Brevet FR3000244A1 — publié le 20140627

-1- Module d'interface La présente invention concerne un module d'interface, en particulier pour l'habitacle d'un véhicule automobile et le contrôle 5 de fonctions dudit véhicule, notamment au moyen d'un détecteur d'appui tel qu'une surface tactile. Pour contrôler des fonctions d'un véhicule telles que l'air conditionné, un autoradio ou un assistant de navigation, il est connu d'utiliser des modules d'interface à surfaces ou dalles tactiles, 10 aptes à détecter un appui d'un utilisateur et à déclencher l'exécution d'une commande en conséquence. Les dalles tactiles utilisées, généralement résistives ou capacitives sont toutefois coûteuses. En outre, la combinaison d'une telle dalle tactile avec un 15 capteur de geste, apte à détecter un geste effectué à distance, est complexe et requiert de l'espace dans l'habitacle du véhicule pour les deux jeux de capteurs (capteur de geste et dalle tactile) distincts. Afin de pallier au moins partiellement les défauts précédemment 20 mentionné, l'invention a pour objet un module de capteurs, comprenant : - un pluralité d'émetteurs optiques, configurés pour émettre des faisceaux lumineux en direction d'un espace de détection, -2- - une pluralité de capteurs optiques, configurés pour capter de la lumière des faisceaux lumineux diffusée par un élément de commande utilisé par un utilisateur pour effectuer un geste destiné à déclencher l'exécution d'une commande, - une surface de contact, transparente au moins partiellement à la lumière des faisceaux lumineux, placée en amont des capteurs optiques, dans lequel : - une partie des émetteurs optiques est configurée pour émettre des faisceaux lumineux courte portée, dont la lumière diffusée par l'élément de commande est captée par les capteurs optiques, - le module de capteurs comporte une interface avec une unité de contrôle configurée pour déterminer la position de l'élément de commande pour exécuter le geste par rapport une distance prédéterminée distale par rapport à la surface de contact définissant une frontière d'appui, et pour interpréter les gestes détectés en position proximale par rapport à ladite frontière d'appui par captage de la lumière des faisceaux lumineux courte portée par les capteurs optiques comme des appuis ou appuis glissés sur la surface de contact. Ledit module de capteurs peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Une partie des émetteurs optiques est configurée pour émettre -3- des faisceaux lumineux longue portée dont la lumière diffusée par l'objet utilisé par l'utilisateur pour effectuer le geste est captée par les capteurs optiques au-delà de la distance prédéterminée définissant la frontière d'appui, et l'unité de contrôle est 5 configurée pour interpréter les gestes détectés en position distale par rapport à ladite frontière d'appui par captage de la lumière des faisceaux lumineux longue portée par les capteurs optiques comme des gestes distaux. Ceci permet de combiner détecteur d'appui et de geste de manière compacte avec un seul dispositif physique, disposé derrière 10 la surface de contact formant façade. Les émetteurs optiques comportent des diodes électroluminescentes infra-rouge. Il comporte un dispositif optique convertissant les faisceaux lumineux d'au moins une partie des diodes électroluminescentes infra-15 rouge en faisceaux lumineux respectivement longue et/ou courte portée. Ceci permet d'utiliser un seul type de diodes. Le dispositif optique comporte des lentilles convergentes pour convertir des faisceaux lumineux d'une partie des diodes électroluminescentes infra-rouge en faisceaux lumineux longue portée. 20 On utilise ainsi une seule plaque transparente sur laquelle les lentilles sont formées Le dispositif optique comporte des lentilles divergentes pour convertir des faisceaux lumineux d'une partie des diodes électroluminescentes infra-rouge en faisceaux lumineux courte portée. 