Brevet FR2917511A3 — publié le 20081219

FR 2917511 A3 20081219 FR 0757164 A 20070824 B07-3070FR 1 Société dite : Unity Opto Technology Co., Ltd. MODULE DE COMMANDE OPTIQUE Invention de : WU Ching-Huei CHANG Wei LU Huan-Ying Priorité d'une demande de modèle d'utilité déposée à TAIWAN République de Chine le 15 juin 2007 sous le n 096209841 2 MODULE DE COMMANDE OPTIQUE La présente invention est relative à un module de commande optique et, en particulier, à un module de commande optique qui comprend, en combinaison, un boîtier, une source de lumière, un corps de lentille optique, un détecteur et un circuit de commande, une lumière produite par la source de lumière étant émise à travers et en outre réfléchie vers l'arrière à travers le corps de lentille optique vers le détecteur, et le circuit de commande fournit des signaux de commande à d'autres circuits d'applications pour ainsi réaliser un module de commande optique modularisé utilisable, par exemple, pour un bloc-notes, une souris d'ordinateur et autres. Les dispositifs de saisie les plus connus pour un ordinateur comprennent un clavier et une souris. Le clavier, dans la plupart des cas, constitue un moyen de saisie par actionnement de touches, tandis que la souris sert à commander et à déplacer un curseur sur un écran d'ordinateur. En ce qui concerne la commande/le déplacement du curseur d'ordinateur, une souris selon la technique antérieure utilise la rotation d'une boule montée sur le dessous de la souris de façon que la commande/le déplacement du curseur soit réalisé par une variation de résistance électrique provoquée par la rotation de la boule. C'est ce qu'on appelle souvent une souris mécanique. La souris mécanique a été remplacée ultérieurement, par exemple, par un pavé de touches, un dispositif de saisie par pointeur et autres. Le pavé de touches fonctionne de telle manière que lorsqu'un utilisateur pose un doigt sur une touche du pavé, une variation de capacité du pavé est induite et un circuit intégré de commande détecte la variation de capacité et convertit le résultat de la détection en chiffres de coordonnées, qui servent ensuite à commander le positionnement du curseur à l'écran. Le dispositif de saisie par pointeur comporte un boîtier dans lequel un ensemble de lentilles est fixé pour réfléchir un changement d'image afin de produire des signaux électriques correspondants qui servent ensuite à commander le positionnement du curseur. Cependant, le pavé de touches actuellement commercialisé est très sensible, ce qui conduit à un manque de précision du positionnement. De plus, lors d'une utilisation prolongée de l'ordinateur, l'utilisateur transpire souvent du doigt, ce qui provoque une dégradation de la sensibilité de la commande sur le curseur. En outre, le pavé de touches est un dispositif sensible à la pression, qui risque facilement de mal fonctionner s'il n'est pas soigneusement entretenu. La manière classique de le 3 remettre en état consiste simplement à remplacer tout l'ensemble du pavé de touches, ce qui est coûteux. En ce qui concerne le dispositif de saisie par pointeur, l'ensemble de lentilles doit être fixé d'une façon très précise dans le boîtier avec une tolérance de mise en place très limitée et nécessite donc une grande précision de fabrication et donc des coûts de fabrication élevés. Il ne s'agit donc pas d'un dispositif pratique pour des utilisateurs ordinaires. Par conséquent, la présente invention vise à réaliser un module de commande optique, qui comprend, en combinaison, un boîtier, une source de lumière, un corps de lentille optique, un détecteur et un circuit de commande, de la lumière produite par la source de lumière étant émise à travers et en outre réfléchie vers l'arrière à travers le corps de lentille optique vers le détecteur, et le circuit de commande fournit des signaux de commande à des circuits d'autres applications pour ainsi réaliser un module de commande optique modularisé pouvant être employé pour permettre à un utilisateur d'obtenir directement un signal de saisie à l'aide d'une main ou d'un autre objet d'activation avec une plus grande commodité d'utilisation. La présente invention vise également à réaliser un module de commande optique dans lequel le corps de lentille optique soit monté sur le dessus du boîtier pour effectuer le montage du module de commande optique sur un dispositif d'une manière plus simple et précise pour ainsi permettre une fabrication en grandes séries à un moindre coût et des conditions pratiques améliorées. La présente invention vise en outre à réaliser un module de commande optique qui comporte un agencement modularisé combinant une source de lumière, un corps de lentille optique, un détecteur et un circuit de commande dans un boîtier pour ainsi permettre au module de commande optique de se monter plus facilement et d'être employé d'une manière plus pratique et commode avec divers dispositifs. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, selon la présente invention, il est proposé un module de commande optique comprenant un boîtier, une source de lumière, un corps de lentille optique, un détecteur et un circuit de commande. Le boîtier renferme une carte de circuit électriquement connectée à une pluralité de broches. La source de lumière est montée sur la carte de circuit et est électriquement connectée aux broches pour fournir de la lumière. La lumière, après avoir été successivement émise à travers une première surface optique courbe, une première surface inclinée et une deuxième surface optique courbe du corps de lentille optique, quitte le corps de lentille optique puis est réfléchie par un corps actif situé au-dessus 4 du corps de lentille optique pour se propager à travers un troisième évidement et une troisième surface optique incurvée du corps de lentille optique de façon à revenir au détecteur. Le détecteur est disposé sur la carte de circuit du boîtier, à un emplacement situé sous une seconde saillie du corps de lentille optique afin de recevoir et de traiter la lumière réfléchie. Le circuit de commande est formé sur la carte de circuit pour recevoir un signal émis par le détecteur afin de commander le fonctionnement du module de commande optique. De la sorte, on dispose d'un module de commande optique modularisé. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la Fig. 1 est une vue éclatée d'un module de commande optique selon la présente invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe transversale du module de commande optique selon la présente invention ; la Fig. 3 est un schéma de principe du circuit d'un détecteur du module de commande optique selon la présente invention ; la Fig. 4 est une vue en coupe transversale illustrant le fonctionnement du module de commande optique selon la présente invention ; la Fig. 5 est une vue en perspective illustrant une application du module de commande optique selon la présente invention, dans laquelle le module de commande optique est monté sur un ordinateur bloc-notes ; et la Fig. 6 est une vue en perspective illustrant une autre application du module de commande optique selon la présente invention, dans laquelle le module de commande optique est monté sur une souris d'ordinateur. Considérant les dessins, et en particulier les figures 1 à 3, un module de commande optique construit selon la présente invention comprend un boîtier à l'intérieur duquel est fixée une carte 50 de circuit. Une pluralité de broches 2 sont fixées au boîtier 1 et s'étendent dans celui-ci pour établir une connexion électrique avec la carte 50 de circuit. Une source 10 de lumière est disposée à l'intérieur du boîtier 1 et est montée sur la carte 50 de circuit. La source 10 de lumière est électriquement connectée aux broches 2 du boîtier 1 pour produire de la lumière. Un corps 20 de lentille optique est monté sur une face supérieure du boîtier 1. Le corps 20 de lentille optique comporte, dans le bas de celui-ci, une première saillie 21 qui constitue une première surface optique courbe 211 et un premier évidement 22 formé dans le haut du corps 20 de lentille optique au-dessus de la 5 première saillie 21. A l'intérieur du premier évidement 22 est formée une première surface inclinée 221. Le corps 20 de lentille optique présente également, dans le haut de celui-ci, un deuxième évidement 23 situé à droite du premier évidement 22 en regardant la figure, et une deuxième surface optique courbe 231 est formée dans le deuxième évidement 23. Le corps 20 de lentille optique présente également, dans le bas de celui-ci, un quatrième évidement 26 qui se trouve sous une partie située entre la première saillie 21 et le deuxième évidement 23. Dans le quatrième