Brevet FR2736745A1 — publié le 19970117

La présente invention concerne un dispositif de télécommande d'un système interactif, par exemple d'un système du type informatique ou de télévision. Dans la suite de la description et dans les revendications, on entend par système interactif tout système qui, par l'affichage de messages, de questions, de menus ou par tout autre moyen, transmet une information à son utilisateur duquel il attend, pour pouvoir commander un processus, une réponse sous la forme d'une action prédéterminée. On connaît déjà des dispositifs de télécommande infrarouges qui sont utilisés pour la sélection des programmes de télévision et la mise en oeuvre des différents réglages d'un téléviseur ou d'un magnétoscope. De tels dispositifs de télécommande fonctionnent à partir de boutons qui déclenchent l'émission de signaux optiques infrarouges vers le téléviseur ou le magnétoscope, ce qui a pour effet de déclencher l'action sélectionnée. Dans certains cas, par exemple pour le réglage des magnétoscopes, l'utilisateur doit appuyer sur plusieurs boutons successivement ou bien à la fois. A l'usage, on a pu remarquer que plus les fonctionnalités à mettre en oeuvre à partir de la télécommande sont nombreuses ou complexes, plus la télécommande devient difficile d'accès au grand public car un apprentissage des modes opératoires et leurs mémorisations s'imposent. Par ailleurs, on connaît, dans le domaine de l'informatique, un dispositif de pointage appelé familièrement "souris qui a fait son apparition avec celle des systèmes informatiques et, en particulier, des micro-ordinateurs. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le document de brevet FR-A-2 673 011. Il est essentiellement constitué d'un boîtier qui loge un transducteur de déplacement luimême constitué d'une sphère mobile faisant saillie à l'extérieur du boîtier. Lorsque l'utilisateur déplace le dispositif sur une surface libre, la sphère est mue en rotation ce qui a pour effet de produire des signaux de position. Ces signaux sont transmis au système informatique auquel ce dispositif est relié et sont interprétés, par ledit système, pour déclencher une action.Cette interprétation est effectuée par des programmes spécifiques du système, ces programmes constituant ce qu'on appelle communément le système d'exploitation du système informatique. Avec un tel dispositif, en le déplaçant en conséquence, il est non seulement possible de pointer une information ou une zone, par exemple d'un menu ou d'un texte visible sur un écran mais il est également possible de sélectionner une partie de l'écran par une opération appelée le "faire-glisser", ou de dessiner sur l'écran. Un avantage principal d'un tel dispositif de pointage repose sur son universalité, sa simplicité et sa régularité. Par universalité, on entend que sa structure et son fonctionnement sont indépendants des programmes utilisés par le système informatique. Par simplicité, on entend que le dispositif requiert pour son utilisation peu d'apprentissage initial et donc peu de mémorisation ultérieure. Par régularité, on entend qu'il ne nécessite aucune modification pour la mise en oeuvre de nouvelles fonctionnalités. Les frontières entre les domaines de la télévision et de la micro-informatique devenant de plus en plus floues, le besoin se fait sentir, dans l'un et l'autre domaines, d'un dispositif de pointage tel que la "souris" mais dont le fonctionnement pourrait se faire à distance, environ de 2 à 3 mètres. On connaît déjà des dispositifs de pointage tels que des souris qui peuvent être manipulés à distance et on pourra se reporter, à titre d'exemple, au document de brevet EP-A-171 747. Dans ce document, la souris est reliée à l'unité centrale du système informatique par une liaison optique à rayonnements infrarouges. La souris décrite dans ce document ne résout néanmoins pas complètement le problème de la mise en oeuvre d'un dispositif de pointage tel qu'une souris qui puisse être manipulé à distance. En effet, l'inconvénient majeur d'un dispositif de pointage tel que la "souris" micro-informatique est qu'il nécessite, pour son fonctionnement correct et sans encombre, une surface plane lisse, libre et horizontale. Or, cette nécessité est relativement inconciliable avec le concept de télécommande où l'utilisateur, souvent assis sur une chaise, dans un fauteuil ou dans un canapé, n'a pas à sa portée immédiate une telle surface. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de pointage tel qu'une souris qui ne nécessite pas de surfaces planes pour son utilisation à distance du système auquel il est relié. A cet effet, un dispositif de commande à distance d'un système interactif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur de déplacement à surface tactile et des circuits de traitement prévus pour transmettre audit système, en tant que signaux permettant ladite commande, des signaux liés à la position actuelle ou à différentes positions successives d'un doigt de son utilisateur sur ladite surface dudit transducteur. Un dispositif de commande selon l'invention peut donc ainsi être pris avec une seule main de l'utilisateur et être manipulé par la même main sans pour cela nécessiter une surface plane. L'utilisateur bouge son doigt sur la surface tactile du transducteur du dispositif de l'invention ce qui a pour effet de transmettre des signaux sur la position de ce doigt. Le système interactif peut, à la réception de ces signaux, être actionné en fonction du système d'exploitation dont il pourvu. Avantageusement, ledit transducteur de déplacement est bidimensionnel et lesdits signaux transmis sont des signaux représentatifs de la position dudit doigt sur ladite surface tactile, ce qui permet le fonctionnement du dispositif de l'invention en tant que dispositif de pointage ou souris. Selon une variante de réalisation de l'invention, ledit transducteur de déplacement est bidimensionnel et les signaux transmis par ledit dispositif au système interactif sont des signaux représentatifs d'une forme reconnue parmi une pluralité de formes prédéterminées à partir de la forme que dessinent différentes positions successives dudit doigt sur ladite surface tactile. Les formes reconnues peuvent être des caractères alphanumériques. Ainsi, l'utilisateur du dispositif de l'invention peut, en dessinant lesdits caractères avec son pouce sur la surface tactile du transducteur, écrire, les caractères reconnus étant transmis sous forme de codes, par exemple de codes ASCII, audit système interactif. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit transducteur de déplacement est mobile perpendiculairement à ladite surface tactile entre une position de repos dans laquelle il est rappelé élastiquement et une position de travail dans laquelle il actionne un interrupteur de validation. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit transducteur de déplacement est monté de manière que sa surface tactile affleure la face supérieure du boîtier dudit dispositif. Il comporte avantageusement un bouton affleurant la face supérieure du boîtier dudit dispositif et prévu pour actionner un interrupteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, il comporte un clavier alphanumérique ou numérique. Avantageusement, ladite liaison sans fil est une liaison optique à rayonnements infrarouges. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'un système interactif et d'un dispositif de commande selon l'invention tenu à la main de l'utilisateur, la Fig. 2 est une vue de dessus d'un dispositif de commande selon l'invention, la Fig. 3 est une vue en coupe selon un plan longitudinal d'un dispositif de commande selon l'invention, la Fig. 4 est une vue en perspective d'un système interactif différent de celui qui est représenté à la Fig. 1 et d'un dispositif de commande selon l'invention, et la Fig. 5 est une vue en perspective d'un système de télévision qui est prévu pour utiliser un dispositif de commande selon l'invention. Le système interactif de traitement de l'information représenté à la Fig. 1 comprend, d'une part, un micro-ordinateur 100 pourvu d'une unité centrale 110 à laquelle sont reliés un clavier alphanumérique 120 et un écran de visualisation 130 et, d'autre part, un dispositif de télécommande 200 que la main 300 d'un utilisateur porte. Alors que la surface inférieure du dispositif de télécommande 200 est enserrée par les quatre doigts 310 de la main 300, la surface supérieure est enserrée par le pouce 320 mais aussi par la paume de la main 300. Le dispositif de télécommande 200 permet à l'utilisateur d'effectuer