Brevet FR2916544A1 — publié le 20081128

DISPOSITIF D'ENTRES DE CARACTERES UTILISANT UNE UNITE DE BIO-RADAR ET UN CAPTEUR D'INCLINAISON La présente invention concerne de manière générale un dispositif d'entrée de caractères, et, plus particulièrement, un dispositif d'entrée de caractères pour un dispositif mobile ou un terminal portable, qui ne nécessite pas l'utilisation d'un clavier. De manière générale, le radar , qui est une abréviation de RAdio Detection And Ranging (détection et réglage radio), est un système qui a été développé au cours de la deuxième guerre mondiale et qui a été utilisé en tant qu'équipement auxiliaire pour le contrôle aérien (ATC - Air Traffic Control) et l'approche de précision d'aéronefs. Le radar a été installé dans les aéroports par l'administration fédérale de l'aviation aux Etats-Unis (FAA - Federal Aviation Administration) à la fin des années 40, et il est devenu de nos jours un équipement majeur du contrôle aérien. Le radar a un principe de fonctionnement dans lequel, lorsqu'une énergie radio (une pulsation courte) est émise d'une antenne directionnelle et entre en collision avec un objet cible, des ondes sont réfléchies, c'est-à-dire qu'une partie de l'énergie revient, et la direction de l'objet cible peut être détectée en utilisant un dispositif pour recevoir et détecter des ondes réfléchies. Cela signifie que le radar est un équipement pour transmettre une onde radio vers un objet cible, recevoir les ondes réfléchies de l'énergie des ondes radio, et mesurer la position L (direction et distance) de l'objet cible en utilisant le temps d'aller-retour et les caractéristiques directionnelles d'une antenne sur la base de la rectitude et de l'isochronisme d'une onde radio. Par conséquent, dans l'émission/réception omnidirectionnelle d'une onde radio depuis/à travers une antenne terrestre, le temps nécessaire à l'émission/réception est proportionnel à la distance, de sorte que la position d'un objet cible et la distance à l'objet cible peuvent être détectées en utilisant la direction vers l'objet cible. Cela a été utilisé pour le principe de fonctionnement des équipements de mesure de distance. Avec le développement ce la technologie de système sur puce (SOC - System On a Chip), les dispositifs radars sont devenus très petits et ils utilisent peu d'énergie. Par conséquent, ces dispositifs de bio-radar pour détecter le pouls et le souffle d'êtres humains ont été commercialisés, et des dispositifs radars peuvent être appliqués à des dispositifs mobiles. Un clavier est un dispositif d'entrée par lequel un utilisateur peut entrer ces commandes et des données dans un ordinateur. Lorsque des caractères à utiliser dans un ordinateur sont définis dans la ROM d'un clavier et un utilisateur appuie sur une touche, le clavier transmet la valeur de la touche correspondante à l'ordinateur. Le clavier est classifié en tant que clavier QWERTY ou en tant que clavier Dvorak sur la base de l'agencement des touches d'entrée. Le clavier QWERTY est le plus couramment utilisé, son nom découlant des six premières lettres de la première rangée de lettres en haut du clavier, c'est-à-dire Q, W, E, R, T, et Y . La figure 1 est une vue représentant la construction d'un clavier 100 utilisé pour un ordinateur général 101 et une connexion 102 entre le clavier 100 et l'ordinateur 101. Le clavier conventionnel 100 est fabriqué sur la base de l'ordinateur de bureau 101, de sorte que le clavier 100 comprend au moins 80 touches. Il y a donc des problèmes en ce que le clavier est grand et peu commode à porter. Comme cela est représenté sur la figure 1, le dispositif d'entrée de caractères conventionnel 100 comprend un clavier pour recevoir des caractères d'un utilisateur 103, et un microprocesseur 104 fourni à l'intérieur du clavier pour détecter une entrée de caractères par la main de l'utilisateur et transmettre des informations au sujet du caractère à l'ordinateur 101. Les informations au sujet d'un caractère sont transmises à l'ordinateur 101 par le biais d'un bus série universel (USB - Universal Serial Bus) ou d'un système personnel 2 (PS/2 - Personal System 2) (cf. le numéro de référence 105). Le