaux de tension haute/basse en fonction de la transmission de lumière et du masquage de lumière pour les convertir respectivement en signaux par impulsions par une unité centrale de traitement destinée à commander le déplacement d'un curseur sur un écran de visualisation. 2. Dispositif photo- électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel lesdits orifices sont réalisés avec une largeur constante, et lesdites parois d'isolement sont réalisées suivants trois largeurs proportionnelles et disposées en alternance l'une après l'autre, le rapport de proportion desdites trois largeurs proportionnelles étant de préférence disposée suivant l'ordre 1: 2: 3 ou 3: 2: 1. 3. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel lesdites parois d'isolement sont réalisées avec une largeur constante, et lesdits orifices sont réalisés en trois largeurs proportionnelles disposés en alternance l'un après l'autre. 4. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel les orifices sont respectivement réalisés de forme rectangulaire. 5. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel les orifices sont respectivement réalisés de forme carrée. 6. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel les orifices sont respectivement réalisés de forme ronde. 7. Dispositif photo-électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel les orifices sont respectivement réalisés dans une forme ovale. 8. Dispositif photo- électrique d'entrée de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel lesdits orifices sont réalisés en forme d'une série de dents en périphérie de la roue quadrillée respective.