un dialogue avec i ordinateur 100 et, pour ce faire, il est relié à l'unité centrale 110 par une liaison sans fil réalisée entre un récepteur 111 monté sur le boîtier de l'unité 110 et un émetteur 210 monté sur le boîtier du dispositif de télécommande 200. On notera que la liaison sans fil pourrait être bi-directionnelle et dans ce cas, le récepteur 111 et l'émetteur 210 seraient des émetteurs-récepteurs. Pour des raisons de mise en oeuvre plus aisée, la liaison entre l'émetteur 210 et le récepteur 111 est avantageusement une liaison par rayonnements infrarouges, mais on comprendra qu'elle pourrait être à ondes radiofréquences ou HF. Par ailleurs, la vitesse de transmission est relativement rapide. Une vitesse de 9600 bauds donne entière satisfaction. On notera que le récepteur 111 pourrait être monté dans un boîtier distinct du boîtier de l'unité centrale 110 et qu'il serait, dans ce cas, relié par des moyens appropriés au port de l'interface série ou de l'interface parallèle de l'unité centrale 110. Dans l'utilisation considérée ici, le dispositif de télécommande de l'invention est prévu, comme on le verra dans la suite de la description, pour que le dialogue entre elle et l'unité centrale 110 consiste essentiellement dans le pointage d'informations, par exemple des options dans un menu, qui sont présentées à l'écran de visualisation 130. Plus exactement, il consiste dans le déplacement d'un pointeur 131 affiché sur l'écran 130 selon une direction xx', une direction yy' ou une direction résultant de la combinaison de ces deux directions, puis dans la validation d'une position dudit pointeur 131 d'où il résultera le pointage de l'information voulue, par exemple l'option voulue dans le menu affiché. Selon l'invention, le déplacement du pointeur 131 sur l'écran se fera par le déplacement du pouce 320 de l'utilisateur sur une surface appropriée du dispositif de télécommande 200 et la validation par le pressage, de la même surface par le même pouce 320. Un dispositif de télécommande 200 selon l'invention comporte les moyens qui lui permettent de fonctionner ainsi. On a représenté à la Fig. 2 en vue de dessus le dispositif de télécommande objet de la présente invention. Il est essentiellement constitué d'un boîtier 10 sur lequel sont montés un transducteur de déplacement à surface tactile 20 et l'émetteur 210 qui a été renuméroté ici 30. Est également prévu, monté sur le boîtier 10, un clavier 40 comportant un nombre de touches 41 marquées, de chiffres, de lettres, de symboles selon l'utilisation que l'on destine à ce clavier 40. Le transducteur 20 est du type qui détecte la position sur sa surface tactile d'un doigt de l'utilisateur, le pouce en l'occurrence, et qui convertit cette position en signaux électriques représentatifs de cette position. Par exemple, ces signaux sont représentatifs des coordonnées cartésiennes dudit doigt (ou plus exactement d'un point d'application du doigt) sur la surface tactile. De tels transducteurs sont connus en soi et fonctionnent selon divers principes: par éléments résistifs ou capacitifs, par éléments de détection de pression, par éléments à ondes de surface, etc. On peut citer, à titre uniquement d'exemple, le transducteur qui est décrit dans le document de brevet US-A-4 455 452 dont le principe de fonctionnement est un effet capacitif entre deux rangées orthogonales de fils conducteurs. Ce transducteur comporte également les circuits électroniques de traduction de la position d'un effet capacitif donné en signaux électriques numériques représentatifs de cette position. Comme on l'a vu précédemment en relation avec la Fig. 1, l'émetteur 30 fonctionne en relation avec le récepteur 111 de l'unité centrale 110 de manière à lui transmettre, par exemple sous forme de signaux optiques infrarouges, les signaux de position du doigt sur la surface du transducteur 20. Ainsi, l'unité centrale 110 peut commander le déplacement du pointeur 131 sur l'écran 130 du système 100. Le clavier numérique 40 est optionnel. Il peut permettre la commande de processus spécifiques. Par exemple, il permet l'entrée de données numériques, la sélection d'options de menu répertoriées par des numéros, etc., ou, dans des applications multimédia, le réglage de l'intensité sonore, etc. Lors de l'appui sur une touche 