Brevet FR2880419A3 — publié le 20060707

FR 2880419 A3 20060707 FR 0550893 A 20050407 DISPOSITIF DE MESURE DE COORDONNEES SANS CONTACT Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de mesure de coordonnées sans contact et, en particulier, un dispositif de mesure de coordonnées sans contact fonctionnant avec une manette de jeu. Description de l'art connexe Une manette de jeu comprend habituellement un boîtier pour recevoir des composants électriques et mécaniques, un axe vertical effectuant des rotations d'angles prédéterminés, et une pluralité de capteurs pour détecter les déplacements de l'axe vertical et convertir ces informations en signaux de déplacement correspondants. Dans une résistance variable d'une première manette de jeu conventionnelle, la résistance dépend de la position de contact et le temps de retard pour la charge dépend de la résistance. Ainsi, les modifications des coordonnées peuvent être obtenues. Cependant, les composants passifs, par exemple, la résistance variable, sont facilement influencés par les conditions ambiantes, par exemple, la température ou l'humidité. La précision, la stabilité et la capacité de résolution des signaux de déplacement sont réduites conformément. Avant chaque utilisation de la manette de jeu, la résistance variable calibrée pour des signaux de sortie de zéro est traitée et cette étape est gênante. En outre, la résistance variable est de type à détection mécanique de contact; le contact sur la résistance variable avec une force importante sur de longues périodes de temps entraîne une abrasion et des dégâts de la résistance variable, et la précision du signal de sortie et la durée de vie de celle-ci sont influencées. En outre, la structure de la première manette de jeu conventionnelle nécessite un espace important. Une seconde manette de jeu conventionnelle à grille optique comprend au moins un ensemble de capteurs optiques (émetteurs optiques et récepteurs optiques) aux axes de coordonnées x et y et différentes structures d'interrupteurs photo. Le brevet US No. 6 181 327 B1 décrit deux codeurs optiques utilisés pour détecter les déplacements de deux plaques de guidage et générer des signaux de déplacement correspondants et en outre décrit d'autres éléments et l'assemblage complexe. Le brevet US No. 6 597 453 B1 décrit quatre codeurs par rapport à un interrupteur photo annulaire. L'interrupteur photo annulaire présente une pluralité de trous pour la transmission de la lumière et les informations détectées à partir des quatre codeurs peuvent être comparées, de sorte qu'un déplacement précis puisse être obtenu. Mais le nombre de codeurs nécessaires rend le dispositif coûteux. Résumé de l'invention Un dispositif de mesure de coordonnées sans contact est proposé avec une structure simple par exemple une manette de jeu ayant un élément de détection d'image pour détecter des variations d'image et convertir les informations en des signaux de coordonnées. Le dispositif de mesure de coordonnées sans contact présente une structure simple afin d'obtenir une sensibilité, une précision et une durée de vie élevées. Celle-ci permet d'éviter les problèmes d'abrasion et l'imprécision présentés par les manettes de jeu à contact. En n'utilisant pas deux ensembles de codeurs avec une grille optique, la présente invention est de conception simple et peu coûteuse. Un dispositif de mesure de coordonnées sans contact comprend un boîtier, un levier, un élément de transmission optique et un élément de détection d'image. Le boîtier comprend une portion de support formée à la partie supérieure de celui-ci, et est fermé et constitué de matériaux opaques. Le levier est orienté vers le boîtier via la portion de support, et présente une portion de fonctionnement située hors du boîtier et une portion de détection reçue dans le boîtier. L'élément de transmission optique est disposé à l'intérieur du boîtier. L'élément de détection d'image est disposé sur la portion de détection du levier pour générer une variation d'image lorsque le levier est manipulé. Un dispositif de mesure de coordonnées sans contact comprend un boîtier, un levier et un élément de détection d'image. Le boîtier est transparent à la lumière et présente une portion de support formée au sommet de celui-ci. Le levier est orienté vers le boîtier via la portion de support et présente une portion de fonctionnement située hors du boîtier et une portion de détection reçue dans le boîtier. L'élément de détection d'image est disposé sur la portion de détection du levier pour générer une variation d'image lorsque le levier est manipulé. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, la description détaillée donnée ci-dessous présente des modes de réalisation et des exemples de la présente invention. Les propriétés les plus importantes de la présente invention ont ainsi été résumées afin que la description détaillée de la présente invention qui suit puisse être mieux comprise, et afin que les contributions à l'art puissent être appréciées. Il existe bien sûr d'autres propriétés de la présente invention qui sont décrites ci-après et qui constituent le sujet des revendications ci- jointes. