Brevet FR2759185A3 — publié le 19980807

FR 2759185 A3 19980807 FR 9701221 A 19970204 À MECANISME DE COMMANDE DE CURSEUR D'UNE SOURIS SELON L'AXE Z ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à des mécanismes de commande de curseur et, plus particulièrement, a ce mécanisme de commande de curseur, conçu pour commander la quantité et la direction de déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage selon l'axe Z. Le mécanisme de commande peut être réalisé suivant un type mécanique ou suivant un type optique. Des souris éà commande de curseur régulière sont couramment constituées d'un boîtier contenant une boule de commande. Lorsque la boule de commande est déplacée sur une surface plane, la quantité de déplacement et la direction de la boule de commande sont détectées par un circuit de commande et converties en un signal de sortie correspondant pour commander le déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage. Cependant, le circuit de commande des souris à commande de curseur régulière peut détecter seulement le signal de déplacement sur un plan dans les directions de l'axe X et de l'axe Y, c'est à dire qu'il ne peut pas détecter un déplacement selon l'axe Z. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a été réalisée dans cette perspective. Le but principal de la présente invention est de fournir un mécanisme de commande de curseur qui commande le déplacement selon l'axe Z d'un curseur sur un écran d'affichage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z comprend une roue de commande selon l'axe Z montée dans une structure de support à l'intérieur du boitier d'une souris et sortant partiellement hors du boîtier pour être tournée à la main, une roue à grille transparente étant couplée à la roue de commande selon l'axe Z et comportant une pluralité de dents transversales et une pluralité d'intervalles alternativement espacées sur la périphérie, une source de lumière,par exemple, une diode émettrice de lumière commandée pour émettre une lumière à travers la roue à grille transparente et un détecteur de photons, par exemple, un transistor à photons adapté pour recevoir une lumière réfractée à partir de la roue à grille transparente et pour la transformer en un signal de sortie correspondant à la direction du déplacement et à l'angle de la roue de commande selon l'axe Z pour commander la quantité et la direction de déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 représente un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z installé dans un boîtier de souris selon la présente invention. La figure 2 est une vue en élévation d'un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 3 est une vue explosee du premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 4 est une vue en élévation d'un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon un second mode de réalisation de la présente invention. La figure 5 est une vue explosée du second mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 est une vue explosée d'un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 est une vue explosee d'un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 est une vue en élévation d'une souris selon la présente invention, représentant la roue de commande selon l'axe Z montée dans une position verticale; La figure 9 est une vue en élévation d'une souris selon la présente invention, représentant la roue de commande selon l'axe Z montée dans une position horizontale. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES PREFERES DE REALISATION En faisant référence aux figures 1 à 3, un mécanisme de commande selon l'axe Z du curseur d'une souris, selon un mode de réalisation de la présente invention, est généralement constitué d'une roue à grille 1, d'un boîtier 2, d'une pluralité de lames élastiques métalliques 3, 4, 5 et d'une roue de commande selon l'axe Z 6. La roue à grille 1 comprend un trou central , deux éléments conducteurs centraux annulaires 12, disposés symétriquement au niveau des deux côtés opposés autour du trou central 10, trois trous de passage également espacés angulairement 121 connectés entre les éléments conducteurs centraux annulaires 12, et deux grilles 11 disposées au niveau des deux côtés opposés autour des éléments conducteurs centraux annulaires 12. Chaque grille 11 comprend une pluralité de parties conductrices 111 et de parties isolantes 112, agencées alternativement autour d'un élement conducteur central annulaire 12. Il existe une différence angulaire entre les deux grilles 11. Les éléments conducteurs centraux annulaires 12 sont connectés électriquement aux parties conductrices 111 des grilles 11. Les trous de passage 121 sont recouverts d'un matériau électriquement conducteur pour connecter électriquement les éléments conducteurs centraux annulaires 12. Le boîtier 2 comprend un châssis de support 21 présentant une encoche d'accouplement 222, une structure d'appui 22 suspendue au-dessus du châssis de support 21 et présentant une encoche d'accouplement 221 en alignement vertical avec l'encoche d'accouplement 222 du châssis de support 21, un premier réceptacle 23 s'élevant