41 du clavier numérique 40, le dispositif de télécommande 200 transmet à l'unité centrale 110, via l'émetteur 30 et le récepteur 111, des signaux qui sont ensuite interprétés par l'unité centrale 110 au moyen d'un programme spécifique. On a représenté à la Fig. 3 une coupe longitudinale d'un dispositif de télécommande selon l'invention. Sur cette Fig. 3, on peut voir le boîtier 10 comportant une base 11 et un couvercle 12 qui peut s'engager sur la base 11 par emboîtement au joint entre la base 11 et le couvercle 12. Le transducteur 20 est constitué, dans l'exemple de réalisation représenté, d'une plaque 21 dont la face supérieure constitue la surface tactile 21a du transducteur 20 et la surface inférieure de laquelle sont montés des composants électroniques 22. Montée par l'intermédiaire d'entretoises 23, une seconde plaque 24 parallèle à la première plaque 21 porte d'autres composants 22. La présence de la seconde plaque 24 n'est justifiée que par le nombre relativement important de composants nécessaires au fonctionnement du transducteur 20 qui ne peuvent donc tenir sur une seule plaque. Le couvercle 12 est pourvu d'une fenêtre 13 sur la périphérie de laquelle repose normalement la plaque 21 du transducteur 20 de manière que la surface tactile de la plaque 21 soit accessible de l'extérieur. Cette plaque 21 a sa face inférieure qui repose sur des tampons élastiques 50 qui sont rendus solidaires du couvercle 12 par des plaquettes 51 vissées dans le fond du couvercle 12. Ainsi, en appuyant sur la face tactile de la plaque 21, le transducteur 20 écrase légèrement les tampons 50 et s'enfonce. Lorsqu'on relâche la pression sur la plaque 21, le transducteur 20, par l'élasticité des tampons 50, revient dans sa position de repos en contact avec les bords de la fenêtre 13. Sur la base 11 du boîtier 10, est montée une plaque 60 à circuit imprimé qui porte, par exemple, les composants 61 d'une alniee de traitement des signaux de position fournis par le transducteur 20. Un câble 70 est prévu pour relier électriquement les circuits du transducteur 20 et les circuits portés par la plaque 60. La plaque 60 porte également un interrupteur de validation 62 qui comporte un organe de commande 62a. Lorsque le couvercle 12 est fermé sur la base 11, l'extrémité libre de l'organe de commande 62a se trouve en contact avec la face inférieure de la seconde plaque 24 du transducteur 20. Ainsi, lorsqu'on presse sur la surface tactile 21a de la plaque 21, le transducteur 20 s'enfonce légèrement, comme on vient de le voir, ce qui a pour effet d'activer l'organe de commande 62a de l'interrupteur de validation 62. D'autres montages du transducteur 20 pourraient être prévus dès lors qu'il est mobile perpendiculairement à sa surface tactile 21a entre une position de repos dans laquelle il est rappelé élastiquement et une position de travail dans laquelle il actionne l'interrupteur de validation 62. Des diodes électroluminescentes 81 et 82 sont reliées électriquement à la plaque 60 et sont montées sur le couvercle 12 protégées par une bulle 83. Une diode 81 est prévue pour émettre dans l'infrarouge et pour constituer un émetteur à destination du récepteur 111 de l'unité centrale 110 alors que l'autre diode 82 est une diode de couleur, par exemple rouge, servant alors de témoin à l'utilisateur. Comme on le comprendra aisément, la bulle 83 doit être transparente aussi bien au rayonnement infrarouge émis par la diode 81 qu'au rayonnement émis par la diode 82. Sur la Fig. 3, on voit encore le clavier 40 pourvu de ses touches 41, lesquelles commandent des interrupteurs 42 portés par une plaque 43, elle-même montée solidaire du couvercle 12. Un câble 71 permet de relier électriquement la plaque 43 au circuit imprimé 60. Une pile 90 est prévue pour fournir l'énergie électrique nécessaire aux différents circuits portés par les plaques 21, 24, 43 et 60. Dans une version avantageuse du dispositif de télécommande de l'invention, un bouton 63 dont la face tournée vers l'extérieur affleure la surface de la base 11, dans un logement ergonomique 14 de celle-ci, est monté solidaire de l'organe de commande d'un interrupteur 64 relié électriquement à la plaque 60. Lorsque l'utilisateur presse sur le bouton 63, celui-ci s'enfonce légèrement ce qui a pour effet d'activer