Brevet FR2756646A1 — publié le 19980605

BOITIER AMOVIBLE ADAPTABLE SUR UN PERIPHERIQUE DU TYPE "SOURI8" POUR ORDINATEUR La présente invention se rapporte à un boîtier amovible apte à s'adapter sur un périphérique du type "souris" pour ordinateur. Ce boîtier comporte des commandes d'entrée destinées à s'ajouter à celles d'un périphérique standard pour ordinateur et à commander la représentation d'une troisième dimension sur un écran d'ordinateur. De nombreux dispositifs capables de simuler une troisième dimension ont déjà été élaborés. Ainsi, dans un premier temps, des dispositifs distincts des périphériques d'ordinateur, comportant un ou plusieurs capteur(s) de pression, ont été réalisés. Ces dispositifs sont notamment décrits dans la demande de brevet EP-A-0 330 270 et se présentent sous la forme de pédales actionnables au pied ou de boîtiers actionnables manuellement. Les capteurs de pression réagissent à la pression du pied ou des doigts d'un utilisateur et transmettent à un ordinateur des informations selon une troisième dimension. De tels dispositifs permettent seulement de commander la représentation d'un effet de perspective ; ils n'agissent pas sur la représentation des deux premières dimensions. Leur utilisation implique donc nécessairement la manipulation concomitante d'un périphérique standard pour ordinateur. Or, les deux dispositifs distincts ne pouvant être manoeuvrés d'une seule main, le déclenchement simultané de plusieurs commandes d'entrée est difficile à mettre en oeuvre. Par conséquent, ces dispositifs ne sont pas ergonomiques. Pour remédier à ce problème d'ergonomie, une solution a consisté à rajouter des capteurs de pression, aptes à réagir à la pression des doigts ou de la main d'un opérateur, directement sur des périphériques du type "souris" pour ordinateur. Ces périphériques permettent donc à la fois de réaliser un tracé à deux dimensions, au moyen de commandes classiques de positionnement en X et Y, et de simuler une troisième dimension en faisant varier l'épaisseur du tracé au moyen des capteurs de pression. De tels périphériques pour ordinateur sont notamment décrits dans la demande de brevet FR 95 044015, dans la demande de brevet WO-A-88 8565 et dans l'article intitulé "Depht/Force capability for mouse painting device" paru dans la revue Research disclosure n0342, Octobre 1992, page 769. Ces dispositifs nécessitent cependant une transformation du périphérique standard, ce qui entraîne par conséquent une augmentation considérable de son coût de fabrication. La présente invention permet de pallier les inconvénients qui viennent d'être exposés puisqu'elle propose un dispositif, à la fois ergonomique et peu coûteux, permettant de commander la représentation d'un effet de perspective sur un écran d'ordinateur. L'invention concerne plus particulièrement un boîtier amovible destiné à s'adapter sur un périphérique du type "souris" pour ordinateur, en le recouvrant partiellement, et comportant d'une part au moins un capteur de pression, pour mesurer la pression exercée sur ce capteur de pression par la main d'un opérateur, et d'autre part des moyens de liaison pour adresser à l'ordinateur les signaux issus de ce capteur. Selon une autre caractéristique du boîtier selon l'invention, le(s) capteur(s) est(sont) situé(s) à un(des) endroit(s) susceptibles(s) de recevoir une pression exercée par les doigts ou la main de l'opérateur. De préférence, il(s) est(sont) disposé(s) sur une face latérale du boîtier, de manière à pouvoir agir sur le capteur avec le pouce, et/ou à l'arrière de la face supérieure du boîtier, de manière à pouvoir agir sur le capteur avec la paume de la main. Selon une autre caractéristique, la face inférieure du boîtier est évidée et est munie, sur son pourtour, de glissières aptes à guider la souris lors de son insertion et, après insertion, à la maintenir à l'intérieur du boîtier. Selon une autre caractéristique, le boîtier est moulé, coulé ou bien thermoformé dans un matériau élastique à mémoire de forme apte à enserrer la souris. De préférence, ce matériau élastique à mémoire de forme est constitué par des fibres en polyester, Kevlar ou carbone. Bien sûr cet exemple n'est pas exhaustif, d'autres matériaux répondent aux mêmes critères. Selon une autre caractéristique, les moyens de liaison capteur de pression-ordinateur sont aptes à assurer une transmission numérique. Le boîtier selon l'invention est peu coûteux, il présente une bonne ergonomie et permet une manipulation simple, d'une seule main, des commandes d'entrée. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description faite à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue en perspective d'un boîtier selon l'invention et d'une souris pour ordinateur, - la figure 2, un schéma d'un exemple de réalisation. Une souris pour ordinateur est désignée par la référence générale 100 sur la figure 1. La souris 100 est de type standard. Elle comprend d'une part, sur sa face inférieure, un capteur de position ou de déplacement, et d'autre part, sur sa face supérieure, trois boutons B1, B2, B3. Le capteur de position, non visible sur la figure 1, permet de déterminer les mouvements en X et en Y de la souris. I1 se présente en général sous la forme d'une bille. Les boutons B1, B2, B3 permettent , de manière classique, d'adresser à l'ordinateur, auquel est reliée la souris, des informations binaires (selon que ces boutons sont enfoncés ou relâchés). Les signaux provenant du capteur de position et des boutons B1, B2, B3 sont multiplexés et transmis à l'ordinateur par une ligne série classique 105. Un boîtier selon l'invention, apte à s'adapter sur la souris 100, est d'autre part désigné par la référence 110 sur la figure 1. Ce boîtier 110 se présente sous la forme d'une carapace dans laquelle la souris 100 vient s'encastrer suivant le sens représenté par la flêche sur la figure 1. Sa face inférieure est évidée pour ne pas géner le capteur de position de la souris. Cependant, cette face inférieure est munie, sur tout son pourtour, de glissières 119 permettant non seulement de guider la souris 100 lors de son insertion mais aussi de la maintenir à l'intérieur du boîtier après son insertion. De manière avantageuse, le boîtier 110 se présente sous une forme telle qu'il ne peut recouvrir qu'une partie de la souris 100. I1 recouvre en effet environ les deux tiers arrière de la souris 100. De cette façon, les boutons B1, B2, B3 de la souris 100 restent toujours accessibles à l'opérateur. Le boîtier comporte par ailleurs un ou plusieur(s) capteur(s) de pression. Sur la figure 1, un seul capteur de pression est représenté et désigné par la référence 114. Ce capteur permet de déterminer la pression qui lui est appliquée par un doigt ou la main de l'opérateur et d'émettre, en réponse à cette pression, une information analogique mesurant ladite pression. Cette information est ensuite numérisée puis transmise à l'ordinateur, auquel le boîtier 110 est relié, par l'intermédiaire d'un câble 115. Cette transmission consiste à avoir dans le câble 115 autant de lignes de connexion séparées que de capteurs de pression et de connecter ces lignes à autant de ports d'entrées de l'ordinateur qu'il y a de lignes. On sait en effet qu'il existe des cartes d'extension adaptables aux ordinateurs, par exemple du type PC, et qui permettent de mémoriser des informations numériques appliquées à leurs entrées pour les transmettre sur le bus de données de l'ordinateur. Les capteurs de pression peuvent être placés un peu partout sur le corps du boîtier 110, de manière à répondre aux variations de pression exercées par les doigts, ou éventuellement par les autres parties de la main, comme la paume par exemple, qui tient l'ensemble formé par le boîtier adapté sur la souris. Compte tenu de la manière dont on tient généralement une souris, la position la plus simple pour placer l'un de ces capteurs consiste à le mettre sur la face latérale gauche du boîtier 110, tel que représenté sur la figure 1, de manière à pouvoir agir sur le capteur avec le pouce. Bien sûr, pour les gauchers, le capteur sera de préférence disposé sur la face latérale droite. Toutes les autres positions sont possibles mais elles sont bien entendu plus ou moins pratiques à utiliser. On citera par exemple la position à l'arrière de la face supérieure du boîtier pour laquelle le capteur réagit à la pression exercée par la paume de la main de l'opérateur. Le boîtier 110 est de préférence réalisé en matière plastique. Il est par ailleurs soumis à une légère précontrainte, au cours de sa fabrication, de manière à ce qu'il puisse assurer un bon maintien de la souris 100. De manière avantageuse, le boîtier est en outre moulé, coulé ou bien thermoformé dans un matériau élastique à mémoire de forme apte à épouser la forme de la souris 100 et à l'enserrer pour améliorer son maintien. Ainsi, lorsque l'opérateur insère la souris dans le boîtier 110, le matériau élastique se dilate pour laisser passer une première partie légèrement bombée de la face supérieure de la souris, puis il se resserre sur une deuxième partie plus amincie de cette même face. De cette manière, le matériau élastique assure un bon maintien de la souris à l'intérieur du boîtier. De plus, lorsque l'opérateur enlève la souris du boîtier 110, le matériau élastique retrouve sa forme initiale. Le matériau élastique à mémoire de forme est de préférence constitué par des fibres en polyester, Kevlar ou carbone. Sur la figure 2, les informations de l'ensemble 101 de la souris 100, tant en x et y (du capteur de position ou de déplacement) que binaire (des boutons de contacts B1 à B3), sont multiplexées dans un circuit de traitement 102 (du type microprocesseur de commande de souris de type connu) qui les transmet par l'intermédiaire d'un câble 105 à l'ordinateur 120, de préférence par l'entrée série de celui-ci. On rappelle que l'entrée série d'un ordinateur, connue aussi sous l'appellation normalisée RS232C, permet la communication asynchrone dans laquelle des mots binaires sont transmis et permettent de coder des informations en fonction du nombre de bits utilisés pour ces mots et du code choisi. La communication peut être assez rapide pour permettre d'avoir un mutiplexage dans le temps successivement des informations X, Y et des actions sur les boutons. Le boîtier amovible 110, adaptable à la souris 100, comporte quant à lui des circuits électroniques 116 comprenant