Brevet FR2722311A3 — publié le 19960112

FR 2722311 A3 19960112 FR 9408595 A 19940706 Dispositif de commande d'un curseur La présente invention concerne un dispositif de commande d'un curseur, et plus précisément un appareil de commande d'un curseur comparant des signaux de tension, et non des signaux en mode d'impulsion, pour déterminer la direction d'un curseur. Un dispositif de contrôle d'un curseur, par exemple une souris ou une boule de contrôle ("track ball"), contrôle la direction et la distance devant être parcourue par un curseur sur un moniteur, en utilisant sa boule mobile. En général, la distance devant être parcourue par un curseur dépend du déplacement de deux roues de contrôle, une roue d'indexage selon l'axe des X et une roue d'indexage selon l'axe des Y, qui coopèrent avec la boule mobile, respectivement dans les directions X et Y. Pour la détermination de la direction de déplacement du curseur, des moyens de détection de la direction du curseur sont nécessaires, détectant respectivement les déplacements en X et en Y, c'est-à- dire vers le haut ou vers le bas en ce qui concerne la direction en Y et vers la droite ou vers la gauche en ce qui concerne la direction en X, et combinant les résultats pour déterminer la direction que le curseur doit suivre. Deux types de moyens de détection de direction pour des dispositifs de commande de curseur connus utilisés pour déterminer la direction qu'un curseur doit suivre sont respectivement décrits ci-dessous. Le premier type de moyens de détection de direction d'appareil connu de commande de curseur utilisé pour déterminer la direction qu'un curseur doit suivre comprend deux photodiodes et deux phototransistors dans chacune des directions X et Y. Entre les photodiodes et les phototransistors dans la direction X, il est prévu une roue d'indexage selon l'axe des X comprenant plusieurs ouvertures de même taille. Les photodiodes émettent de la lumière traversant séquentiellement les ouvertures de la roue d'indexage et reçue par les phototransistors respectifs. La lumière émise par les deux photodiodes traversant séquentiellement la roue d'indexage, et étant par conséquent reçue de façon intermittente par les phototransistors, deux séries de signaux en mode d'impulsion de largeurs égales mais de phases différentes sont obtenues, après traitement par un circuit de correction, comme illustré à la figure 1. Les deux séries de signaux en mode d'impulsion correspondent à une série, cyclique, d'états correspondant à une combinaison d'impulsions, par exemple (1,1) -> (0,1) ->(0,0) -> (1,0) -> (1,1) -> (0,1) ->.... En analysant la séquence de la série d'états de combinaison d'impulsion, les moyens de détection de direction peuvent déterminer la direction que le curseur doit suivre. Par exemple, le curseur devra se déplacer vers la droite si l'état (1,1) est suivi par (0,1); par contre, il se déplacera vers la gauche si l'état (1,1) est suivi par (1,0). De façon évidente, il existe également entre les photodiodes et les phototransistors une roue d'indexage en Y ayant une pluralité d'ouvertures de même taille, le principe d'analyse dans la direction Y étant le même que celui dans la direction X. Les inconvénients de ce premier type de moyens de détection de direction d'un dispositif connu de commande de curseur sont notamment: 1. deux photodiodes et deux phototransistors sont nécessaires dans chacune des directions X et Y pour obtenir deux séries de signaux en mode d'impulsion présentant des largeurs d'impulsion égales mais de phases différentes, ce qui augmente les coûts de fabrication et les temps d'assemblage; 2. les positions relatives des photodiodes, de la roue d'indexage et des phototransistors doivent être précisément alignées pour optimiser un angle de sensibilité et obtenir de façon précise une différence de phase optimale entre les deux séries de signaux en mode d'impulsion, ce qui rend le procédé de fabrication malaisé; et 3. la détermination de la direction de déplacement sera peu aisée en l'absence de pic de différence de phase, résultant par exemple de perturbations extérieures, telles que l'instabilité de la lumière ou de la tension sur le port RS 232, qui entraînent l'apparition de phénomènes de rebond dans les photodiodes et les phototransistors