25 -4- Les émetteurs optiques et les capteurs optiques sont disposés sur un support commun. Ceci permet d'obtenir un module compact et aisément assemblé et implémenté. L'invention a aussi pour objet le module d'interface comprenant 5 un tel module de capteur et l'unité de contrôle associée. Le module d'interface peut comprendre une unité de contrôle configurée pour : - acquérir des propriétés d'un geste détecté par traitement du signal des capteurs optiques, 10 - et pour ignorer ledit geste s'il est au moins partiellement exécuté dans la zone morte. Ceci permet de résoudre les conflits potentiels entre la fonction capteur d'appui et la fonction capteur de geste. Enfin l'invention a aussi pour objet le module de contrôle 15 d'éclairage intérieur de véhicule automobile associé, destiné à être implémenté dans un plafonnier dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'interface tel que précédemment décrit. Ceci permet un contrôle sécurisé et ergonomique de l'illumination de l'habitacle 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : -5- - la figure 1 montre schématiquement un module d'interface selon un aspect particulier de l'invention, - la figure 2 montre un découpage en zones de l'espace de détection pour un module d'interface tel qu'en figure 1, - la figure 3 montre un habitacle de véhicule dans lequel des modules selon l'invention sont intégrés, Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. En figure 1 est montré de façon schématique un module de 10 capteurs 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Le module de capteurs 1 comporte ici en particulier un support 3 sur lequel sont disposés des émetteurs optiques 5a, 5b et des capteurs optiques 7. Les émetteurs optiques 5a, 5b comportent ici en particulier des 15 diodes électroluminescentes infra-rouge, configurées pour émettre des faisceaux lumineux, formant des cônes d'illumination respectivement 9a et 9b, en direction d'un espace de détection E. L'espace de détection E s'étend à partir du module de capteurs 3 en direction d'un utilisateur, les qualités de distal ou proximal 20 lorsqu'utilisées ci-après sont définies le long de l'axe partant du module de capteurs 3 en direction de l'utilisateur et par rapport audit module de capteurs 3. Les capteurs optiques 7 comportent ici par exemple des matrices de capteurs à transfert de charge (dits CCD, « charge-coupled -6- device )) pour l'acquisition d'images à partir de lumière venant de l'espace de détection E. En particulier, les capteurs optiques 7 sont configurés pour capter la lumière des cônes d'illumination 9a, 9b des émetteurs optiques 5a, 5b, réfléchie ou diffusée par un élément de commande utilisé par l'utilisateur pour effectuer un geste en vue de contrôler une fonction. L'élément de commande A! peuten particulier être la main ou une partie de la main de l'utilisateur (comme montré en figure 1), ou bien 10 un élément manipulable formant repère, par exemple un stylet muni d'une surface réfléchissante. Le support 3 des éléments précédemment mentionnés peut par exemple comporter une carte à circuit imprimé, avec un corps en résine ou matériau plastique ou composite, pouvant porter en outre au moins 15 une partie de l'électronique de traitement d'image (processeurs, unités de mémoire, unités de comparaison d'images successives, etc.) des capteurs optiques 7, et des circuits d'alimentation des composants précités. Une première partie des émetteurs optiques 5a est configurée 20 pour avoir un cône d'illumination 9a relativement fermé et donc longue portée, tandis que l'autre partie des émetteurs optiques 5b est configurée pour avoir un cône d'illumination 9b relativement ouvert et donc courte portée. La portée des émetteurs optiques 5a, 5b est définie en fonction 25 des capteurs optiques 7 et de l'intensité des diodes utilisées comme -7- étant la distance maximale à laquelle l'élément de commande AI illuminé par lesdites diodes des émetteurs optiques 5a, 5b est détecté par les capteurs optiques 7, et peut notamment être définie et/ou modifiée par des seuils de détection paramétrables. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, les diodes sont identiques et produisent toutes un faisceau lumineux initialement sous forme de cône d'illumination large et courte portée, d'ouverture de l'ordre de 1200 , typiquement entre 90° et 150° . De telles diodes sont courantes et de prix relativement peu élevé. Lesdites diodes sont recouvertes par un dispositif optique 11, comportant ici essentiellement une plaque de matériau transparent à la gamme spectrale utilisée. Ledit dispositif optique 11 présente des reliefs formant des lentilles convergentes 13 qui forment avec respectivement une des diodes les émetteurs longue portée 5a, à partir d'un faisceau initial desdites diodes. Ledit dispositif optique présente en outre des éléments optiquement neutres, par exemple une épaisseur constante ou des perçages, qui forment respectivement avec une des diodes les émetteurs 5b courte portée en conservant les propriétés de leur