évidement 26 est formée une deuxième surface inclinée 261. Le corps 20 de lentille optique présente en outre un troisième évidement 24 dans le haut de celui-ci, et un cinquième évidement 27 est formé dans le bas du corps 20 de lentille optique, sous le troisième évidement 24. A l'intérieur du cinquième évidement 27 est formée une deuxième saillie 25, et la deuxième saillie 25 présente une troisième surface optique courbe 251. Un détecteur 30 est monté sur la carte 50 de circuit à l'intérieur du boîtier 1 et se trouve sensiblement sous la deuxième saillie 25. Le détecteur 30 comporte un dispositif à transistors MOS complémentaires (CMOS) afin de recevoir de la lumière émise à travers le corps 20 de lentille optique et réfléchie, et à effectuer le traitement ultérieur du signal optique reçu. Le détecteur 30 comporte un capteur 31 d'image, un dispositif de suivi 32 à pointe, une zone de stockage 33 et une mémoire 34. Un circuit de commande 40 est formé sur la carte 50 de circuit à l'intérieur du boîtier 1. Le circuit de commande 40 reçoit du détecteur 30 un signal pour commander le fonctionnement du module de commande optique. Comme représenté sur les figures 1 à 4, le module de commande optique selon la présente invention comprend le boîtier 1, de la source 10 de lumière, le corps 20 de lentille optique, le détecteur 30 et le circuit de commande, la lumière produite par la source 10 de lumière étant émise à travers le corps 20 de lentille optique puis étant réfléchie par un objet d'activation 60 tel qu'un doigt de l'utilisateur ou d'autres objets actifs, pour revenir au détecteur 30. Par une connexion électrique sélective des broches 2 du boîtier 1 avec des circuits (non représentés) d'applications extérieures, le circuit de commande 40 fournit des signaux aux circuits d'applications extérieures pour permettre à l'utilisateur de se servir d'un doigt ou d'autres objets d'activation 6 pour simplement obtenir un signal d'entrée avec une meilleure commodité d'utilisation. Le corps 2 de lentille optique monté sur le dessus du boîtier 1 permet une simplification et une plus grande précision de l'assemblage et de la fabrication du module de commande optique selon la présente invention, ce qui est donc favorable à une fabrication en grandes séries. Par ailleurs, comme la carte 50 de circuit est disposée à l'intérieur du boîtier 1 et puisque la source 10 de lumière, le détecteur 30 et le circuit de commande 40 sont disposés de façon modularisée sur la carte 50 de circuit, la lumière émise par la source 10 de lumière est tout d'abord émise à travers la première surface optique courbe 211 du corps 20 de lentille optique, guidée jusqu'à la première surface inclinée 221 par laquelle la lumière est réfléchie vers la seconde surface optique incurvée 231 à travers laquelle la lumière sort du corps 20 de lentille optique ; la deuxième surface inclinée 261 sert à réfléchir une partie de la lumière qui a subi une réflexion par la première surface inclinée 221 vers la deuxième surface optique courbe 231 à travers laquelle la lumière sort du corps 20 de lentille optique. La lumière quittant le corps 20 de lentille optique est réfléchie par l'objet d'activation 60 et revient par le troisième évidement 24, puis est concentrée par la troisième surface optique courbe 251 sur le capteur 31 d'image du détecteur 30. Le capteur 31 d'image reçoit et traite la lumière réfléchie et produit un signal numérique qui est appliqué au dispositif de suivi 32 à pointe pour analyser et détecter la direction de déplacement de l'objet d'activation 60 ; et le dispositif de suivi 32 à pointe stocke le signal dans la mémoire 34 et la zone de stockage 33 et délivre au circuit de commande 40 des instructions par lesquelles le résultat de traitement à l'aide du détecteur 30 est transmis au circuit de commande 40 par lequel le signal est appliqué aux circuits d'applications extérieures grâce à la connexion électrique des broches 2 du boîtier 1 avec les circuits d'applications extérieures. Ainsi, on obtient un module de commande optique modularisé à structure simple et d'un faible coût. Considérant les figures 1 à 6, une application du module de commande optique selon la présente invention est illustrée sur la Fig. 5, sur laquelle le module de commande optique est monté dans une cavité (non désignée par un