port PS/2 ou USB de l'ordinateur, qui a reçu les informations au sujet du caractère, génère une interruption lorsque des données sont reçues du clavier 100, et informe l'ordinateur 101 de la présence d'informations d'entrée. Le dispositif d'entrée de caractères 100 décrit ci-dessus est approprié pour un environnement d'ordinateur fixe. Néanmoins, lorsque le dispositif d'entrée de caractères 100 est appliqué à un dispositif mobile ou un dispositif portable, qui nécessite que l'utilisateur 3 effectue une opération d'entrée en se déplaçant, il y a un inconvénient en ce que l'utilité du dispositif d'entrée de caractères 100 est réduite par la faible portabilité du dispositif d'entrée de caractères. En outre, il y a un inconvénient en ce que la portabilité du dispositif d'entrée de caractères est réduite parce qu'un utilisateur doit toujours porter un dispositif d'entrée de caractères 100. Pour surmonter les problèmes décrits ci-dessus, divers dispositifs d'entrée de caractères ont été développés. La figure 2 est une vue représentant un dispositif d'entrée selon une invention antérieure. En référence à la figure 2, pour résoudre le problème de la faible portabilité du dispositif d'entrée de caractères existant, la publication de brevet coréen non examinée N 10-2003-0092175 (intitulée clavier portable ) divulgue un clavier portable 200, qui substitue un petit nombre de touches aux touches existantes, ce qui permet de le porter facilement, et qui est intégré à une souris, ce qui permet d'effectuer une opération d'entrée d'une main. Néanmoins, il y a des inconvénients en ce qu'un utilisateur doit toujours porter le dispositif d'entrée de caractères 200, de sorte que le degré de liberté de la main tenant le dispositif d'entrée de caractères se détériore, et une grande quantité d'enseignement est nécessaire pour apprendre le procédé d'entrée du clavier correspondant 200. En outre, pour résoudre les problèmes de la 30 portabilité et de l'utilité d'un clavier, la publication de brevet coréen non examinée N 10-2007- 0036458 (intitulée dispositif d'entrée de données en utilisant des gants ) et la publication de brevet coréen non examinée N 10-2003-0039648 (intitulée dispositif d'entrée de caractères de type à gants portables ) divulguent des gants qui sont configurés de manière à ce que, lorsqu'un terminal, comme un dispositif mobile ou un dispositif portable, est utilisé, un utilisateur porse un dispositif d'entrée de touches de type à gants 2.01 ayant une pluralité de contacts, au lieu d'utiliser un clavier monté dans un dispositif, et entre des do-1nées requises pour exécuter un programme par le biais d'une connexion câble/sans fil 202. Néanmoins, il y a un inconvénient en ce qu'il est peu pratique d'entrer des caractères parce qu'un utilisateur doit mettre les gants 201 pour entrer des caractères, et il y a un défaut en ce que le degré de liberté des deux mains se détériore parce que des capteurs 203 sont attachés aux articulations des doigts et les deux mains sont connectées par le biais d'une connexion câblée 204. En conséquence, la présente invention a été formulée en gardant à l'esprit les problèmes susmentionnés survenant dans l'art antérieur, et un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif d'entrée de caractères, qui détecte des informations de caractères, entrés par un utilisateur, en utilisant une unité de bio-radar, de sorte que les caractères peuvent être rapidement entrés avec précision de la même manière qu'avec le clavier existant, et qui permet aux touches spéciales, comme les touches directionnelles, fréquemment utilisées par un utilisateur, d'être intuitivement activées en utilisant un capteur d'inclinaison, ce qui le rend approprié pour un dispositif mobile ou un dispositif informatique portable. Pour accomplir l'objet ci-dessus, la présente invention propose un dispositif d'entrée de caractères pour un dispositif mobile ou un terminal portable, comprenant une unité de bio-radar pour détecter les positions des doigts d'un. utilisateur ; un capteur d'inclinaison pour détecter l'inclinaison des mains de l'utilisateur ; un microprocesseur pour calculer les informations d'entrée