se traduisant par des séries de signaux en mode d'impulsion ayant une mauvaise largeur d'impulsion. Les principes généraux de fonctionnement du second type connu de moyens de détection de la direction pour déterminer la direction de déplacement d'un curseur sont les mêmes que ceux du premier type. La différence réside dans le fait qu'il utilise une seule photodiode dans chacune des directions X et Y, celle-ci émettant la lumière devant être captée par deux phototransistors regroupés. Ainsi, on économise les coûts de deux photodiodes et de conditionnement des phototransistors. Néanmoins, les inconvénients 2 et 3 ci-dessus mentionnés ne peuvent être palliés, du fait que le même procédé de détection de direction est mis en oeuvre. De plus, la différence de phase ne présente pas de pic si les deux phototransistors reçoivent la lumière émise par la même photodiode sensiblement simultanément. Cela peut être évité en limitant le nombre d'ouvertures dans la roue d'indexage, mais il doit être noté que moins il y a d'ouvertures, plus la définition est faible. Une demande de brevet (demande de brevet américaine n 08/181,151 déposée le 12.01.1994, non publiée) concernant un appareil de commande de curseur à moyens perfectionnés de détection de direction, déposée par le Déposant, est proposée pour pallier les inconvénients de cet état de la technique. Les moyens de détection de direction de cet appareil de commande de curseur antérieur génèrent une seule série de signaux en mode d'impulsion de largeur inégale et de phase différente et compare la fréquence des signaux en mode d'impulsion pour déterminer la direction dans laquelle doit se déplacer le curseur, soit dans la direction X, soit dans la direction Y. Les moyens de détection de la direction de l'appareil de commande de curseur antérieur comprennent une photodiode et un phototransistor dans chacune des directions X et Y. Une roue d'indexage comportant plusieurs ouvertures de surfaces inégales est prévue entre la photodiode et le phototransistor. Quand la lumière émise par la photodiode traverse la roue d'indexage, le phototransistor recevant cette lumière émet des signaux qui sont ensuite traités pour générer une série de signaux en mode d'impulsion, comme cela est illustré en figure 2. La série de signaux convertis en mode d'impulsion illustrée en figure 2 est obtenue en utilisant une roue d'indexage, illustrée en figure 3, la proportion des surfaces des ouvertures étant 1: 2: 3. En se référant à la séquence de la série d'états d'impulsions, par exemple (1,0) -> ( 1,1,0) -> (1,,1,0) -> ( 1,0) -> (1,1,0) ->..., correspondant à la série de signaux en mode d'impulsion, on détermine la direction dans laquelle doit se déplacer le curseur. Par exemple, le curseur se déplacera vers la droite ou vers le haut si la séquence (1,1,0) est suivie par la séquence (1,1,1,0); au contraire, le curseur se déplacera vers la gauche ou vers le haut si la séquence (1,1,0) est suivie par la séquence (1,0). S'il est clair que l'appareil antérieur de commande de curseur à moyens améliorés de détection de direction déposée par le Demandeur pallie les inconvénients mentionnés ci-avant des appareils connus, des défauts persistent cependant. Les états d'impulsion représentant les différentes largeurs d'impulsion étant utilisés pour détecter la direction de déplacement, un compteur et un enregistreur sont nécessaires pour enregistrer les séquences d'impulsion. Si la vitesse à laquelle un utilisateur déplace les moyens de commande du curseur est trop lente, la largeur d'impulsion sera trop étendue et la capacité de l'enregistreur et le compteur sera dépassée. Il est clair que les résultats détectés seront alors également faussés. Le coût de l'appareil antérieur est inférieur à celui du second type connu, une seule photodiode et un seul phototransistor étant nécessaires pour chacune des directions X et Y. Néanmoins, la diminution du coût de l'appareil n'est pas suffisante, le coût du compteur et celui de l'enregistreur devant être ajoutés. Le Demandeur essaye donc de pallier ces inconvénients. Un objectif de la présente invention est de fournir un appareil de commande de curseur présentant un coût de fabrication relativement faible. Un objectif complémentaire de la présente invention est de fournir un appareil de commande de curseur nécessitant un temps d'assemblage réduit. Encore un autre objectif de la présente invention est de fournir un appareil de commande de curseur palliant les inconvénients causés par une différence de phase non significative et permettant d'obtenir une direction plus précise. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints selon l'invention grâce à un dispositif de contrôle de curseur comprenant: un bofîtier; des moyens d'entraînement montés dans ledit boîtier et dépassant de celui-ci, de façon à déplacer un curseur sur un écran; une source lumineuse placée dans ledit boîtier et émettant une lumière; et des moyens de détection placés dans ledit boîtier, entraînés par lesdits moyens d'entraînement, recevant ladite lumière de façon intermittente, pour produire une série de quantités de lumière différentes, convertissant lesdites quantités de lumière en une série de signaux de tension, détectant une séquence desdits signaux et déterminant une direction dans laquelle ledit curseur doit être déplacé sur ledit écran en fonction de ladite séquence de signaux. Avantageusement, lesdites quantités de lumière sont au moins au nombre de 3. Egalement avantageusement, lesdits moyens d'entraînement sont une boule roulante. De façon avantageuse, ladite source lumineuse est une photodiode. De façon préférentielle, lesdits moyens de détection comprennent: des moyens réagissant à la lumière, recevant de façon intermittente ladite lumière pour produire une série de quantités de lumière différentes, et convertissant lesdites quantités de lumière en une série de signaux de tension; et un processeur recevant ladite séquence de signaux, et déterminant ladite direction dans laquelle ledit curseur doit être déplacé sur ledit écran en fonction de ladite séquence de signaux. De plus, lesdits moyens réagissant à la lumière comprennent avantageusement: une roue d'indexage entraînée par lesdits moyens d'entraînement et comprenant au moins trois ouvertures présentant des surfaces différentes pour fournir lesdites quantités de lumière; et un élément sensible pour recevoir et convertir lesdites quantités de lumière en ladite série de signaux de tension, différents. De plus, le dispositif selon l'invention comprend préférentiellement un cache placé sur ladite roue d'indexage pour éviter la dispersion de la lumière. En outre, ledit élément sensible est par exemple un phototransistor. Avantageusement, ledit processeur est un circuit intégré spécifique ou un microprocesseur. Préférentiellement, ledit circuit intégré spécifique comprend: un circuit d'échantillonnage pour générer une horloge en fonction d'une série de signaux de tension; un circuit de comparaison pour comparer lesdits signaux de tension avec des références de tension lorsqu'un cycle de ladite horloge débute, et convertir lesdits signaux de tension en des signaux numériques en fonction des résultats de comparaison; et un contrôleur déclenché par ladite horloge pour produire un état correspondant à une combinaison numérique desdits signaux numériques, déterminant ladite direction dudit curseur en fonction dudit état. En outre, lesdites références de tension comprennent avantageusement au moins trois tensions différentes. Enfin, le microprocesseur utilise avantageusement un microprogramme pour déterminer une direction du curseur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un diagramme schématique illustrant deux séries de signaux en mode d'impulsion générés par un appareil de commande de curseur connu pour déterminer la direction devant être suivie par un curseur sur un écran; - la figure 2 est un diagramme schématique illustrant une série de signaux en mode d'impulsion générés par un appareil de commande de curseur antérieur inventé par le Déposant pour déterminer la direction devant être suivie par un curseur sur un moniteur; - la figure 3 est une vue schématique montrant une roue d'indexage à ouvertures ayant des surfaces différentes selon un appareil de commande de curseur antérieur inventé par le Déposant; - la figure 4 est une vue en perspective illustrant un appareil de commande de curseur selon la présente invention; - la figure 5 est une vue en perspective illustrant une roue d'indexage à ouvertures ayant des surfaces différentes selon la présente invention; - la figure 6 représente un diagramme d'un circuit illustrant un mode de réalisation préférentiel d'un circuit intégré spécifique selon la présente invention; - la figure 7 représente un diagramme schématique illustrant le procédé de traitement d'une série de signaux de tension selon la présente invention; et - la figure 8 est un tableau illustrant les états numériques obtenus grâce à un circuit intégré spécifique (ASIC) et correspondant aux différents signaux de tension selon la présente invention. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail en relation avec les modes de réalisation suivants. Il est à noter que les descriptions suivantes de modes de réalisation préférentiels de la présente invention sont présentés ici dans un but d'illustration et de description, et non dans un but exhaustif et limitatif à la forme décrite ci-après. En se référant à la figure 4, qui est une vue en perspective illustrant un appareil de commande de curseur selon la présente invention, comprenant un boîtier 20, et une boule roulante 21 montés dans ledit boîtier 20 et dépassant de celui-ci. A l'intérieur du boîtier , dans chacune des directions X et Y, il y a une source lumineuse 22, des moyens de détection 23 comprenant des moyens réagissant à la lumière 231, comprenant de plus une roue d'indexage 2311 et un élément sensible 2312 et un processeur 232 pouvant être un circuit intégré spécifique (ASIC) ou un microprocesseur, et un cache 24 monté sur la surface de la roue d'indexage 2311 pour éviter la dispersion de la lumière. La source lumineuse 22 et l'élément sensible 2312 sont respectivement des photodiodes et des phototransistors dans le mode de réalisation présent. La roue d'indexage 2311 comporte une pluralité d'ouvertures 23111, 23112 et 23113 dont les zones d'exposition effectives sont différentes, tel qu'illustré en figure 5. Un mode de réalisation préférentiel de la présente invention pour déterminer la direction devant être suivie par un curseur sur un moniteur comprend les étapes consistant à: émettre une lumière à partir d'une photodiode 22; recevoir de façon intermittente, dans le phototransistor 2312 la lumière traversant les ouvertures de surfaces différentes 23111, 23112 et 23113 de la roue d'indexage 2311, et générer une série de signaux de tension, par exemple A, B et C, en fonction de la quantité de lumière reçue sur chaque surface; et grâce au processeur 232, par exemple un circuit intégré spécifique (ASIC), déterminer la direction devant être suivie par un curseur en fonction de la séquence de signaux de tension, par exemple A -> B -> C -> A ->... En se référant aux figures 6 et 7, qui sont respectivement des diagrammes illustrant un mode de réalisation préférentiel d'un circuit intégré spécifique (ASIC) selon la présente invention, et son procédé de traitement. Un circuit intégré spécifique (ASIC) 232 comprend un circuit d'échantillonnage 2321, un circuit de comparaison 2322, un contrôleur 2323 et trois tensions de référence, Va, Vb, Vc, o Va tension; un bit de valeur indéterminée est généré et le contrôleur 2323 induit une gigue. De façon à éviter cette erreur, le présent contrôleur 2323 abandonne le premier bit, par exemple par contrôle logiciel, chaque fois que la direction est changée. Le principe de la présente invention est d'utiliser une série de signaux de tension pour déterminer la direction devant être effectuée par un curseur sur un moniteur. Par conséquent, la modification d'autres éléments peut bien sûr permettre d'atteindre le même objectif. Par exemple, les formes et dimensions des ouvertures 23111, 23112 et 23113 de la roue d'indexage 2311 peuvent être modifiées afin d'obtenir des surfaces différentes. De même la circuiterie peut être aisément choisie ou conçue par l'homme du métier. Le processeur 232 peut être un circuit intégré spécifique (ASIC), ou un microprocesseur utilisant un microprogramme pour réaliser le traitement. La structure du circuit de la présente invention est plus simple et le temps de réaction est plus court que ceux des systèmes existants. De plus, le coût global peut être réduit, et les dépassements de capacité peuvent être évités. Pour résumer, on rappelle ci-après les avantages