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec un élément de transmission optique selon la présente invention; la figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec un élément de détection optique selon la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec un boîtier selon la présente invention; la figure 5 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec le boîtier selon la présente invention; la figure 6 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec un socle à chambre selon la présente invention; la figure 7 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec une portion de restriction selon la présente invention; la figure 8 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec la portion de restriction selon la présente invention; la figure 9 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention; la figure 10 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention; et la figure 11 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact appliqué avec le boîtier selon la présente invention Description détaillée des modes de réalisation Un dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention comprend une manette de jeu avec un élément de détection d'image, de sorte que l'élément de détection d'image peut détecter la variation d'image d'un objet ou d'un réseau. En outre, les informations concernant la variation d'image peuvent être converties en des signaux de coordonnées X/Y au moyen d'un logiciel (matériel de traitement des informations). Les développements de la technologie de détection optique peuvent être utilisés de manière adéquate dans le domaine des manettes de jeu. La technologie de détection optique sans contact peut prolonger la vie de ceux-ci, et peut présenter une précision élevée grâce à la structure simple. Le dispositif de mesure de coordonnées sans contact comprend un boîtier, un levier et un élément de détection d'image. Le boîtier présente une portion de support disposée sur le sommet de celui-ci, et la configuration du boîtier peut être une structure en cloche ou une autre structure équivalente. Le levier est orienté vers le boîtier via la portion de support et présente une portion de fonctionnement exposée hors du boîtier et une portion de détection reçue dans le boîtier. L'élément de détection d'image est disposé sur la portion de détection du levier pour générer une variation d'image lorsque le levier est manipulé. En référence à la figure 1, un premier mode de réalisation du dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention est présenté. Le dispositif de mesure de coordonnées sans contact comprend un boîtier 10, un levier 20, un élément de transmission optique 30 et un élément de détection d'image 40. Le boîtier 10 présente une portion de support 11 formée au sommet de celui-ci et est fermé et constitué de matériaux opaques. Le levier 20 est orienté vers le boîtier 10 via la portion de support 11, et présente une portion de fonctionnement 21 exposée hors du boîtier 10 et une portion de détection 22 reçue dans le boîtier 10. L'élément de transmission optique est disposé à l'intérieur du boîtier 10. L'élément de détection d'image 40 est disposé sur la portion de détection 21 du levier 20 pour générer une variation d'image lorsque le levier 20 est manipulé. Selon ce mode de réalisation, la portion de support 11 est formée d'une cavité concave au sommet du boîtier 10 et d'un trou réalisé à travers la cavité, et le levier 20 est fixé au boîtier 10 par le trou. L'élément de transmission optique 30 est disposé sur la portion de détection 22 du levier 20, de façon à se déplacer simultanément en fonction de l'élément de détection d'image 40 et fournir la lumière nécessaire à l'élément de détection d'image 40. Le boîtier 10 comprend au moins une enveloppe extérieure 12, un panneau inférieur 13 connecté à l'enveloppe extérieure 12 et une cavité de réception 14 limitée par l'enveloppe extérieure 12 et le panneau inférieur 13. La portion de détection 22 du levier 20 effectue des rotations ou se déplace dans la cavité de réception 14 autour d'une portion d'articulation 23, qui est connectée entre la portion de fonctionnement 21 et la portion de détection 22 de celui-ci. Le panneau inférieur 13 du boîtier 10 présente une image naturelle ou un réseau prédéterminé reconnaissable pour définir une image détectée. En référence à la figure 2, l'élément de transmission optique 30 est disposé sur l'enveloppe extérieure 12 du boîtier, et l'élément de détection d'image 40 comprend des composants de détection optiques qui peuvent capturer des images, par exemple, un dispositif de couplage de charge (CCD = charge- coupled device), un capteur d'image avec contact (CIS = contact image sensor) ou un semi-conducteur d'oxyde de métal complémentaire (CMOS = complementary metal-oxide semiconductor). La disposition des composants de détection optique dépend des propriétés de chaque composant de détection optique. La figure 3 présente l'élément de détection d'image 40, comprenant le dispositif de couplage de charge et une lentille de condensation 41 disposés sur la portion de détection 22 et sous le dispositif de couplage de charge. En outre, le dispositif de mesure de coordonnées sans contact peut également comprendre une unité de comparaison d'image (non représentée) pour comparer les images postérieures avec les images précédentes, des signaux correspondants aux variations d'image sont obtenus et les signaux peuvent être en outre envoyés à une unité de matériel avec un interface de fonctionnement (non représenté). Du fait de la manière d'orienter la portion de détection 22 du levier 20, la portion de détection 22 détermine un parcours sur une surface courbe prédéterminée. En référence à la figure 4, le panneau inférieur 13 du boîtier 10 comprend un socle à chambre 15 relatif à la portion de détection 22 du levier 20. Le socle à chambre 15 est constitué de matériaux opaques afin de réfléchir la lumière de l'élément de transmission optique 30. Le socle à chambre 15 est utilisé pour éliminer la différence de phase qui se produit si le panneau inférieur 13 présente une