Brevet FR2941549A1 — publié le 20100730

-1- La présente invention concerne un dispositif électronique permettant de commander, par des mouvements à proximité de ce der-nier, un ordinateur dans le but notamment de gérer, créer, traiter et modifier des informations numériques selon une affectation pré- définie par l'utilisateur. La commande d'un ordinateur est traditionnellement effectuée à l'aide d'un clavier et d'une souris. Ce type de commande dans le cadre de la création musicale n'est pas intuitif. D'autres commandes alternatives au clavier et à la souris do-10 tées de potentiomètres rectilignes et circulaires existent, mais aucune n'implique une lisibilité scénique. En revanche, l'invention impose une commande gestuelle et intuitive qui apporte à la création musicale assistée par ordinateur un intérêt visuel dû à une gestuelle dynamique permise par l'in- 15 vention sur un éventail d'environ 100° d'ouverture et jusqu'à une distance d'à peu près 80 cm de l'invention. L'invention permet de commander intuitivement tout système informatique en agissant comme un contrôleur configurable. Par exemple et ceci de façon non exhaustive, l'invention peut comman- 20 der un logiciel de montage video, un logiciel d'imagerie, un jeu video, un environnement 3D, un navigateur interactif ou devenir un outil d'aide aux personnes à motricité réduite. Mais aussi, dans le domaine spécifique de la création musicale, elle permet de fournir une autre forme d'interaction intuitive et d'amener une 25 lisibilité de l'action sur scène et de manipuler l'espace scénique, contrairement aux commandes à potentiomètres. Dans le domaine de la création musicale, l'informatique s'impose de plus en plus; les capacités de calcul et les logiciels qui les utilisent permettent une grande flexibilité d'utilisation . 30 enregistrement, création et simulation d'effets en temps réel, synthèse granulaire, traitements sonores, etc. mais les interfaces utilisées sont traditionnellement commandées par clavier, souris et potentiomètres circulaires ou rectilignes. L'invention remédie à cela en proposant de commander de façon intuitive les fonction- 35 nalités des logiciels informatiques tout en profitant des capacités de calculs des ordinateurs. Dans le domaine de la création musicale, l'invention peut par exemple être utilisée en tant qu'instrument de musique. L'inven- -2- tion peut alors être configurée de manière à ce qu'un signal soit généré par un ordinateur avec un logiciel de synthèse sonore en fonction de la position des mains par rapport à l'invention. En effet, plus les mains sont proches de l'appareil, plus le son est aigu, ou inversement. La manipulation de l'invention dans ce cas particulier rappelle alors celle du thérémine, tout en s'affranchissant des défauts de ce dernier, à savoir l'utilisation d'une antenne, le manque de choix de sonorités et de timbres, et le coût des composants. De plus, la manipulation de l'invention, nécessi- tant des gestes amples et donc visibles, permet à l'utilisateur une expression artistique tant sonore que visuelle. L'invention comporte selon une première caractéristique, un hémisphère fixé sur un parallélépipède rectangle. La forme hémisphérique délimite l'espace dans lequel les mouvements seront cap- tés. Cinq dispositifs infrarouges sont alignés et disposés à intervalles réguliers à la surface de l'hémisphère, le dispositif central étant situé au sommet de l'hémisphère. Chaque dispositif est un émetteur/récepteur (proximètre infrarouge) qui mesure la distance des mains ou tout objet. Chacun des proximètres est solidaire à une diode électroluminescente qui indique le passage d'une main ou tout objet dans le champ d'action du proximètre. Cet en-semble d'émetteurs/récepteurs permet donc une lecture de la dis-tance et de la position des mains ou de tout objet par rapport à l'hémisphère. Le parallélépipède sert de support pour l'hémisphère et contient une carte électronique de traitement de signaux, de conversion et de transmission des informations. Pour la sélection du mode de jeu, un potentiomètre