faisceau initial large et courte portée. Les faisceaux longue portée sont des cônes d'illumination d'ouverture de l'ordre de 60° , typiquement entre 30° et 80° . D'autres modes de réalisation sont possibles en partant de -8- diodes 5a, 5b initialement à cônes étroits longue portée, sur lesquelles est placé un dispositif optique 11 comportant des lentilles divergentes, ou bien partant de diodes 5a, 5b de portée intermédiaire, avec un dispositif optique 13 comportant à la fois des lentilles divergentes et convergentes. Dans le mode de réalisation représenté, les diodes longue portée 5a et courte portée 5b sont alternés sur une ligne. Dans le cadre d'une matrice d'émetteurs 5a, 5b, un motif en damier ou une alternance ligne par ligne peuvent être utilisé. Les capteurs optiques 7 sont reliés à une interface 15 avec une unité de contrôle 17. L'interface 15 peut notamment comporter une fiche de connexion avec un ensemble de contacts électriques et des moyens de maintien d'une prise reliée à l'unité de contrôle 17. Le module de capteurs 1 comporte en outre une surface de contact 19, composée par exemple d'une plaque de matériau transparent à la gamme spectrale des émetteurs optiques 5a, 5b, et placée en position distale par rapport aux capteurs optiques 7 de sorte à les recouvrir et former ainsi une façade. Le module de capteurs 1 et l'unité contrôle 17 font partie d'un module d'interface 100. L'unité de contrôle 17 est configurée pour déterminer la position de l'élément de commande JI par rapport une distance prédéterminée au-delà de la surface de contact 19 définissant une -9- frontière d'appui F1 proche et distale par rapport à la surface de contact 19. L'unité de contrôle 17 interprète ensuite les gestes détectés en position proximale par rapport à ladite frontière d'appui Fi par captage de la lumière des cônes d'illumination courte portée 11b, au moyen des capteurs optiques 7, comme des appuis ou appuis glissés sur la surface de contact 19. La distance séparant la frontière d'appui F1 et la surface de contact 19 est de préférence courte, de l'ordre de quelques millimètres, par exemple de un à quinze millimètres. L'unité de contrôle 17 peut alors être configurée pour que la détection en position proximale de l'élément par rapport à ladite frontière d'appui Fi soit prise en compte comme un appui de l'utilisateur par le capteur d'appui 3. Au moyen d'un seul dispositif on réalise ainsi un module de capteurs 1 combinant un capteur de geste distants et un capteur d'appuis. L'unité de contrôle comporte 17 notamment tout ou partie des moyens de traitement des images acquises par les capteurs optiques 7, ainsi que d'éventuels moyens de contrôle des émetteurs optiques 5a, 5b pour synchroniser leur allumage et leur extinction avec des fenêtres temporelles d'acquisition des capteurs optiques 7. L'unité de contrôle 17 peut en particulier être configurée pour alterner des phases d'activation des émetteurs optiques respectivement longue portée 5a et courte portée 5b. La détection en position proximale par rapport à la frontière d'appui F1 d'un geste lors des phases d'activation des émetteurs courte portée 5b déclenche la prise -10- en compte dudit geste comme un appui ou un appui glissé sur la surface de contact 19. Un geste détecté lors des phases d'activation des émetteurs longue portée 5a n'est alors pas pris en compte. En alternative, lors de la détection en position proximale par rapport à la frontière d'appui F1 d'un geste lors des phases d'activation des émetteurs courte portée 5b, l'unité de contrôle 17 peut déclencher l'interruption des phases d'activation des émetteurs optiques longue portée 5a tant que l'élément de commande se trouve en position proximale par rapport à la frontière d'appui F1. Les gestes détectés lors des phases d'activation des émetteurs longue portée 5a sont interprétés comme des gestes distants s'ils sont exécutés en position distale par rapport à la frontière d'appui F1, et ignorés sinon. L'unité de contrôle 17 peut en particulier être intégrée au 15 moins partiellement dans une électronique de bord du véhicule automobile, et/ou partagée avec d'autres modules d'interface ou fonctionnels. L'unité de contrôle 17 est ici aussi configurée pour interpréter les gestes détectés au-delà de ladite frontière d'appui F1 par captage 20 de la lumière des faisceaux lumineux longue portée 9a par les capteurs optiques 7 comme des gestes distaux. Ainsi, le module de capteurs 1 permet deux niveaux de