finales de l'utilisateur en traitant les signaux reçus de l'unité de bio-radar et du capteur d'inclinaison ; et un module de communication sans fil pour transmettre les informations d'entrée finales au dispositif mobile ou au terminal portable de l'utilisateur. Ici, le dispositif d'entrée de caractères est formé pour être porté au poignet de l'utilisateur. Selon une caractéristique de la présente invention, le dispositif d'entrée de caractères comprend en outre un dispositif de haut-parleur pour délivrer un son de rétroaction correspondant aux informations d'entrée finales de l'utilisateur. Selon une autre caractérigtique de la présente invention, l'unité de bio-radar transmet un signal, mesure la distance entre le dispositif d'entrée de caractères et un doigt en mesurant la force d'une onde réfléchie par le doigt avec lequel le signal entre en collision, et mesure l'angle du doigt utilisé pour l'activation. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, le micrcprocesseur dudit dispositif peut calculer une position du doigt sur la base d'une direction du doigt en utilisant un rapport d'une période de temps détectée sur une période de balayage totale, et calcule une distance entre le doigt et le dispositif d'entrée de caractères en utilisant une force du signal d'onde réfléchie sur la base d'un effet Doppler de radar, en détectant de ce fait les informations entrées. De plus, le microprocesseur, lorsque aucune activation d'entrée n'est effectuée par un doigt, détecte une entrée d'une touche spéciale correspondant à l'inclinaison sur la base du tableau suivant en mesurant l'inclinaison des mains en utilisant le capteur d'inclinaison : Main gauche Main droite Inclinaison Touche spéciale Inclinaison Touche spéciale Début T Haut Fin Bas Retour arrière E-- Gauche Espace ù> Droite Main gauche et main droite l' Page précédente Main gauche et main droite Page suivante De plus, le microprocesseur mémorise au préalable 20 des informations de référence, comprenant des valeurs de coordonnées correspondant à des positions respectives de touches sur un clavier virtuel, des valeurs de plages initiales détectables sur la base des positions des doigts de l'utilisateur, et des informations d'épaisseur de bout de doigt pouvant être obtenues lorsque des doigts sont placés aux positions respectives des touches sur le clavier, et détermine un caractère entré en comparant les informations de référence mémorisées aux informations d'entrée détectées. En outre, le microprocesseur, lorsque trois ou plus de doigts de l'utilisateur sont détectés en entrée, traite ce cas comme une er_neur d'entrée de caractère, et n'effectue pas de détection d'entrée. En outre le microprocesseur lorsque deux doigts de l'utilisateur sont détectés pour être utilisés pour l'entrée, détecte les informations d'épaisseur de bout de doigt de chacun des doigts, et obtient les informations d'entrée finales en comparant un rapport d'une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt détectées sur une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt des informations de référence pour l'un des deux doigts à un rapport d'une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt détectées sur une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt des informations de référence pour un doigt restant. Les objets, caractéristiques et avantages ci- dessus et d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention vont être plus clairement compris à partir de la description détaillée suivante en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue représentant la construction d'un clavier utilisé pour un ordinateur en général et une connexion entre le clavier et l'ordinateur ; la figure 2 est une vue représentant un dispositif d'entrée selon une invention.. antérieure ; la figure 3 est une vue représentant la construction d'un dispositif d'entrée de caractères selon la présente invention ; la figure 4 est une vue représentant la construction interne et la connexion du dispositif d'entrée de caractères selon la présente invention ; la figure 5 est une vue représentant un procédé de détection d'un caractère entré final en utilisant