rectiligne tactile est disposé sur la surface supérieure de ce boîtier parallèlement à l'aligne-ment des émetteurs/récepteurs infrarouges et à l'arête du parallélépipède. L'invention permet ainsi, une fois branchée à un ordinateur, de commander celui-ci par simple manipulation des mains ou de tout 35 objet sur ou à proximité des capteurs. Selon des modes particuliers de réalisation : -l'hémisphère peut être remplacé par une portion de disque plus ou moins grande, permettant ainsi une disposition des capteurs en arc -3 de cercle ou en cercle. - le nombre et/ou la disposition des proximètres peu(ven)t varier pour adapter l'espace d'action et la précision de jeu. - l'invention peut être munie d'un écrou pour fixer l'invention sur 5 un pied (pied de micro, trépied de caméra, ...). -l'hémisphère et le boîtier peuvent être remplacés par une sphère complète munie d'un écrou pour fixer l'invention sur un pied (pied de micro, trépied de caméra, ...). Un nombre et une disposition adéquats de proximètres permettent ainsi d'interagir sur un éventail 10 allant jusqu'à 360° d'ouverture. - l'invention peut comporter un port permettant le branchement d'un pédalier disponible dans le commerce. -l'invention peut être munie d'une carte de modulation MIDI ou DMX, ce qui permet de la brancher directement sur un dispositif 15 fonctionnant dans la norme MIDI ou DMX, s'affranchissant ainsi d'un ordinateur. Les dessins annexés illustrent l'invention : - La figure 1 représente, en vue de dessus, le dispositif de l'invention. 20 -La figure 2 représente, vue de face en coupe, le dispositif de l'invention. - La figure 3 est un schéma de principe de fonctionnement de l'invention. En référence aux figures 1, 2 et 3, le dispositif comporte un 25 boîtier rectangulaire (1) dont la face supérieure est une plaque translucide (7), sur laquelle repose un hémisphère (2) translucide sous la surface duquel sont fixés à intervalles réguliers cinq proximètres infrarouges (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) , alignés et placés de façon à ce que le proximètre central (3.3) soit situé au 30 sommet de l'hémisphère (2).A côté de chaque proximètre est disposée une DEL (Diode Electroluminescente) (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, et 5.5). Un potentiomètre rectiligne tactile (4) est placé sur la plaque translucide (7) qui recouvre une rampe de DEL (5.6) indiquant 35 la position de la zone de contact et/ou la fonction employée défi-nie par le logiciel (8.1 et/ou 8.2). Les capteurs (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 et 4), délivrent une tension qui dépend de la position des mains dans leur champ d'ac- -4- tion. Cette tension est traitée, convertie en information numérique et transmise par la carte électronique (6) à un ordinateur (8). Chaque signal électrique émis par chacun des proximètres in- frarouges (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) est traité par un filtre passe-bas (6.1) puis amplifié par un amplificateur (6.2), avant de se diriger vers la diode électroluminescente correspondante (5.1, 5.2, 5.3, 5.4 ou 5.5) et vers le convertisseur analogique/ numérique (6.4). Le signal électrique émis par le potentiomètre rectiligne tactile (4) passe dans un échantillonneur/bloqueur (6.3) avant d'arriver dans le convertisseur analogique/numérique (6.5). La sortie de l'échantillonneur/bloqueur (6.3) est aussi renvoyée vers la rampe de DEL (5.6) d'indication de sélection de mode de jeu. Les convertisseurs (6.4 et 6.5) génèrent un flux de données numériques transmis par l'interface de transmission USB (6.6) à un ordinateur (8) doté d'une interface logicielle adaptée (8.1 ou 8.2). L'interface logicielle (8.1) est un convertisseur MIDI (Musical Instrument Digital Interface) et HID (Human Interface De-vice), transformant les signaux issus de l'invention au format MI-DI (8.3), permettant de commander un séquenceur MIDI (8.5) ou des logiciels de traitements sonores (8.6), ou un flux de données HID (8.4) permettant de commander un environnement (8.7) tel qu'un système d'exploitation