Brevet FR2928469A1 — publié le 20090911

IO 15 20 25 30 - 1/9 - La présente invention concerne un dispositif de pointage utilisable sur tous les appareils nécessitant l'usage d'un tel dispositif à des fins de détermination des coordonnées en abscisse et ordonné de la position d'un pointeur affiché généralement sur un terminal ou écran. L'utilisation de cette invention convient donc aussi bien en qualité de dispositif de pointage pour ordinateur, qu'il soit par ailleurs physiquement incorporé ou indépendant dudit ordinateur, qu'à l'usage à l'intérieur de télécommandes, manettes de jeux etc., de manière générale à toute application nécessitant la transmission en continu de coordonnées en abscisse et ordonnée dépendant de l'action manuelle de l'utilisateur. Les dispositifs de pointages actuels sont caractérisés par l'emploi de techniques bien connues ci-après énumérées : Souris d'ordinateur mobile possédant un capteur mécanique (boule) ou optoélectronique (LED, laser). Avantages : grande précision du mouvement. Inconvénients : un encombrement nécessité par le mouvement de la souris sur une surface dédiée, un recentrage constant nécessaire au milieu de la zone de déplacement permettant d'enchaîner les gestes, l'usage d'une surface de déplacement parfaitement plane et adaptée aux déplacements de la souris. Souris d'ordinateur fixe disposant d'une boule en saillie directement manipulable par l'utilisateur. Avantage : compacité. Inconvénients : la succession de gestes des doigts nécessaires au déplacement du curseur et l'imprécision du mouvement du curseur lié à cette gestuelle, la difficulté constituée par la sélection d'un objet tout en déplaçant le curseur en même temps. Pavé tactile sensitif intégré dans les claviers d'ordinateurs portables ou dans les claviers d'ordinateurs fixes. Avantage : compacité, intégration dans les ordinateurs portables. Inconvénients : la succession de geste manuels nécessaires au déplacement du curseur et l'imprécision du mouvement du curseur lié à cette gestuelle, la difficulté constituée par la sélection d'un objet (clic gauche) tout en déplaçant le curseur en même temps. Manettes de jeux ou télécommandes d'appareils, assorties d'une poignée manuelle généralement relié à un capteur du type potentiomètre double axe et/ou disposant de boutons poussoirs multidirectionnels (4 ou 8 directions), les deux dispositifs agissant sur le positionnement du curseur sur le terminal d'affichage ou asservissant des servocommandes. Avantages : compacité. Inconvénients : difficulté de pointages précis et rapide liés à la manipulation d'une poignée qui provoque une inertie importante dans le déplacement du 10 15 20 25 30 - 2/9 - curseur ou dans la commande de l'asservissement. Imprécision du positionnement des pavés multidirectionnels à 4 ou 8 directions seulement qui n'offrent en même temps qu'une direction possible. Dans la terminologie employée et par souci de simplification du texte, le terme � curseur � désigne dans le présent texte le positionnement visuel du pointeur sur un terminal d'affichage (notamment) et tout élément mécanique, électromécanique du type asservissement, servocommande (notamment également). Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients cités dans l'indication de l'état de la technique antérieure, sans sacrifier aux avantages représentés par les dispositifs actuellement existants, en ce qu'il répond aux caractéristiques principales suivantes : Compacité lui permettant de prendre place à l'intérieur d'un dispositif existant (clavier d'ordinateur, télécommande, manette de jeux, téléphone portable...), mais également d'exister de manière autonome et indépendante. Grande précision du mouvement du curseur équivalent à l'usage d'une souris d'ordinateur autonome classique. Simplification de la gestuelle, un mouvement d'amplitude minime (de quelques millimètres) et ne nécessitant aucune force ou presque (coulissement d'une partie mobile dans son cadre) suffit à atteindre le positionnement du curseur voulu par l'utilisateur, élimination complète des gestes successifs nécessités par l'usage des pointeurs classiques (souris, pavé tactile notamment). Recentrage automatique et immédiat du curseur par simple relâchement du geste de l'utilisateur, neutralisation du mouvement du curseur pendant cette phase de rappel. Utilisation de la deuxième main en appui dans les phases de sélection d'objet sur le terminal d'affichage (cas de l'ordinateur) inutile. Le dispositif selon l'invention se présente sous la forme d'un cadre