une unité de bio-radar dans le dispositif d'entrée de caractères selon la présente invention ; et les figures 6 et 7 sont des vues représentant un procédé d'obtention d'informations d'entrée de caractères par un utilisateur selon la présente invention. Sur les dessins annexés, les mêmes numéros de référence sont utilisés à travers les différents dessins pour désigner des composants identiques ou similaires. Des modes de réalisation de la présente invention vont être ci-après décrits en détail en référence aux dessins annexés. La figure 3 est une vue représentant la construction d'un dispositif d'entrée de caractères selon la présente invention. En référence à la figure 3, la construction relative à la présente invention comprend un dispositif mobile ou un terminal portable 300, et un dispositif d'entrée 302 pour détecter un caractère entré final censé être entré par l'utilisateur en détectant la position de la main de l'utilisateur, les informations d'entrée et l'inclinaison de la main de l'utilisateur, et en transmettant le caractère entré final au dispositif mobile ou au terminal portable 300 par l'intermédiaire d'une connexion sans fil 301. Le dispositif d'entrée 302 émet un signal radar 304 à travers l'antenne interne du dispositif d'entrée 302, mesure la force d'une onde réfléchie 305 générée lorsque le signal radar 304 entre en collision avec l'un des dix doigts 303 de l'utilisateur pour entrer un caractère, et mesure la distance entre le dispositif d'entrée 302 et le doigt 303. L'angle B' 306 du doigt utilisé pour effectuer une opération d'entrée est mesuré par l'équation 1 suivante : T Parallèlement, pour permettre d'effectuer facilement l'entrée de touches spéciales, comme des touches directionnelles, le dispositif d'entrée 302 est caractérisé en ce qu'il détecte des touches spéciales à travers un capteur d'inclinaison 307 lorsqu'un utilisateur n'effectue pas une opération d'entrée mais incline sa main, comme cela est représenté dans le tableau 1 suivant. (1) Tableau 1 Main gauche Main droite Inclinaison Touche spéciale Inclinaison Touche spéciale Début 1' Haut Fin J. Bas Retour arrière F-- Gauche Espace Droite Main gauche et main droite t Page précédente Main gauche et main droite Page suivante Dans le tableau ci-dessus, la flèche directionnelle vers le haut indique le cas dans lequel le bout d'un doigt est soulevé au-dessus d'un poignet, et la flèche directionnelles vers le bas indique le cas dans lequel le bout d'un doigt est incliné au-dessous d'un poignet. Les cas des flèches directionnelles vers la droite et vers la gauche sont également déterminés sur la base d'un poignet. Cela s'explique par le fait que le dispositif d'entrée 302 est porté au poignet, de sorte que l'entrée de touches spéciales est déterminée sur la base du dispositif d'entrée 302. Parallèlement, si la main gauche et la main droite sont levées, il est déterminé qu'une touche Page précédente est entrée. Si la main gauche et la main droite sont baissées, il est déterminé qu'une touche Page suivante est activée. La construction détaillée du dispositif d'entrée 302 décrit ci-dessus est représentée sur la figure 4. En référence à la figure 4, le dispositif d'entrée 302 comprend une unité de bio--radar 400 pour détecter la position du doigt d'un utilisateur et des informations d'entrée, un capteur d'inclinaison 401 pour permettre à un utilisateur d'activer des touches spéciales, un microprocesseur 402 pour détecter les informations d'entrée finales de l'utilisateur en analysant des signaux reçus du capteur d'inclinaison 401 et de l'unité de bio-radar 400, et un module de communication sans fil 404 pour transmettre les informations d'entrée finales au dispositif mobile ou au terminal portable 406 de l'utilisateur par l'intermédiaire d'une connexion sans fil 405. Le dispositif d'entrée 302 peut en outre comprendre un dispositif de haut-parleur 403 pour fournir la rétroaction d'un caractère entré à l'utilisateur. Tout d'abord, l'unité de bio-radar 400 mesure un signal d'onde réfléchie 407 réfléchi par un doigt, et transmet des valeurs numériques, relatives à la force de l'onde réfléchie et à l'angle du doigt, au