l'interrupteur 64. Le fonctionnement d'un dispositif de télécommande selon l'invention est le suivant. Lorsque l'utilisateur déplace son pouce sur la surface tactile du transducteur 20, ce dernier génère des signaux de position qui sont transmis, par le câble 70, aux circuits de traitement portés par la plaque 60. Ces circuits commandent alors, d'une part, la diode 81 de manière à pouvoir transmettre à l'unité centrale 110 des signaux de position optiques qui, interprétés par le système d'exploitation de l'unité centrale 110, vont permettre la commande du système interactif 100. Cette commande consiste ici dans le déplacement du pointeur 131 sur l'écran 130. Ils commandent d'autre part, la diode 82 de manière à montrer à l'utilisateur le bon déroulement des opérations. Lorsque le pointeur 131 est arrivé à l'endroit désiré par l'utilisateur, celui-ci presse, au moyen de son pouce, le transducteur 20 qui, comme on l'a vu précédemment, s'enfonce et active l'interrupteur de validation 62. Les circuits de la plaque 60 commandent alors la diode 81 de manière à ce qu'elle transmette un signal de validation à l'unité centrale 110, qui réagira en conséquence selon les fonctionnalités du système d'exploitation et du programme en cours dans le système interactif 100. Pour effectuer une opération dite de "faire-glisser", l'utilisateur appuie sur le bouton 63 tout en déplaçant son pouce sur la surface tactile du transducteur 60. Au moment de la validation de l'information sélectionnée, il relâche le bouton 63. Cette opération sert par exemple à déplacer un ou des objets qui sont affichés sur l'écran 130. On sélectionne d'abord l'objet considéré par déplacement du pointeur 131 sur l'objet et puis on valide par appui sur le transducteur 20. Ensuite, on enfonce le bouton 63 qui est alors maintenu pendant tout le déplacement du doigt 120 sur le transducteur 20 ce qui provoque le déplacemnet de l'objet. Au relâchement du bouton 63, l'objet est déposé à l'endroit du pointeur sur l'écran. Le fonctionnement qui vient d'être décrit est étroitement lié au système d'exploitation et au programme mis en oeuvre par l'unité centrale 110. Il a été décrit en envisageant un mode typique de la micro-informatique actuelle. Néanmoins, d'autres applications pourraient être prévues. Par exemple, par pression sur une touche 41 du clavier 40, on appelle une fonction spécifique ou un programme spécifique implémenté soit dans l'unité centrale 110 soit dans le dispositif de télécommande 200. Cette fonction ou programme consiste à interpréter et reconnaître les formes dessinées par le doigt de l'utilisateur sur la surface tactile du transducteur 20. Parmi les formes reconnaissables, on peut citer des symboles alphanumériques ou numériques. Ainsi, l'utilisateur du dispositif 200 de l'invention peut, en dessinant lesdits caractères avec son pouce sur la surface tactile 21a du transducteur 20, écrire. Les caractères reconnus sont transmis sous forme de codes, par exemple de codes ASCII, audit système interactif 100. On comprendra qu'avec une telle application, il est possible d'écrire au moyen d'un dispositif de télécommande selon l'invention. De même, la description qui vient d'être faite considère un système informatique 100 comportant une unité centrale 110, un clavier 120 et un écran 130. On comprendra que ce système pourrait présenter une structure différente et appartenir à une entité plus large. Un système interactif 300 est montré å la Fig. 4 qui comporte, par exemple dans un même boîtier, une unité centrale, ou unité de traitement 310 et un écran 330. Il comporte également un récepteur 311 prévu pour fonctionner en relation avec l'émetteur 210 du dispositif de télécommande 200. Le mode de fonctionnement peut être celui qui est décrit ci-dessus en reconnaissance de forme. Ainsi, en déplaçant son pouce 320 sur la surface tactile du transducteur 20, l'utilisateur peut écrire sur l'écran 330. S'il écrit "ala" comme cela est représenté sur la Fig. 4, il peut sélectionner une ou plusieurs fiches d'une base de données contenue logiciellement dans l'unité 310, ladite ou lesdites fiches ayant pour mot clé tous les mots qui commencent par "ala".Les données de ces fiches pourraient être visualisées sur l'écran 330 ou commander un processus de l'unité 310 ou d'une