à partir du châssis de support 21 et définissant deux trous de connexion parallèles 231 adaptés pour retenir les lames élastiques métalliques 3, 4 et un second réceptacle 24 s'élevant à partir du châssis de support 21 et définissant un trou de connexion 241 adapté pour retenir la lame élastique métallique 5. Les lames élastiques métalliques de contact 3, 4 sont montées respectivement dans les trous de connexion 231 du premier réceptacle 23 et disposées en contact avec une grille 11 et un élément conducteur annulaire central 12. La bande élastique métallique 5 comporte une extrémité enfoncée dans le trou de connexion 241 du second réceptacle 24 et une extrémité opposée disposée en contact avec une grille 11. La roue à grille 1 et la roue de commande selon l'axe Z 6 sont couplées l'une à l'autre et montées dans les encoches d'accouplement 221, 222 entre le châssis de support 21 et la structure d'appui 22. La roue de commande selon l'axe Z 6 comprend un premier arbre de roue 61 et un second arbre de roue 62, s'élevant respectivement à partir des deux côtés opposés au niveau du centre. Le premier arbre de roue 61 est couplé à l'encoche d'accouplement 221 de la structure d'appui 22. Le second arbre de roue 62 est ajusté dans le trou central 10 de la roue à grille 1 et est ensuite couplé à l'encoche d'accouplement 222 du châssis de support 21. Lorsque la roue de commande selon l'axe Z 6 est tournée, la roue à grille 1 tourne de façon synchrone avec la roue de commande selon l'axe Z 6. Lorsque la roue de commande selon l'axe Z 6 est tournée, la roue à grille 1 reçoit de l'énergie électrique à partir des lames élastiques métalliques 3,4 , les lames élastiques métalliques 3,4 sont déplacées sur les parties conductrices 111 et les parties isolantes 112, alternativement, et produisent un signal de sortie respectif à tension variable. En conséquence, le signal de sortie issu de la grille à roue 1 commande la quantité et la direction de déplacement du curseur sur l'écran d'affichage. Les figures 4 et 5 représentent une autre forme de la présente invention. Un mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon cette autre forme comprend une roue à grille transparente 1, un boîtier 2, une roue de commande selon l'axe Z 6, une source lumineuse 7, et un photodétecteur (par exemple un phototransistor) 8. Le boîtier 2 comprend un châssis de support 21 présentant une encoche d'accouplement 222 et une structure d'appui 22 suspendue au-dessus du châssis de support 21 et présentant une encoche d'accouplement 221 en alignement vertical avec l'encoche d'accouplement 222 du châssis de support 21. La roue à grille transparente 1 et la roue de commande selon l'axe Z 6 sont couplées l'une a l'autre et montées dans les encoches d'accouplement 221, 222, entre le châssis de support 21 et la structure d'appui 22. La roue à grille transparente 1 comprend un trou central 10, une pluralité de dents transversales 15 et une pluralité d'intervalles 151 espacées alternativement sur la périphérie. La source de lumière 7 et le photodétecteur 8 sont disposés respectivement, de façon adjacente a la roue à grille transparente 1 suivant des angles différents. La lumière issue de la source lumineuse 7 traverse la roue à grille transparente 1 et est détectée par le photodétecteur 8. Le photodétecteur 8 comporte une extrémité de sortie et est connecté a un circuit amplificateur (non représenté). Au moyen du calcul de l'ordre et de la fréquence du signal de sortie venant du photodétecteur 8, la direction et l'angle de déplacement de la roue à grille transparente 1 sont évalués. La roue de commande selon l'axe Z 6 comprend un premier essieu 61 et un second essieu 62, s'élevant, respectivement, à partir des deux côtés opposés au niveau du centre. Le premier essieu 61 est couplé à l'encoche d'accouplement 221 de la structure d'appui 22. Le second essieu 62 est ajusté dans le trou central 10 de la roue à grille 1 et est ensuite couplé à l'encoche d'accouplement 222 du châssis de support 21. Lorsque la roue de commande selon l'axe Z 6 est tournée, la roue à grille 1 tourne de façon synchrone avec la roue de commande selon l'axe Z 6 et une lumière issue de la source lumineuse 7 est réfractée par la roue a grille transparente 1 et détectée par le photodétecteur 8. Lorsque le photodétecteur 8 est, alternativement, activé et non activé si la lumière issue de la source lumineuse 7 passe à travers les intervalles 151 et les dents 15, et la variation de lumière est convertie en un signal électrique correspondant. En conséquence, le photodétecteur 8 fournit un signal de sortie pour commander la quantité et la direction de déplacement du curseur sur l'écran d'affichage soumis à la quantité et à l'angle de déplacement de la roue de commande selon l'axe Z 6. La figure 6 représente une autre forme du mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z. Suivant cette autre forme, le châssis de support 21 comporte un trou axial 224, la structure d'appui 22 présente un trou axial 223. Les trous axiaux 223, 224 ne sont pas alignés verticalement. La roue de commande selon l'axe Z 6 comporte un essieu 61 