Brevet FR2785385A1 — publié le 20000505

L'invention concerne un dispositif d'encodage optique incrémental, du type comportant un bouton de commande monté à rotation autour d'un axe X sur la façade d'un coffret, un arbre solidaire dudit bouton, une cloche portée par ledit arbre et présentant une jupe périphérique coaxiale à l'axe de rotation du bouton et dans laquelle sont ménagées des encoches alternant avec des parties opaques, deux fourches optiques disposées à cheval sur le chemin de défilement desdites encoches et décalées angulairement de manière à fournir des signaux électriques déphasés de 2 suivant le sens de rotation du bouton, des moyens io de traitement desdits signaux électriques afin de connaître l'angle de rotation et le sens de rotation dudit bouton, et des moyens d'indexage du bouton en rotation. Les encodeurs optiques incrémentaux remplacent de plus en plus les encodeurs électromécaniques, car ils sont plus fiables et d'un moindre coût. Dans de nombreuses applications, il est en outre exigé que le bouton de commande rotatif de l'encodeur puisse réaliser une fonction poussoir. Les dispositifs d'encodage optique incrémental actuels équipés de la fonction poussoir comportent un empilage mécanique entre le bouton poussoir et la cloche, cette dernière restant positionnée dans un même plan perpendiculairement à l'axe de rotation, ce qui entraîne un encombrement important du dispositif. L'invention s'est donnée pour but de pallier cet inconvénient, et de proposer un dispositif d'encodage optique du type mentionné ci-dessus qui comporte une fonction poussoir peu volumineuse et de faible coût. L'invention atteint son but par le fait que la jupe périphérique s'étend vers le bouton de commande, par le fait que le bouton est en outre monté sur la façade de manière à pouvoir coulisser dans une direction parallèle à son axe de rotation afin de permettre la découverte simultanée des deux cloches optiques par déplacement de la cloche sous l'action d'une pression manuelle exercée sur le bouton à l'encontre de forces élastiques de rappel, et par le fait que les moyens de traitement permettent de reconnaître la position découverte simultanée des deux 3S fourches. Ainsi la fonction poussoir est reconnue par les moyens de traitement des signaux électriques. Les seuls éléments mécaniques utilisés pour cette nouvelle fonction sont les moyens exerçant les forces élastiques de rappel, et le volume supplémentaire est limité au volume nécessaire au déplacement de la cloche. De manière avantageuse, les forces élastiques de rappel sont exercées par les moyens d'indexage du bouton en rotation. Ces moyens d'indexage comportent par exemple des plongeurs de billage sollicités par des ressorts. ]o D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une coupe selon un plan passant par l'axe de rotation d'un encodeur optique incrémental équipé de la fonction poussoir selon l'invention; -la figure 2 est une vue latérale partielle de l'encodeur de la figure 1; -la figure 3 est une vue frontale de la cloche qui montre la disposition des fourches optiques; la figure 4 est une représentation graphique des signaux analogiques fournis par les fourches optiques et des signaux mis en forme, en fonction de l'angle de rotation du bouton de commande, selon un mode de réalisation. Les dessins montrent un bouton de commande 1 monté à rotation autour d'un axe X dans un orifice 2 ménagé dans la façade 3 d'un coffret électronique 4. Ce coffret 4 comporte en outre un boîtier 5 qui, associé à la façade 3, délimite une cavité 6 dans laquelle loge une carte électronique 7, disposée dans un plan sensiblement parallèle au plan de la façade 3. Le bouton de commande 1 comporte un manchon annulaire 10 d'axe X qui a un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'orifice 2, terminé à son extrémité interne par un flasque 11 qui s'étend vers l'extérieur et qui vient en appui sur la face interne 12 de la façade 3, afin d'empêcher le bouton de commande 1 de s'échapper vers l'extérieur du coffret 4. Le bouton de commande 1 est en outre solidaire d'un arbre d'entraînement 13 d'axe X qui traverse avec jeu la carte électronique 7, cette dernière présentant pour ce faire un orifice 14. Sur l'extrémité 15 de l'arbre d'entraînement 13 est montée une cloche 20 d'axe X réalisée en un matériau opaque. Cette cloche 20 comporte un manchon central 21 pour son montage sur l'extrémité 15 de l'arbre d'entraînement 13 et une jupe périphérique 22 d'axe X qui s'étend à l'arrière de la carte électronique 7 vers la façade 3. La paroi 23 qui relie le manchon central 21 à la jupe io périphérique 22 est conformée de manière à présenter, face au boîtier 5, une rainure annulaire 23 d'axe X. Le boîtier 5 présente sur sa face interne 30 et en regard de la rainure 23 au moins deux fûts cylindriques creux 31, 32 dans les cavités desquels sont montés des plongeurs de billage 33, 34 sollicités vers le fond 35 de la rainure 23 par des ressorts 36, 37. Le fond 35 de la rainure 23 comporte en alternance une pluralité de nervures et de rainures qui assurent en coopération avec les plongeurs 33, 34 I'indexation du bouton de commande 1 en rotation. La hauteur des fûts cylindriques creux 31 et 32 est calculée de telle manière que si on exerce une pression manuelle sur le bouton de commande 1, à l'encontre de la force exercée par les ressorts 36, 37, l'ensemble constitué par le bouton de commande 1, l'arbre d'entraînement 13 et la cloche 20 se déplace parallèlement à l'axe X vers le boîtier 5. La distance entre la carte électronique 7 et le flasque 11 du bouton de commande 1 est également calculée pour