un convertisseur analogique numérique CAN, un multiplexeur MUX et un microprocesseur MP2 pour piloter le multiplexeur. Ces circuits permettent de numériser directement les signaux analogiques provenant de l'ensemble 118 des capteurs de pression 111, 112,...114, puis de les multiplexer et de les transmettre à l'ordinateur 120 par une ligne série 115, distincte de la ligne 105 de liaison entre la souris 100 et l'ordinateur. L'utilisation de ces deux lignes de connexions 105 pour les informations classiques issues de la souris 100, et 115 pour les informations de pression issues du(des) capteur(s) de pression disposé(s) sur le boîtier 110, permet tout particulièrement de continuer à utiliser des logiciels habituels de contrôle de la souris dans ses fonctions ordinaires, et d'utiliser un logiciel de contrôle spécifique pour traiter les informations provenant des capteurs de pression placés sur le boîtier 110. La numérisation et le mutiplexage des signaux analogiques obtenus à partir des capteurs de pression pourra se faire par exemple à l'aide d'un contrôleur de type MICROCHIP PIC16C71, lequel permet entre autres de numériser quatre sorties analogiques, de multiplexer les signaux numériques obtenus et de les transmettre selon un format du type sériel ou du type "MIDI". Selon le nombre de capteurs ajoutés, et en fonction de l'emplacement de ceux-ci, un boîtier selon l'invention permettra d'entrer dans l'ordinateur des informations qui pourront être utilisées par un logiciel adapté, par exemple de manière à représenter de nombreuses figures différentes. Dans un premier exemple d'utilisation, on pourra utiliser ces informations pour simuler l'action d'un pinceau comme dans le cas d'une peinture, ou d'un ciseau comme dans le cas d'une sculpture. Dans le cas d'une peinture par exemple, le déplacement de la souris permet de manière habituelle de déplacer le curseur simulant le pinceau, une pression sur un capteur latéral du boîtier 110, adapté sur la souris 100, permet de modifier la largeur du pinceau, et une pression sur un autre capteur permet de modifier la couleur utilisée. Dans le cas d'une sculpture par exemple, une pression sur un capteur latéral du boîtier 110 permet de déterminer la position en profondeur, simulée par la perspective sur l'écran bien entendu, du ciseau permettant de tailler la sculpture, et une pression sur un autre capteur détermine la quantité de matière enlevée à cet endroit pour obtenir la sculpture. Le cas échéant, puisqu'il s'agit d'une simulation on peut également non plus enlever de la matière mais en rajouter. Par ailleurs, dans le domaine du son, on pourrait faire jouer un modèle de violon simulé par l'ordinateur en utilisant les variables X et Y, issues du capteur de position de la souris, pour déterminer la position de l'archet, d'une part dans son déplacement perpendiculaire à la corde et d'autre part dans sa position plus ou moins rapprochée du chevalet. Dans ce cas, deux autres mesures de pression, réalisées au moyen des capteurs de pression du boîtier 110 selon l'invention, permettraient de contrôler, d'une part la pression de l'archet sur la corde, et d'autre part la largeur de crin utilisé pour attaquer cette corde. Le boîtier selon l'invention permet donc en multipliant les contrôles, à partir de la main de l'opérateur, d'élargir considérablement les possibilités d'utilisation d'un ordinateur. Il est par ailleurs peu coûteux et très ergonomique puisqu'il s'adapte sur une souris standard pour ordinateur. REVENDICATIONS 1. Boîtier amovible (110) destiné à s'adapter sur un périphérique du type "souris" (100) pour ordinateur, en le recouvrant partiellement, et comportant d'une part au moins un capteur de pression (114), pour mesurer la pression exercée sur ce capteur par la main d'un opérateur, et d'autre part des moyens de liaison (115), pour adresser à l'ordinateur les signaux issus de ce capteur. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le(s) capteur(s) de pression (114) est(sont) situé(s) à un(des) endroit(s) susceptible(s) de recevoir une pression exercée par les doigts ou la main de l'opérateur. 3. Boîtier selon la revendication 2, caractérisé en ce que le(s) capteur(s) de pression (114) est(sont) disposé(s) sur une face latérale du boîtier de manière à pouvoir agir sur le capteur avec le pouce et/ou à l'arrière de la face supérieure du boîtier de manière à pouvoir agir sur le capteur avec la paume de la main. 4. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que sa face inférieure est évidée et est munie, sur son pourtour, de glissières (119) aptes à guider la souris (100) lors de son insertion et, après insertion, à la maintenir à l'intérieur du boîtier (110). 5. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est moulé, coulé ou bien thermoformé dans un matériau élastique à mémoire de forme apte à enserrer la souris. 6. Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matériau élastique à mémoire de forme est constitué par des fibres de polyester ou tout autre matériau possédant un caractère élastique à mémoire de forme. 7. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison (115) capteur de pression-ordinateur sont aptes à assurer une transmission numérique.