microprocesseur 402. Lorsqu'aucune information n'est entrée à travers l'unité de bio-radar 400 mais l'inclinaison du bout d'un doigt est détectée, le capteur d'inclinaison 401 transmet la valeur d'une touche spéciale correspondante, représentée dans le tableau 1, au microprocesseur 402. Le microprocesseur 402 détermine la valeur d'un caractère ou d'une touche spéciale correspondant au mouvement du bout d'un doigt ou d'une main en analysant les données reçues de l'unité de bio-radar 400 et du capteur d'inclinaison 401, et transmet la valeur déterminée du caractère au module de communication sans fil 404. Le module de communication sans fil 404 transmet les données, reçues du microprocesseur 402, au dispositif mobile ou au terminal portable 406 par l'intermédiaire de la connexion sans fil 405. Le dispositif de haut--parleur 403 délivre un son d'effet correspondant sur la base des informations d'entrée finales obtenues à travers l'analyse du microprocesseur 402, ou délivre le son d'un caractère correspondant, ce qui permet à un utilisateur de confirmer le caractère entré. La figure 5 est une vue représentant un procédé de détection d'un caractère entré final en utilisant l'unité de bio-radar dans le dispositif d'entrée de caractères. En référence à la figure 5, un utilisateur place ses doigts à des positions correspondantes sur la base du standard d'un clavier QWERTY de manière à utiliser le dispositif d'entrée 500, et l'unité de bio- radar obtient la valeur de la position réglée initiale 501 de chacun des doigts par balayage. Dans le procédé d'obtention de la valeur de la position réglée initiale 501, le dispositif d'entrée 500 effectue le mappage entre une valeur de plage initiale 502 sur la base de la position du doigt d'un utilisateur et les coordonnées 501 d'un clavier réel, et mémorise les informations d'épaisseur de bout de doigt 503 lorsqu'un doigt est placé sur chacune des touches. Ces informations sont appelées des informations de référence . Les informations de référence initialement réglées sont mémorisées dans le microprocesseur ou dans 14 un dispositif de mémoire distinct fourni dans le dispositif d'entrée. La figure 6 est une vue représentant un procédé d'obtention d'informations d'entrée de caractères en utilisant la valeur de la position réglée initiale 501 du doigt, qui est acquise, comme cela est représenté sur la figure 5. Une valeur mesurée Y' 602 est obtenue en obtenant la valeur d'axe Y 601 en utilisant la force d'une onde réfléchie 600 correspondant à un signal émis par l'unité de bio-radar, et: un angle 0' 603 peut être obtenu en utilisant le rapport d'une période de temps détectée T' sur une période totale T, comme cela est représenté dans l'équation 1. Le microprocesseur calcule les coordonnées des informations d'entrée en utilisant les valeurs obtenues de Y' 602 et 9 ' 603, et compare les coordonnées calculées aux informations de référence initialement réglées, en déterminant de ce fait le caractère dont l'entrée est souhaitée. La figure 7 est une vue représentant un procédé de détection d'un doigt dans le cas dans lequel deux ou plus de doigts d'un utilisateur sont détectés pour être utilisés pour l'entrée. Si trois ou plus de doigts sont détectés, ce cas est traité comme une erreur d'entrée de caractère, et la détection de l'entrée n'est pas effectuée. Si deux doigts sont détectés, un seul doigt qui est en fait destiné à être utilisé pour l'entrée par l'utilisateur doit être détecté. Par conséquent, les informations d'épaisseur de bout de doigt 503 des doigts respectifs, mémorisées en tant que valeur initialement réglée obtenue, comme cela est représenté sur la figure 5, sont comparées aux informations d'épaisseur de bout de doigt des deux doigts d'entrée 702 et 703, et le caractère entré est ainsi détecté en utilisant l'équation suivante. Il est supposé que les informations d'épaisseur de bout de doigt de référence pour les deux doigts sont a et b , et les informations d'épaisseur de bout de doigt actuellement détectées sont a 700 et P 701. Si a un doigt correspondant à a est détecté en a b tant qu'informations d'entrée finales. Si a REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entrée