autre unité (non représentée). Afin de faciliter l'écriture dans ce mode à reconnaissance de formes, on peut prévoir, parmi les formes reconnues, des formes prédéterminées que l'on affectera respectivement à des commandes particulières du système: correction ou annulation d'un caractère déjà saisi, retour de ligne, saut de page, etc. Le système interactif 400 montré à la Fig. 5 est une système de télévision qui comprend un ensemble décodeur et/ou magnétoscope 410 et un téléviseur 430 proprement dit. L'ensemble 410 est pourvu d'un récepteur 411, lequel incorpore le système d'exploitation du système interactif 400. Ce système d'exploitation permet en autre fonction d'instaurer le dialogue entre le système et le dispositif de télécommande 200. Ainsi, sur l'écran du téléviseur 430, peuvent être dessinés des carrés (deux 431 et 432 sont ici représentés mais ils pourraient être en nombre supérieur).Le pointage de l'un de ces carrés déclenche un processus qui peut être l'un des processus de la liste non-exhaustive suivante: choix d'une chaîne, réglages divers de couleurs, d'intensité sonore, etc., déclenchement d'une fonction magnétoscope, choix d'une option présentée par une application multimédia vidéo ou graphique tel que le télé-achat, des jeux, des consultations de message, sélection de film vidéo. On notera que le dispositif de télécommande 200 fonctionne alors à la manière qui est décrite ci-dessus en relation avec le système interactif 100 du type informatique représenté à la Fig. 1. Dans la description qui vient d'être faite, on a envisagé le cas d'un transducteur 20 bidimensionnel, c'est-à-dire d'un transducteur 20 qui traduit le déplacement du doigt sur sa surface 21a en signaux de position à deux dimensions. Néanmoins, l'invention ne se limite pas à un tel transducteur, et l'on pourrait envisager, sans sortir du cadre de l'invention, l'utilisation de transducteur linéaire, c'està-dire traduisant le mouvement du doigt de l'utilisateur en un signal de position à une dimension. Cette utilisation pourrait être réalisée avec un système interactif 300 dont la commande consiste à effectuer un choix dans un menu simple. REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande à distance d'un système interactif (100; 300), ledit dispositif étant prévu pour délivrer audit système (100; 300), via une liaison sans fil, des signaux permettant ladite commande, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur de déplacement (20) à surface tactile (21a) et des circuits de traitement prévus pour transmettre audit système (100; 300), en tant que signaux permettant ladite commande, des signaux liés à la position actuelle ou à différentes positions successives d'un doigt de son utilisateur sur ladite surface dudit transducteur (20). 2) Dispositir de commande selon la revendication i, çd,duLérisé en ce que ledit transducteur de déplacement (20) est bidimensionnel. 3) Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits signaux transmis sont des signaux représentatifs d'une forme reconnue parmi une pluralité de formes prédéterminées à partir de la forme que dessinent différentes positions successives dudit doigt sur ladite surface tactile (21a). 4) Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits signaux transmis sont des signaux représentatifs de la position dudit doigt sur ladite surface tactile (21a). 5) Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transducteur de déplacement (20) est mobile perpendiculairement à ladite surface tactile (21a) entre une position de repos dans laquelle il est rappelé élastiquement et une position de travail dans laquelle il actionne un interrupteur de validation (62). 6) Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transducteur de déplacement (20) est monté de manière que sa surface tactile (21a) affleure la face supérieure (12) du boîtier (10) dudit dispositif. 7) Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bouton (63) affleurant la face inférieure du boîtier (10) dudit dispositif et prévu pour actionner un interrupteur (64). 8) Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un clavier alphanumérique (40). 9) Dispositif de commande selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite liaison sans fil est une liaison optique à rayonnements infrarouges.