surface plate. Ainsi, le socle à chambre 15 est défini avec un arc courbé correspondant à la surface courbe prédéterminée pour détecter la capacité avec une précision élevée. En outre, le socle à chambre 15 présente une image naturelle ou un réseau prédéterminé reconnaissable formé sur celui-ci pour définir une image détectée. En référence à la figure 5, le panneau inférieur 13 du boîtier 10 présente une surface courbe correspondant à la surface courbe prédéterminée et relative à la portion de détection 22 du levier 20, de manière à réaliser un effet identique à celui du socle à chambre 15. La figure 6 présente l'élément de transmission optique 30 disposé sous le socle à chambre 15, qui est constitué de matériaux transparents, de sorte qu'une image naturelle ou le réseau prédéterminée peut être projeté et peut être détecté. Les figures 7 et 8 présentent une portion de restriction 24 du levier 20 ou une portion de restriction 16 du boîtier 10 en outre compris dans le dispositif de mesure de coordonnées sans contact selon la présente invention, de façon à limiter et orienter le levier 30 vers la portion de support 11 du boîtier 10. La portion de restriction 16 s'étend de la portion de support 11 vers le haut, et une cavité est formée par la portion de restriction 16 et la portion de support pour recevoir la portion d'orientation 23, ainsi la portion d'orientation 23 limitée à l'intérieur de la cavité peut tourner librement sans quitter le boîtier 10. La portion de restriction 24 du boîtier 10 joue le même rôle que la portion de restriction 16 et s'étend des portions de détection 22 du levier 20 vers l'extérieur pour se fixer à la portion de support 11 du boîtier 10; ainsi le levier 20 peut tourner librement sans quitter le boîtier 10. En référence à la figure 9, le dispositif de mesure de coordonnées sans contact comprend un boîtier 10', un levier 20' et un élément de détection d'image 40'. Le boîtier 10' est transparent à la lumière et présente une portion de support 11' formée au sommet de celuici. Le levier 20' est orienté vers le boîtier 10' via la portion de support 11', et présente une portion de fonctionnement 21' exposée hors du boîtier 10' et une portion de détection 22' reçue dans le boîtier 10'. L'élément de détection d'image 40' est disposé sur la portion de détection 22' du levier 20' pour générer une variation d'image lorsque le levier 20' est manipulé. La manière d'orienter le levier 20' et la disposition de l'élément de détection d'image 40' peuvent varier en fonction des modes de réalisation mentionnés ci-dessus. Le dispositif de mesure de coordonnées sans contact peut en outre comprendre la portion de restriction modifiée selon les modes de réalisation mentionnés ci-dessus. Selon ce mode de réalisation, le boîtier 10' est constitué de matériaux transparents et l'élément de détection d'image 40' peut détecter via la lumière extérieure; le boîtier 10' comprend au moins une enveloppe extérieure 12', un panneau inférieur 13' connecté à l'enveloppe extérieure 12' et une cavité de réception 14' limitée par l'enveloppe extérieure 12' et le panneau inférieur 13'. La portion de détection 22' du levier 20' tourne dans la cavité de réception 14' autour de la portion de support 11' du boîtier 10'. Selon les modes de réalisation du boîtier 10', par exemple, une surface plate du panneau inférieur 13', un socle à chambre est ajouté, le panneau inférieur 13' présente un arc courbe correspondant à la surface courbe prédéterminée, et une image naturelle ou un réseau prédéterminé formé sur celui-ci peut être mis en uvre de la manière décrite ci-dessus. La figure 10 présente le boîtier 10' constitué de matériaux opaques et ayant au moins une ouverture 17' formée dans celui-ci pour l'introduction de la lumière extérieure. L'ouverture 17' peut être une ouverture allongée ou composée d'une pluralité de fentes, de sorte que la lumière extérieure puisse entrer. La figure 11 présente le boîtier 10' d'une manière ouverte; par exemple, le panneau inférieur 13' peut être omis du fait de la lumière ambiante et des considérations concernant la configuration. Dans ce cas, le boîtier 10' est muni de l'enveloppe extérieure 12' sans panneau inférieur 13' et son utilisation est satisfaisante. Selon la présente invention, les avantages du dispositif de mesure de coordonnées sans contact sont décrits ci-dessous: 1. une structure simple comme une manette de jeu comportant un élément de détection d'image est proposée pour détecter une variation d'image et convertir les informations en signaux de coordonnées. 2. la structure simple est proposée pour obtenir une sensibilité, une précision élevée et une longue 5 durée de vie. 3. le dispositif de mesure de coordonnées sans contact est proposé pour éviter les problèmes d'abrasion et d'imprécision observés dans les manettes de jeu avec contact. 