repère) ménagée dans un dispositif 70, qui est un ordinateur bloc-notes pris comme exemple pour les explications. Le corps 20 de lentille optique est monté dans l'ouverture supérieure de la cavité du dispositif 70 afin que le premier évidement 22, le deuxième évidement 23 et le troisième évidement 24 du corps 2 de lentille optique soient visibles sur le dispositif 70. Le module de commande optique selon la présente invention, encastré dans le dispositif 70, est connecté électriquement au dispositif 70 7 à l'aide des broches 2 du boîtier 1 pour ainsi servir de dispositif de saisie pour le dispositif 70. Pour utiliser le dispositif de commande, un objet d'activation tel que la main d'un utilisateur est directement placé sur le dispositif de saisie (c'est-à-dire le corps 20 de lentille optique) du dispositif 70 pour réfléchir vers l'arrière la lumière émise à travers le corps 20 de lentille optique de façon que la lumière réfléchie revienne par le corps 20 de lentille optique et soit finalement reçue par le détecteur 30. La lumière reçue est ensuite traitée par le dispositif CMOS et est appliquée au circuit de commande 40 pour commander des circuits d'applications contenus dans le dispositif 70. La Fig. 6 illustre une autre application du module de commande optique selon la présente invention, dans laquelle le module de commande optique est intégré dans une souris 80 d'ordinateur de façon que le corps 20 de lentille optique soit monté sur une face supérieure de la souris 80 et que les broches 2 du boîtier 1 soient électriquement connectées à la souris 80 de manière à servir de dispositif de saisie de la souris 80. Pour conclure, le module de commande optique selon la présente invention qui utilise la réflexion réalisée par le corps 20 de lentille optique et la conversion de la lumière réfléchie ou du signal optique en signaux électriques de sortie constitue une mesure très précise, à réponse rapide de la saisie. En outre, la présente invention propose un module de commande optique modularisé facilement intégré dans d'autres dispositifs grâce à une structure simple et d'une manière peu coûteuse afin d'assurer une mise en oeuvre et une commodité excellentes.25 REVENDICATIONS 1. Module de commande optique, caractérisé en ce qu'il comprend : un boîtier (1) dans lequel est logée une carte (50) de circuit, le boîtier (1) comportant une pluralité de broches (2) électriquement connectées à la carte (50) de circuit ; une source (10) de lumière montée sur la carte (50) de circuit à l'intérieur du boîtier (1), la source (10) de lumière étant électriquement connectée aux broches (2) du boîtier (1) pour fournir de manière sélective de la lumière ; un corps (20) de lentille optique monté sur le dessus du boîtier (1), le corps (20) de lentille optique comportant une première saillie (21) qui constitue une première surface optique courbe (211), un premier évidement (22) ménagé au-dessus de la première saillie (21), une première surface inclinée (221) formée à l'intérieur du premier évidement (22), un deuxième évidement (23) ménagé à droite du premier évidement (22) et constituant une deuxième surface optique courbe (231), un quatrième évidement (26) étant formé dans le bas du corps (20) de lentille optique à un emplacement situé sous et entre la première saillie (21) et le deuxième évidement (23), le quatrième évidement (26) constituant une deuxième surface inclinée (261), le corps (20) de lentille optique présentant en outre un troisième évidement (24), le bas du corps (20) de lentille optique présentant un cinquième évidement (27) sous le troisième évidement (24), le cinquième évidement (27) présentant à l'intérieur de celui-ci une deuxième saillie (25) qui constitue une troisième surface optique courbe (251) ; un détecteur (30) monté sur la carte (50) de circuit à un emplacement situé sous la deuxième saillie (25) du corps (20) de lentille optique pour recevoir et traiter de la lumière ; et un circuit de commande (40) formé sur la carte (50) de circuit du boîtier (1) pour recevoir du détecteur (30) un signal afin de commander le fonctionnement du module de commande optique, grâce à quoi on dispose d'un module de commande optique modularisé. 2. Module de commande optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (30) comporte un dispositif de transistors MOS complémentaires.35