de caractères (302) pour un dispositif mobile ou un terminal portable (406), caractérisé en ce qu'il comprend : une unité de bio-radar (400) pour détecter des positions de doigts (303) d'un utilisateur ; un capteur d'inclinaison (401) pour détecter une inclinaison des mains de l'utilisateur ; un microprocesseur (402) pour calculer des informations d'entrée finales de l'utilisateur en traitant les signaux reçus de l'unité de bio-radar (400) et le capteur d'inclinaison (401) ; et un module de communication sans fil (404) pour transmettre les informations d'entrée finales au dispositif mobile ou au terminal portable (406) de l'utilisateur. 2. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'entrée de caractères (302) est formé pour être porté au poignet de l'utilisateur. 3. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif de haut-parleur (403) pour délivrer un son de rétroaction correspondant aux informations d'entrée finales de l'utilisateur. 4. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 1, dans lequel l'unité de bio-radar (400) transmet un signal (304), mesure une distance entre le dispositif d'entrée de caractères (302) et un doigt (303) en mesurant une force d'une onde réfléchie(305) par le doigt (303) avec lequel le signal (304) entre en collision, et mesure un angle (306) du doigt (303) relatif à l'activation. 5. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 1, dans lequel le microprocesseur (402) calcule une position du doigt (303) sur la base d'une direction du doigt (303) er. utilisant un rapport d'une période de temps détectée sur une période de balayage totale, et calcule une distance entre le doigt (303) et le dispositif d'entrée de caractères (302) en utilisant une force du signal d'onde réfléchie (407) sur la base d'un effet Doppler de radar, en détectant de ce fait les informations entrées. 6. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 1, dans lequel le microprocesseur (402), lorsqu'aucune activation d'entrée n'est effectuée par un doigt (303), détecte une entrée d'une touche spéciale correspondant à l'inclinaison sur la base du tableau suivant en mesurant l'inclinaison des mains en utilisant le capteur d'inclinaison (401) . Main gauche Main droite Inclinaison Touche spéciale Inclinaison Touche spéciale Début 1' Haut Fin Bas Retour arrière fù Gauche Espace Droite Main gauche et main droite T Page précédente Main gauche et main droite Page suivante 7. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 5, dans lequel le microprocesseur (402) mémorise au préalable des informations de référence, comprenant des valeurs de coordonnées correspondant à des positions respectives de touches sur un clavier virtuel, des valeurs de plages initiales détectables sur la base des positions des doigts (303) de l'utilisateur, et des informations d'épaisseur de bout de doigt (303) pouvant être obtenues lorsque des doigts (303) sont placés aux positions respectives des touches sur le clavier, et détermine un caractère entré en comparant les informations de référence mémorisées aux informations d'entrée détectées. 8. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 7, dans lequel le microprocesseur (402), lorsque trois ou plus de doigts (303) de l'utilisateur sont détectés en entrée, traite ce cas comme une erreur d'entrée de caractère, et n'effectue pas de détection d'entrée. 9. Dispositif d'entrée de caractères (302) selon la revendication 8, dans lequel le microprocesseur (402), lorsque deux doigts (303) de l'utilisateur sont détectés pour être utilisés pour l'entrée, détecte les informations d'épaisseur de bout de doigt (303) de chacun des doigts (303), et obtient les informations d'entrée finales en comparant un rapport d'une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt (303) détectées sur une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt (303) des informations de référence pour l'un des deux doigts (303) à un rapport d'une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt(303) détectées sur une valeur des informations d'épaisseur de bout de doigt (303) des informations de référence pour un doigt (303) restant.