4. le dispositif de mesure de coordonnées sans contact est proposé pour éviter deux ensembles de codeurs appliqués avec une grille optique, qui sont compliqués et coûteux. Il est évident à l'homme de métier que la description ci-dessus est uniquement donnée à titre d'exemple des modes de réalisation et des exemples spécifiques de la présente invention. La présente invention couvre donc différentes modifications et variations apportées à la structure et aux fonctionnements décrits dans ce document de la présente invention, à condition qu'elles soient couvertes par la portée de la présente invention telle que définie dans les revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de coordonnées sans contact, caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (10) ayant une portion de support 11 5 formée au sommet de celui-ci, fermé et constitué de matériaux opaques; un levier (20) orienté vers le boîtier 10 via la portion de support (11), et ayant une portion de fonctionnement (21) située à l'extérieur du boîtier (10) et une portion de détection (22) reçue dans le boîtier (10); un élément de transmission optique (30) disposé dans le boîtier (10); et un élément de détection d'image (40) disposé sur la portion de détection (22) du levier (20) pour générer une variation d'image lorsque le levier (20) est manipulé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend au moins une enveloppe extérieure (12), un panneau inférieur (13) connecté à l'enveloppe extérieure (12), et une cavité de réception (14) limitée par l'enveloppe extérieure (12) et le panneau inférieur (13), et en ce que la portion de détection {22) du levier (20) effectue des rotations dans la cavité de réception (14) autour d'une portion d'articulation (23) connectée entre la portion de fonctionnement (21) et la portion de détection (22) de celle-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) comprend un socle à chambre (15) relatif à la portion de détection (22) du levier (20). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de transmission optique (30) est disposé sur le boîtier (10) et le levier (20) de manière alternée, et le socle à chambre (15) est constitué de matériaux opaques pour réfléchir la lumière de l'élément de transmission optique (30). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le socle à chambre (15) est constitué d'un matériau transparent, et l'élément de transmission optique (30) est disposé sous le socle à chambre (15). 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) présente une surface plate ou une surface courbe relative à la portion de détection (22) du levier (20). 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) présente une image naturelle ou un réseau prédéterminé reconnaissable. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de transmission optique (30) est disposé sur le boîtier (10) et le levier (20) d'une manière alternée. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une portion de restriction (16) disposée sur le levier (20) ou le boîtier (10), de façon à orienter le levier (20) vers la portion de support (11) du boîtier (10). 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de détection d'image (40) comprend un dispositif de couplage de charge (CCD = charge-coupled device), un capteur d'image avec contact (CIS = contact image sensor) ou un semi- conducteur d'oxyde de métal complémentaire (CMOS = complementary metal-oxide semiconductor). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de détection d'image (40) comprend un dispositif de couplage de charge, et une lentille de condensation {41) disposée sur la portion de détection et sous le dispositif de couplage de charge. 12. Dispositif de mesure de coordonnées sans contact, caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier (10), dans lequel le boîtier (10) est 30 transparent, et présente une portion de support 11 formée au sommet de celui-ci; un levier (20) orienté vers le boîtier (10) via la portion de support (11), dans lequel le levier (20) comprend une portion de fonctionnement (21) située hors du boîtier (10) et une portion de détection (22) reçue dans le boîtier (10); et un élément de détection d'images (40) disposé sur la portion de détection (22) du levier (20) pour générer une variation d'image lorsque le levier (20) est manipulé. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le boîtier (10) est constitué d'un matériau transparent. 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le boîtier (10) est constitué d'un matériau opaque et présente au moins une ouverture (17) formée dans celui-ci pour recevoir la lumière externe. 15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend au moins une enveloppe extérieure (12), et une cavité de réception (14) limitée par l'enveloppe extérieure (12), et dans lequel la portion de détection (22) du levier (20) effectue des rotations dans la cavité de réception (14) autour d'une portion d'articulation (23) entre la portion de fonctionnement (21) et la portion de détection (22) de celui-ci. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend en outre un panneau inférieur (13) connecté à l'enveloppe extérieure (12). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) comprend un socle à chambre (15) relatif à la portion de détection (22) du levier (20). 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) présente une surface plate ou une surface courbe relatif à la portion de détection (22) du levier (20). 19. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le panneau inférieur (13) du boîtier (10) présente une image naturelle ou un réseau prédéterminé reconnaissable. 20. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une portion de restriction (24) disposée sur le levier (20) ou le boîtier (10), de façon à orienter le levier (20) vers la portion de support (11) du boîtier (10). 21. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément de détection d'image (40) comprend un dispositif de couplage de charge (CCD = charge-coupled device), un capteur d'image avec contact (CIS = contact image sensor) ou un semi-conducteur d'oxyde de métal complémentaire (CMOS = complementary metal-oxide semiconductor). 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'élément de détection d'image (40) comprend le dispositif de couplage de charge, et une lentille de condensation (41) disposée sur la portion de détection (22) et sous le dispositif de couplage de charge.