ou un jeu vidéo. L'interface logicielle (8.2) est un logiciel de synthèse sonore (Voltage Controlled Oscillator, Voltage Controlled Frequencies, Voltage Controlled Amplifier, etc....). Une carte son (9) permet de récupérer les informations numériques sonores en sortie du séquenceur MIDI (8.5), en sortie des logiciels de traitements sonores (8.6) et en sortie du logiciel de synthèse sonore (8.2) pour les convertir et les acheminer vers le système de diffusion (amplificateurs et/ou haut-parleurs) (10). Une carte son permet par ailleurs de numériser le signal issu de sources analogiques (micro, instrument, ...) (11) et de l'envoyer dans les logiciels de traitements sonores (8.6) contrôlés en MIDI par l'invention. -5- L'ordinateur (8), le convertisseur MIDI et HID (8.1), le logiciel de synthèse (8.2), le séquenceur MIDI (8.5), les logiciels de traitements sonores (8.6), la carte son (9), le système de diffusion (10) et le micro (11) sont des sous-ensembles dispo- nibles dans le commerce. L'invention permet de commander intuitivement et de faire interagir ces sous-ensembles. A titre d'exemple et de façon non limitative, l'hémisphère (2) aura un diamètre de l'ordre de 16 cm, le boîtier (1) aura des dimensions de l'ordre de 17,2 cm pour la largeur, 19,5 cm pour la longueur et 2,5 cm pour la hauteur. L'espace de jeu sera délimité par un rayon d'environ 80 cm et un angle de 100 ° autour de l'hémisphère (2). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la création musicale et au contrôle d'un environnement informa-15 tisé. REVENDICATIONS1) Appareil pour contrôler des logiciels informatiques par le mouvement des mains ou de tout objet dans l'espace, caractérisé en ce qu'il est muni de proximètres (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) dis-posés en arc de cercle et d'un potentiomètre rectiligne tactile (4) permettant à l'utilisateur, après traitement des signaux issus de la stimulation des capteurs par une carte électronique incluse dans le boîtier , de contrôler un environnement informatique (8) et notamment des logiciels de traitements ou de synthèse sonores. 2) Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué d'un hémisphère servant de support aux proximètres (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) délimitant la zone de jeu et d'un boîtier parallélépipédique rectangle sur lequel repose un potentiomètre tactile rectiligne (4). 3) Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le traitement des signaux issus des proximètres (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) et du potentiomètre tactile rectiligne (4), par le biais de la carte électronique (6), se compose d'une partie filtrage (6.1), d'une partie échantillonnage/blocage (6.3) et, pour les proximètres (3.1, 3.2, 3.3, 3.4 et 3.5) unique- ment, d'une partie amplification (6.2), ceci afin de préparer le signal à la conversion analogique/numérique via les convertisseurs (6.4 et 6.5) pour être transmis par une interface USB (6.6) à l'ordinateur (8). 4) Appareil selon l'une quelconque des revendications précé-25 dentes caractérisé en ce que l'assignation des fonctions aux cap- teurs (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 et 4) soit hautement configurable et reprogrammable via une interface logicielle. 5) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil comporte un potentiomètre 30 tactile (4) permettant de sélectionner le mode de jeu. 6) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil est imperméable. 7) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil comporte des repères lumi- 35 veux (DEL, lasers,...) (5.1, 5.2, 5.3, 5.4 et 5.5) indiquant quels sont les proximètres sollicités.-7- 8) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil comporte une rampe de DEL (5.6) sous le potentiomètre tactile rectiligne (4) afin d'indiquer le mode de jeu sélectionné. 9) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil possède un système de fixation (pas de vis, ...) lui permettant de reposer sur un support tel qu'un pied de micro, trépied de caméra, etc....