fixe de forme quelconque abritant une partie mobile de forme quelconque également mais de plus faible dimensions que le cadre fixe, la partie mobile à l'intérieur du cadre duquel elle se trouve placé pourra coulisser notamment par l'action et l'intervention de la main de l'utilisateur, dans toutes les directions jusqu'à venir en buté dudit cadre fixe ou de tout élément destiné à limiter sa course. La partie mobile ainsi actionnée à l'intérieur de son cadre est elle-même reliée à un dispositif mécanique ou optique permettant de traduire ses mouvements en positionnement abscisse et 10 15 20 25 30 -3/9- ordonnée avant de les transmettre à un autre dispositif électronique destiné à décoder et transmettre les coordonnées de la partie mobile à un terminal d'utilisation (ordinateur ou autre). Le principe général de fonctionnement du dispositif selon l'invention est d'imprimer un mouvement au curseur du terminal mis en oeuvre relativement au mouvement de la partie mobile actionnée par l'utilisateur, le point central dit point de rappel de la partie mobile ne générant quant à lui aucun mouvement du curseur. Un système de rappel par ressort, lamelle ou autre composant élastique ramènera la partie mobile en son centre neutre et annulera dans l'instant le mouvement du curseur. Pour garantir la stabilité du curseur lorsque la plaque est relâchée, ce qui a pour effet de la ramener au centre, et interdire que le curseur ne reparte en arrière par effet mécanique, plusieurs solutions sont envisageables : - le circuit électronique du dispositif selon l'invention fait la différence entre la vitesse usuelle de manipulation de la partie mobile de la part de l'utilisateur et celle plus élevée du mécanisme de rappel en cas de relâchement de la partie mobile qui a pour conséquence d'annuler le déplacement du curseur. - la partie mobile du dispositif selon l'invention peut également comprendre une zone tactile détectant la présence de la main de l'utilisateur et son absence. Lorsque la plaque mobile est relâchée par l'utilisateur, le circuit électronique du dispositif selon l'invention interdira alors tout mouvement du curseur. En outre, le fonctionnement du dispositif selon l'invention permet d'assigner une vitesse de déplacement du curseur croissant proportionnellement avec la distance de la partie mobile relativement à son point neutre central. Le logiciel d'interprétation des coordonnées en découlant offrira toutes les combinaisons utiles permettant à l'utilisateur de personnaliser le mouvement du curseur sur l'écran (si le dispositif est relié à un ordinateur ou fait parti intégrante d'un ordinateur) ou de l'asservissement. En outre également, le déplacement du curseur pourra s'effectuer en continu tant que l'utilisateur exerce un mouvement d'écartement coulissant de la partie mobile relativement à son centre neutre, cette direction variera dès que l'utilisateur modifie la direction dans laquelle il l'éloigne du point central neutre. Le cadre et la zone de déplacement de la partie mobile pourront être visible ou invisible, ce choix étant opéré pour des raisons fonctionnelles, notamment pour des raisons de protection du dispositif vis-à-vis d'agressions extérieures (eau, poussières...), ou esthétiques. 10 l5 20 25 30 - 4/9 - Le dispositif permettant de traduire les mouvements de la partie mobile actionnée par l'utilisateur en données transmises à un terminal, sera de nature mécanique (ex : potentiomètre double axe, boule, aimants), optoélectronique (LED, laser) en fonction des utilisations et des contraintes dimensionnelles du dispositif. La partie mobile pourra elle-même ne pas être plate, sans toutefois que cela puisse gêner les mouvements de coulissement nécessaires au fonctionnement du dispositif, mais présenter des formes et reliefs indifférents, y compris prendre la forme classique d'une souris. La plaque mobile et/ou son cadre pourront recevoir un ou plusieurs commutateurs et/ou capteurs sensitifs et/ou molette de contrôle destinés à compléter le dispositif de pointage (notamment dans le cadre d'une utilisation couplée avec un ordinateur pour générer les clics droit, gauche et la fonction de défilement). La zone de déplacement de la partie mobile pourra être réalisée dans un matériau translucide destiné à être rétro éclairée. Les dessins annexés illustrent l'invention : Fig.1 A synoptique du dispositif de pointage utilisé par un ordinateur en lieu et place de l'utilisation d'une souris d'ordinateur externe, équipé d'un dispositif mécanique de détection des mouvements