de la présente invention: 1. Seulement une photodiode et un phototransistor sont nécessaires dans chacune des directions X et Y pour générer les séries de signaux de tension pour déterminer la direction de déplacement, les coûts de fabrication et le temps d'assemblage sont donc réduits; 2. La méthode de la présente invention n'utilisant pas la différence de phase de deux séries en mode d'impulsion pour déterminer la direction de déplacement, les défauts provoqués par une différence de phase non significative, par exemple les imperfections 2 et 3 mentionnées ci-avant des appareils connus, peuvent ainsi être évités; 3. La définition d'un appareil de commande de curseur dépend du nombre d'ouvertures de sa roue d'indexage et l'ajustement du signal de tension est basé sur les surfaces et non sur la largeur des ouvertures de la roue d'indexage; une largeur réduite pour une des zones peut être donc compensée en augmentant la longueur afin d'augmenter le nombre d'ouvertures de la roue d'indexage, et ainsi améliorer la définition de l'appareil. Revendications 1. Dispositif de contrôle de curseur comprenant: - un boîtier (20); - des moyens (21) d'entraînement montés dans ledit boîtier (20) et dépassant de celui-ci, de façon à déplacer un curseur sur un écran; - une source lumineuse (22) placée dans ledit boîtier (20) et émettant une lumière; et - des moyens (23) de détection placés dans ledit boîtier (20), entraînés par lesdits moyens d'entraînement (21), recevant ladite lumière de façon intermittente, pour produire une série de quantités de lumière différentes, convertissant lesdites quantités de lumière en une série de signaux de tension, détectant une séquence desdits signaux et déterminant une direction dans laquelle ledit curseur doit être déplacé sur ledit écran en fonction de ladite séquence de signaux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites quantités de lumière sont au moins au nombre de 3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement sont une boule roulante. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (22) est une photodiode. 5. Dispositif selon 1' une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (23) de détection comprennent: - des moyens (231) réagissant à la lumière recevant de façon intermittente ladite lumière pour produire une série de quantités de lumière différentes, et convertissant lesdites quantités de lumière en une série de signaux de tension; et - un processeur (232) recevant ladite séquence de signaux, et déterminant ladite direction dans laquelle ledit curseur doit être déplacé sur ledit écran en fonction de ladite séquence de signaux. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (231) réagissant à la lumière comprennent: - une roue d'indexage (234) entraînée par lesdits moyens (21) d'entraînement et comprenant au moins trois ouvertures (23111, 23112, 23113) présentant des surfaces différentes pour fournir lesdites quantités de lumière; et - un élément sensible (2312) pour recevoir et convertir lesdites quantités de lumière en ladite série de signaux de tension différents. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un cache (24) placé sur ladite roue d'indexage pour éviter la dispersion de la lumière. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément sensible (2312) est un phototransistor. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit processeur (232) est un circuit intégré spécifique ou un microprocesseur. 1 0. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit circuit intégré spécifique (232) comprend: - un circuit d'échantillonnage (2321) pour générer une horloge en fonction d'une série de signaux de tension; - un circuit de comparaison (2322) pour comparer lesdits signaux de tension avec des références de tension lorsqu'un cycle de ladite horloge débute, et convertir lesdits signaux de tension en des signaux numériques en fonction des résultats de comparaison; et - un contrôleur (2323) déclenché par ladite horloge pour produire un état correspondant à une combinaison numérique desdits signaux numériques, déterminant ladite direction dudit curseur en fonction dudit état. 1 1. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites références de tension comprennent au moins trois tensions différentes.