s'élevant à partir d'un côté au niveau du centre et est monté dans le trou axial 223 de la structure d'appui 22, et un pignon 63 est disposé au niveau d'un côté opposé. La roue à grille 1 comporte un pignon 13 disposé au niveau d'un côté et s'engrenant avec le pignon 63 de la roue de commande selon l'axe Z 6 et un essieu 14 est disposé d' un côté opposé et monté dans le trou axial 224 du châssis de support 21. Lorsque la roue de commande selon l'axe Z 6 est tournée, la roue à grille 1 est entrainée à tourner par le pignon 63 de la roue de commande selon l'axe Z 6 pour permettre à la lumière de la source lumineuse 7 de passer et de réfracter la lumière venant de la source lumineuse 7 alternativement, entraînant ainsi le photodétecteur 8 a fournir un signal correspondant délivré pour commander la quantité et la direction de déplacement du curseur sur l'écran d'affichage. La figure 7 représente encore une autre forme de la présente invention. Selon cette autre forme, le châssis de support 21 comporte un trou axial 224, la structure d'appui 22 comporte un trou axial 223. Les trous axiaux 223, 224 ne sont pas alignés verticalement. La roue de commande selon l'axe Z 6 comporte un essieu 61 s'élevant à partir d'un côté au niveau du centre et monte dans le trou axial 223 de la structure d'appui 22, une roue à friction 64 disposée d'un côté opposé. La roue à grille 1 comporte une roue à friction 15 disposée d'un côté et s'engageant périphériquement avec la roue à friction 64 de la roue de commande selon l'axe Z 6 et un essieu 14, disposé au niveau d'un côté opposé et monté dans le trou axial 224 du châssis de support 21. Lorsque la roue de commande selon l'axe Z 6 est mise en rotation, la roue à grille 1 est tournée par la roue à friction 64 de la roue de commande selon l'axe Z 6 pour laisser passer la lumière de la source lumineuse 7 et réfracter la lumière de la source lumineuse 7 alternativemnt, entrainant ainsi le photodétecteur 8 à produire un signal correspondant délivré pour commander la quantité et la direction de déplacement du curseur sur l'écran d'affichage. En faisant référence aux figures 8 et 9, la roue de commande selon l'axe Z 6 peut être montée dans une position verticale, comme le montre la figure 8, ou dans une position horizontale, comme le montre la figure 9. On doit comprendre que les dessins sont conçus à des fins d'illustration seulement, et ne sont pas conçus pour définir les limites et le domaine de l'invention décrite. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z, caractérisé en ce qu'il comprend: - une structure de châssis de montage, ladite structure de châssis de montage comprenant un châssis de support (21) comportant une encoche d'accouplement (222), une structure d'appui (22) suspendue au-dessus dudit châssis de support (21) et présentant une encoche d'accouplement (221) en alignement vertical avec l'encoche d'accouplement dudit châssis de support, un premier réceptacle (23) s'élevant à partir dudit châssis de support et définissant deux trous de connexion parallèles (231), et un second réceptacle (24) s'élevant à partir dudit châssis de support et définissant un trou de connexion (241); - une roue de commande selon l'axe Z (6) montée entre ledit châssis de support (21) et ladite structure d'appui (22), ladite roue de commande selon l'axe Z comprenant un premier essieu (61) au niveau d'un côté couplé à l'encoche d'accouplement de ladite structure d'appui, et un second essieu (62) au niveau d'un côté opposé couplé à ladite encoche d'accouplement dudit châssis de support; - une roue à grille (1) montée entre ledit châssis de support et ladite structure d'appui et tournée par ladite roue de commande selon l'axe Z, ladite roue à grille comprenant un trou central (10), qui reçoit le second essieu (62) de ladite roue de commande selon l'axe Z, deux éléments conducteurs annulaires centraux (12), disposés symétriquement au niveau des deux côtés opposés autour dudit trou central (10), une pluralité de trous de passage recouverts, respectivement, d'un matériau électriquement conducteur et connectés entres lesdits éléments conducteurs annulaires centraux, et deux grilles (11) disposées au niveau des deux côtés opposés autour desdits éléments conducteurs annulaires centraux (12), chacune desdites grilles comprenant une pluralité de parties conductrices (111) et de parties isolantes (112), disposées alternativement autour d'un élément conducteur annulaire central (12), lesdites grilles étant agencées suivant des angles différents, lesdits éléments conducteurs annulaires centraux étant connectés électriquement aux parties conductrices desdites grilles; - une première lame élastique métallique (3) comportant une extrémité montée dans un trou de connexion (231) dudit premier réceptacle (23) et une extrémité opposée disposée en contact avec la grille (11) de ladite roue à grille (1); - une seconde lame élastique métallique (4) comportant une extrémité montée dans un trou de connexion (231) dudit premier réceptacle (23) et une extrémité opposée disposée en contact avec l'élément conducteur annulaire central (12) de ladite roue à grille (1); et - une troisième lame élastique métallique (5) comportant une extrémité montée dans le trou de connexion (241) dudit second réceptacle (24) et une extrémité opposée disposée en contact avec la grille (11) de ladite roue à grille (1); - dans lequel, lorsqu'on tourne ladite roue de commande selon l'axe Z, ladite roue à grille reçoit de l'énergie à partir desdites lames élastiques métalliques et lesdites seconde et troisième lames élastiques métalliques (4, 5) sont déplacées, alternativement, sur les parties conductrices (111) et les parties isolantes (112), entraînant ainsi ladite roue à grille (1) à fournir un signal de sortie correspondant à la quantité et à l'angle de déplacement de ladite roue de commande selon l'axe Z (6) pour commander la quantité et la direction de déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage. 2. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z comprenant: - une structure de châssis de montage, ladite structure de châssis de montage comprenant un châssis de support (21) comportant une encoche d'accouplement (222) et une structure d'appui (22) suspendue au-dessus dudit châssis de support et comportant une encoche d'accouplement (221) en alignement vertical avec l'encoche d'accouplement (222) dudit châssis de support; - une roue de commande selon l'axe Z (6) montée entre ledit châssis de support et ladite structure d'appui, ladite roue de commande selon l'axe Z comprenant un premier essieu (61) au niveau d'un côté couplé à l'encoche d'accouplement (221) de ladite structure d'appui et un second essieu (62) d'un côté opposé couplé à l'encoche d'accouplement (222) dudit châssis de support; - une roue à grille transparente (1) montée entre ledit châssis de support et ladite structure d'appui et couplée au-dessous de ladite roue de commande selon l'axe Z et tournée par elle, ladite roue à grille transparente comprenant un trou central (10), lequel reçoit le second essieu de ladite roue de commande selon l'axe (Z), une pluralité de dents transversales et une pluralité d'intervalles étant espacées alternativement sur la périphérie; - une source de lumière (7) commandée pour émettre une lumière à travers ladite roue à grille transparente (1); et - un photorécepteur (8) adapté pour recevoir la lumière réfractée à partir de ladite roue à grille transparente (1) et la convertissant en un signal de sortie correspondant à la direction et à l'angle de déplacement de ladite roue de commande selon l'axe Z (6) pour commander la quantité et la direction de déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage. 3. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon la revendication 2, dans lequel ladite source lumineuse (7) est une diode électroluminescente. 4. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon la revendication 2 dans lequel ledit photorécepteur 8 est un phototransistor. 5. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z comprenant: - une structure de châssis de montage comportant un premier trou axial (223) et un second trou axial (224) disposés à des élévations différentes; - une roue de commande selon l'axe Z montée entre ledit châssis de support (21) et ladite structure d'appui (22), ladite roue de commande selon l'axe Z comprenant un essieu (61) couplé au premier trou axial de ladite structure de châssis de montage; une roue à grille transparente (1) est montée entre ledit châssis de support et ladite structure d'appui et est tournée par ladite roue de commande selon l'axe Z (6), ladite roue à grille transparente (1) comprenant un essieu couplé au second trou axial (224) de ladite structure de châssis de montage, une pluralité de dents transversales et une pluralité d'intervalles espacées alternativement sur la périphérie; - des moyens d'accouplement couplés entre ladite roue de commande selon l'axe Z (6) et ladite roue à grille transparente (1) pour permettre à ladite roue à grille transparente de tourner de façon synchrone avec ladite roue de commande selon l'axe Z; - une source lumineuse (7) commandée pour émettre une lumière à travers ladite roue à grille transparente (1); et - un photodétecteur (8) adapté pour recevoir la lumière réfractée à partir de ladite roue à grille transparente (1) et la convertir en un signal de sortie correspondant pour commander la quantité et la direction de déplacement d'un curseur sur un écran d'affichage. 6. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens d'accouplement comprennent un premier pignon (63) monté de façon fixe sur ladite roue de commande selon l'axe Z (6) d'un côté et un second pignon (13) monté de façon fixe sur ladite roue à grille transparente (1) d'un côté et s'engrenant avec ledit premier pignon. 7. Mécanisme de commande de curseur selon l'axe Z selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens d'accouplement comprennent une première roue à friction (64) montée de façon fixe sur ladite roue de commande selon l'axe Z (6) d'un côté, et une seconde roue à friction (15) montée de façon fixe d'un côté sur ladite roue à grille transparente (1), et s'engageant périphériquement avec ladite première roue à friction (64).