û Vue en coupe AA Fig.1 B synoptique du dispositif de pointage utilisé par un ordinateur en lieu et place de l'utilisation d'une souris d'ordinateur externe, équipé d'un dispositif mécanique de détection des mouvements û Vue de dessus Fig. l C schéma de fonctionnement général du dispositif, lien entre le mouvement de la partie mobile et le mouvement du curseur sur l'écran d'affichage du terminal Fig.2 représentation graphique du dispositif représenté Fig. l Fig.3 représentation graphique du dispositif incorporé à un clavier d'ordinateur portable Fig.4 représentation graphique du dispositif incorporé à un clavier d'ordinateur portable, variante de la fig.4 (dispositif double, configuration pour les jeux notamment) Fig.5 représentation graphique du dispositif incorporé à un clavier d'ordinateur fixe Fig.6 représentation graphique du dispositif présentant une variante sous forme de souris classique avec et sans cadre environnant. Fig.7 représentation graphique du dispositif incorporé à une manette de jeu (joystick) ou de modèle réduit radiocommandé 10 15 20 25 30 - 5/9 - Fig.8 représentation graphique du dispositif incorporé à une télécommande de produit électronique grand public (TV, chaîne hi fi, amplificateur...) ou d'un appareil professionnel Fig.9 représentation graphique du dispositif incorporé à un assistant personnel Fig.10 représentation graphique du dispositif incorporé à un téléphone portable (ou l'on voit apparaître que le clavier de numérotation est incorporé à la partie mobile du dispositif de pointage). Selon l'une des variantes possibles et en référence avec la Fig.1, le dispositif est constitué par une partie mobile plate et rectangulaire -3- de quelques cm de côté et de dimension inférieure à celle du cadre -1- servant de surcroît de bâtit au dispositif ainsi formé. Sous l'action de l'utilisateur, la partie mobile coulisse dans toutes les directions dans sa zone de mobilité -2-en demeurant parallèle aux bords du cadre. La partie mobile incorpore plusieurs commutateurs -5- en sailli destinés à figurer les clics droit et gauche de l'utilisation d'une souris classique ainsi qu'une molette de défilement -6-. Ainsi formée le dispositif dispose d'un fonctionnement autonome s'apparentant au fonctionnement d'une souris d'ordinateur classique. La partie mobile est liée par une articulation (pivot) -9- à un bras miniature -8-émergeant d'un boîtier renfermant 2 potentiomètres dont la base forme un angle à 90 degrés - 7-, ledit boîtier étant soudé sur le circuit imprimé -10- du dispositif figurant à l'intérieur du bâtit. Le bras articulé peut renfermer lui-même la liaison électrique provenant des commutateurs -5- et de la molette de défilement -6- au circuit électronique. Le mouvement de coulissement de la plaque mobile imprimé par l'utilisateur génère une inclinaison en conséquence de l'axe -8- relié au double potentiomètre -7- (dont les résistances varient), modifiant de ce fait les coordonnées en abscisse et ordonnée du curseur traduit par le circuit électronique de décodage -10- contenu dans le dispositif, lequel en déduira la distance par rapport au point central neutre et donc notamment la vitesse d'éloignement du curseur (si cette option a été sélectionnée). En outre, le composant électronique renfermant les potentiomètres -7- peut également contenir un commutateur -11- utilisable par simple pression exercée verticalement sur la partie mobile (simulant un clic gauche par exemple dans le cas d'un ordinateur). Le composant renfermant le double potentiomètre -7- et le commutateur -11- disposent également d'un dispositif de ressort de rappel -12- qui ramène immédiatement le bras articulé à la verticale et la partie mobile en position neutre centrale lorsque l'utilisateur la relâche. Un axe en métal relié au cadre et à la partie mobile peut 10 15 - 6/9 - renforcer mécaniquement le fonctionnement de l'ensemble en garantissant un déplacement de la partie mobile parallèle aux bords du cadre délimitant sa course. La zone sensitive facultative -4- permet au dispositif de déduire l'absence de contact avec la main de l'utilisateur dans la phase de centrage automatique de la partie mobile pour interdire tout mouvement du curseur pendant cette phase (le dispositif peut également faire ce choix en utilisant la vitesse de rappel de la partie mobile comme discriminant). Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté à l'utilisation en qualité d'interface utilisateur de dispositif de pointage dans les cas d'utilisation suivants: - ordinateur (applications bureautiques, jeux...) - consoles de jeux vidéo (reliées à un terminal écran ou portatives) -. appareils radio commandés -. télécommandes -téléphones mobiles -PDA - systèmes électroniques embarqués à bord de véhicules - etc. 10 15 20 25 30 REVENDICATIONS 1. Dispositif de pointage destiné à commander en continu le mouvement d'un curseur sur un terminal d'affichage, notamment d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte : a. Un cadre fixe -1-, visible ou invisible, à l'intérieur duquel vient coulisser une partie mobile -3- de forme, taille et relief indifférents, destinée à être manipulée par l'utilisateur du dispositif dans toutes les directions à l'intérieur de sa zone de mobilité -2-. b. une interface -7-, -8-, -9- (notamment mécanique et/ou optoélectronique) dépendante de la partie mobile -3- et permettant de capter de manière continue les mouvements multidirectionnels imprimés par l'utilisateur de la partie mobile -3-, afin de transmettre les informations correspondantes à ces déplacements, sur les axes abscisses et ordonnées, au module électronique de commande. c. un module électronique de commande -10- destiné à interpréter les mouvements de la partie mobile -3- dans son cadre, communiqué par l'interface -7-, -8-, -9- dépendante de la partie mobile -3-, les traduisant en abscisse et ordonnée et les transmettant au terminal d'exploitation sur lequel va s'effectuer l'affichage du curseur, la direction de déplacement dudit curseur correspondant à celle de la partie mobile dans son cadre -1- commandée par l'utilisateur, évoluant dans son sens à chaque fois que celui-ci modifie la direction dans laquelle il fait coulisser la partie mobile -3-, d. un système de rappel automatique -12-, notamment mécanique par le biais de ressorts, aimants etc. qui permet un recentrage immédiat de la partie mobile -3- en position neutre au centre de du cadre dès que celle-ci sera relâchée par l'utilisateur, le circuit électronique de calcul -10-interprétant de manière différente ce rappel mécanique d'une part à une gestuelle d'utilisation normale d'autre part, interdisant ainsi tout mouvement intempestif du curseur pendant cette phase, cette discrimination pouvant notamment être basée sur la vitesse de retour de la partie mobile -3- en position centrale lorsqu'elle est effectuée par le dispositif de rappel -12- ou en ce que la partie mobile -3- pourra disposer d'une zone sensible sensitive -4- qui, lorsque ce contact sera interrompu, sera interprété comme un relâchement voulu par l'utilisateur de la partie mobile -3-. 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce qu'il comporte différents commutateurs externes -5-, et/ou interne -11-, et/ou roulettes -6- que l'on retrouve classiquement sur les dispositifs de pointage informatiques de type � souris �, � souris à l0 1.5-8/9- boule� ou � pavé sensitif� situés sur la partie mobile -3- ou sur le cadre fixe -1-, ou à l'intérieur du dispositif, commandé en ce cas par une pression de l'utilisateur sur la partie mobile -3-, destinés à permettre la sélection d'objets situés sur le terminal d'affichage ou à commander le défilement du curseur, 3. Dispositif selon les revendications 1. et 2. caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande permettant de définir les conditions générales de son fonctionnement par l'utilisateur, et notamment le fait que le curseur se déplace de manière continue dans la direction définie par celui-ci tant qu'il n'a pas relâché son geste, ou que le curseur voit sa vitesse de déplacement augmenter proportionnellement à la distance qui sépare la partie mobile -3- de son centre neutre, ou encore que le rappel mécanique -12- de la partie mobile en son centre ne provoque pas de mouvement intempestif du curseur qui doit rester immobile. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans un clavier d'ordinateur, notamment portable ou fixe, de terminal informatique. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans une télécommande d'appareil électronique, électrique ou motorisé. 6. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans une manette de jeux vidéo. 7. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans un téléphone portable. 8. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans un Personal Digital Assistant (PDA). 9. positif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans un lecteur MP3. 10. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il peut être intégré dans un dispositif électronique embarqué à bord d'un véhicule.