permettre ce déplacement. En l'absence de pression sur le bouton de commande 1, les ressorts 36, 37 repoussent l'ensemble vers la façade 3 de telle manière que le flasque 11 soit en appui sur la face interne 12 de la façade 3. La cloche 20 comporte sur le bord de sa jupe périphérique 22, situé en regard de la carte électronique 7, une pluralité d'encoches 40 alternant avec des parties opaques 41 et formant des créneaux de section sensiblement carrée. Deux fourches optiques 42, 43, portées par la carte électronique 7, sont montées à cheval sur le chemin de défilement circulaire d'axe X des encoches 40. Chaque fourche optique comporte une diode émettrice de lumière infra-rouge 44 associée à un phototransistor 45, et est complétée par une pièce de collimation 46 qui calibre la largeur du faisceau lumineux émis vers le phototransistor 45. Lors de la rotation du bouton de commande 1 autour de l'axe X, les encoches 40 et les parties opaques 41 viennent successivement découvrir et occulter les faisceaux lumineux. Idéalement la largeur des encoches 40 est sensiblement identique à la largeur des faisceaux lumineux ainsi qu'à la largeur des parties opaques 41. Les deux fourches optiques 42, 43 sont décalées angulairement io par rapport à l'axe X de telle manière que les signaux électriques fournis par les deux phototransistors 45 soient décalés de -2 suivant le sens de rotation du bouton de commande 1. Ceci veut dire que si l'un des phototransistors reçoit la totalité du flux lumineux collimaté, l'autre ne reçoit que la moitié de ce flux lumineux. Les signaux électriques S1, S2 aux bornes des phototransistors sont de forme sensiblement rectangulaire. En les passant à travers une bascule électronique montée sur la carte électronique 7 on obtient deux signaux carrés S3, S4 toujours déphasés de- - Ces deux signaux S3, S4 mis en forme génèrent un codage sur deux bits. Ces deux derniers sont envoyés sur un microprocesseur monté sur la carte électronique 7 afin de déterminer l'angle et le sens de rotation. Lors de la rotation du bouton de commande 1, les signaux S3, S4 mis en forme défilent soit dans l'ordre 00, 10, 11, 01, 00, soit dans l'ordre 00, 01, 11, 10, 00 suivant le sens de rotation. Si durant l'état 11, on observe les signaux analogiques S1 et S2, on constate que l'un des signaux décroit de V à V/2 tandis que l'autre croît de V/2 à V, V étant la tension maximum. Au mieux les deux signaux S1 et S2 peuvent se trouver simultanément à 3/4V. Par contre si le bouton de commande 1 est poussé, la cloche 20 s'écarte de la carte électronique 7, et les deux fourches optiques 42 et 43 sont découvertes simultanément. Cette détection est réalisée par le microprocesseur. Le déplacement axial autorisé de la cloche 20 est calculé de manière à permettre la découverte simultanée des deux fourches optiques 42 et 43. Indépendamment de l'état 0 ou 1 des signaux mis en forme S3 et S4, on peut se contenter de scruter les signaux analogiques S1 et S2 soit en mesurant les niveaux de chaque signal S1, S2, soit en mesurant la somme des deux signaux S1 et S2. En sous-dimensionnant volontairement l'encodeur optique io incrémental, il est possible de générer deux signaux analogiques S1 et S2 qui évoluent entre 0 et V/2 par exemple. Pour ce faire, on dimensionne les collimateurs 46 et les encoches 40 de la cloche 20 de manière à ne laisser passer que la moitié du faisceau lumineux. Dans ce cas lorsqu'on pousse le bouton de commande 1, la cloche 20 se dégage et laisse passer la totalité de la lumière des deux faisceaux, les signaux analogiques S1 et S2 montant alors simultanément à la valeur V. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'encodage optique incrémental, du type comportant un bouton de commande (1) monté à rotation autour d'un axe X sur la façade (3) d'un coffret (4), un arbre (13) solidaire dudit bouton (1), une cloche (20) portée par ledit arbre (13) et présentant une jupe périphérique (22) coaxiale à l'axe de rotation X dans laquelle sont ménagées des encoches (40) alternant avec des parties opaques (41), deux fourches optiques (42, 43) disposées à cheval sur le chemin de défilement desdites i0 encoches (40) et décalées angulairement de manière à fournir des signaux électriques (S1, S2) déphasés de -2 suivant le sens de rotation dudit bouton (1), des moyens de traitement (7) desdits signaux électriques afin de permettre de connaître l'angle de rotation et le sens de rotation dudit bouton (1), et des moyens d'indexage du bouton en rotation, caractérisé par le fait que la jupe périphérique (22) s'étend vers le bouton de commande (1), par le fait que ledit bouton (1) est en outre monté sur la façade de manière à pouvoir coulisser dans une direction parallèle à son axe de rotation (X) afin de permettre la découverte simultanée des deux fourches optiques (42, 43) par déplacement de la cloche (20) sous l'action d'une pression manuelle exercée sur ledit bouton (1) à l'encontre de forces élastiques de rappel, et par le fait que les moyens de traitement permettent de reconnaître la position découverte simultanée des deux fourches (42, 43). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les forces élastiques de rappel sont exercées par les moyens d'indexage. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les moyens d'indexage comportent des plongeurs de billage (33,.34) sollicités par des ressorts (36, 37). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de traitement et les fourches (42, 43) sont montés sur une carte électronique (7) disposée dans le boîtier (4) et par le fait que l'arbre (13) solidaire du bouton (1) traverse ladite carte (7).