détection (geste et appui) à partir d'un seul ensemble de diodes 5a, 5b pouvant être assemblées au sein d'un unique module de capteurs 1 recouvert par 25 la surface de contact 19 formant façade, et sans recourir aux dalles -11- tactiles résistives ou capacitives qui sont relativement chères. Un exemple de configuration de module de capteurs 1 avec plusieurs frontières correspondantes, respectivement distale F3, intermédiaire F2, et d'appui Fi est illustré en figure 2. La frontière distale F3 est soit la limite de la portée des émetteurs longue portée 5a, soit fixée par des seuils de détection artificiels et délimite l'étendue distale de l'espace de détection E Le module d'interface 100 implémenté dans un habitacle de voiture est avantageusement configuré pour que la distance à la frontière distale F3 soit de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, typiquement de vingt à trente. La frontière intermédiaire F2 est ici une frontière donnée par des conditions artificielles sur les mesures de la lumière diffusée par l'élément de commande Ardes émetteurs optiques longue portée 5a ou courte portée 5b, et donc établie par paramétrage, par exemple de seuils de détection, au niveau de l'unité de contrôle 17 pour correspondre à une distance prédéterminée du module de capteurs L La frontière intermédiaire F2 est placée en position distale par rapport au module de capteurs 1, par exemple à quelques centimètres de celle-ci, typiquement de dix à cinquante millimètres, en particulier de vingt à trente millimètres. Elle se situe en particulier entre les frontières d'appui Fi et distale F3. La zone proximale par rapport à la frontière intermédiaire F2 et distale par rapport à la frontière d'appui Fi est ici définie en tant 25 que zone La figure 3 montre l'habitacle 200 vu depuis l'arrière du véhicule, avec notamment les sièges conducteur C et passager P vus de dos. Un premier module d'interface 100 est avantageusement disposé au niveau du plafonnier 201 de l'habitacle, pour le contrôle de fonctions 10 telles que l'illumination de l'habitacle. Par exemple un geste tel qu'un balayage latéral dans l'espace de détection entraîne une variation de forte amplitude de la luminosité, tandis qu'un appui glissé permet un réglage fin de la luminosité. De la sorte, un conducteur ayant ponctuellement besoin de 15 lumière au cours de la conduite n'aura pas à regarder en direction du plafonnier, et n'aura donc pas à quitter la route des yeux. Le conducteur peut donc concentrer son attention sur la conduite tout en actionnant l'illumination de l'habitacle par geste. Si un réglage fin est requis, par exemple une fois à l'arrêt ou 20 s'il estime que la situation le permet, le conducteur peut toujours effectuer ce réglage au moyen d'un appui glissé sur le capteur d'appui 3. D'autres fonctions telles que l'affichage (notamment sur le rétroviseur) et le réglage de l'image de caméras embarquées, par -15- exemple de recul ou de rétroviseurs latéraux, peuvent être contrôlées au moyen du module d'interface 100. Un second module d'interface 100 est implémenté au niveau de la console centrale du véhicule, et associé à un écran d'affichage 203. Le module d'interface 100 sert ici à naviguer dans un menu affiché à l'écran d'affichage 203, par exemple en tant que pavé tactile pour faire bouger un curseur, et/ou en tant que surface d'écriture avec reconnaissance de caractères, les gestes à distance pouvant être utilisés pour le défilement de listes ou une fonction de zoom. Un module d'interface 100 selon l'invention permet donc de commander des fonctions, en particulier d'un véhicule, à la fois avec un capteur de geste et avec un capteur d'appui, tout en surmontant les conflits éventuels résultant de la proximité desdites interfaces. REVENDICATIONS1. L Module de capteurs, comprenant : - une pluralité d'émetteurs optiques (5a, 5b), configurés pour émettre des faisceaux lumineux (9a, 9b) en direction d'un espace de détection (e, - une pluralité de capteurs optiques (7), configurés pour capter de la lumière des faisceaux lumineux (9a, 9b) diffusée par un élément de commande GO utilisé par un utilisateur pour effectuer un geste destiné à déclencher l'exécution d'une commande, une surface de contact (19), transparente au moins partiellement à la lumière des faisceaux lumineux (9a, 9b), placée en amont des capteurs optiques (7), dans lequel : - une partie des émetteurs optiques (5b) est configurée pour émettre des faisceaux lumineux courte portée (9b), dont la lumière diffusée par l'élément de commande AI est captée par les capteurs optiques (7), - le module de capteurs comporte une interface (15) avec une unité de contrôle (17) configurée pour déterminer la position de l'élément de commande GO pour exécuter le geste par rapport une distance prédéterminée distale par rapport à la surface de-17- contact (19) définissant une frontière d'appui (F1), et pour interpréter les gestes détectés en position proximale par rapport à ladite frontière d'appui (F1) par captage de la lumière des faisceaux lumineux courte portée (9h) par les capteurs optiques (7) comme des appuis ou appuis glissés sur la surface de contact (19). 2. Module de capteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - une partie des émetteurs optiques (5a) est configurée pour émettre des faisceaux lumineux longue portée (9a) dont la lumière diffusée par l'objet utilisé par l'utilisateur pour effectuer le geste est captée par les capteurs optiques (7) au-delà de la distance prédéterminée définissant la frontière d'appui (F1), - et en ce que l'unité de contrôle (17) est configurée pour interpréter les gestes détectés en position distale par rapport à ladite frontière d'appui (F1) par captage de la lumière des faisceaux lumineux longue portée (9a) par les capteurs optiques (7) comme des gestes distaux. 3. Module de capteurs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les émetteurs optiques (5a, 5h) comportent des diodes électroluminescentes infra-rouge. 4. Module de capteurs selon les revendication 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif optique (11) convertissant les faisceaux lumineux d'au moins une partie des diodes-18- électroluminescentes infra-rouge en faisceaux lumineux respectivement longue (9a) et/ou courte portée (9b). 5. Module de capteurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif optique (11) comporte des lentilles convergentes pour convertir des faisceaux lumineux d'une partie des diodes électroluminescentes infra-rouge en faisceaux lumineux longue portée (9a). 6. Module de capteurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif optique (11) comporte des lentilles divergentes pour convertir des faisceaux lumineux d'une partie des diodes électroluminescentes infra-rouge en faisceaux lumineux courte portée (9b). 7. Module de capteurs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les émetteurs optiques (5a, 5b) et les capteurs optiques (7) sont disposés sur un support (3) commun. 8. Module d'interface caractérisé en ce qu'il comporte un module de capteurs (1), comprenant : - une pluralité d'émetteurs optiques (5a, 5b), configurés pour émettre des faisceaux lumineux (9a, 9b) en direction d'un espace de détection 20 (L), - une pluralité de capteurs optiques (7), configurés pour capter de la lumière des faisceaux lumineux (9a, 9b) diffusée par un élément de commande GO utilisé par un utilisateur pour effectuer un geste destiné à déclencher l'exécution d'une commande,-19- - une surface de contact (19), transparente au moins partiellement à la lumière des faisceaux lumineux (9a, 9b), placée en amont des capteurs optiques (7), dans lequel : - une partie des émetteurs optiques (5b) est configurée pour émettre des faisceaux lumineux courte portée (9b), dont la lumière diffusée par l'élément de commande Afest captée par les capteurs optiques (7), - le module de capteurs comporte une interface (15) avec une unité de contrôle (17) configurée pour déterminer la position de l'élément de commande pour exécuter le geste par rapport une distance prédéterminée distale par rapport à la surface de contact (19) définissant une frontière d'appui (F1), et pour interpréter les gestes détectés en position proximale par rapport à ladite frontière d'appui (F1) par captage de la lumière des faisceaux lumineux courte portée (9b) par les capteurs optiques (7) comme des appuis ou appuis glissés sur la surface de contact (19). 9. Module d'interface selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (17) est en outre configurée pour : - acquérir des propriétés d'un geste détecté par traitement du signal des capteurs optiques (7), - et pour ignorer ledit geste s'il est au moins partiellement exécuté dans la zone morte (zm). 10. Module de contrôle d'éclairage intérieur de véhicule automobile, destiné à être implémenté dans un plafonnier dudit-20- véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'interface selon l'une des revendications 8 ou 9.