Brevet FR3025902A1 — publié le 20160318

Souris vibrante multi-dimensions L'invention concerne une souris telle qu'une souris à six axes permettant de piloter une application logicielle tridimensionnelle et d'une façon plus générale un pointeur permettant de piloter une telle application. Une telle souris à six axes est décrite dans les documents de brevet FR2858072 et FR2881238. Elle comporte une semelle portant un boîtier pour constituer un ensemble mobile en translation dans un plan selon deux axes horizontaux perpendiculaires, comme les souris standard dites bidimensionnelles. Mais le boîtier d'une telle souris est mobile par rapport à la semelle, de manière à pouvoir s'incliner en tournant autour d'un axe longitudinal horizontal, et en tournant autour d'un axe transversal horizontal, ce qui constitue deux axes supplémentaires. Cette souris est destinée à la manipulation d'objets virtuels numériques tridimensionnels, présentés par une application logicielle, telle qu'une application de conception assistée par ordinateur. Elle peut ainsi piloter l'application de manière à coupler les déplacements d'un objet tridimensionnel présenté par l'application sur l'écran d'ordinateur, aux déplacements effectifs du boîtier de la souris. Les mouvements que l'utilisateur impose au boîtier de la souris ainsi que l'actionnement d'une molette portée par le boîtier, se traduisent alors par des déplacements correspondants de l'objet qu'il manipule. Elle peut aussi être utilisée pour évoluer dans un espace tridimensionnel numérique. Les mouvements effectifs du boîtier se traduisent alors par des déplacements et des modifications de l'orientation du point de vue depuis lequel cet espace tridimensionnel est présenté par l'application. Une telle souris est avantageuse en ce qu'elle permet des utilisations plus variées qu'une simple souris traditionnelle bidimensionnelle. Toutefois, 3025902 2 elle reste insuffisante pour certaines applications, comme dans le domaine du jeu vidéo. Le but de la présente invention est de fournir une souris améliorée pour 5 interagir avec une application logicielle, notamment un jeu vidéo. A cet effet, l'invention repose sur une souris apte à une communication avec une application logiciel d'un ordinateur, comprenant une semelle et un boîtier reliés l'un à l'autre par un élément de liaison autorisant le boîtier 10 à s'incliner par rapport à la semelle, de sorte que la souris est dotée d'au moins quatre degrés de liberté, caractérisée en ce que la souris comprend au moins un dispositif de vibration. La souris peut comprendre au moins deux dispositifs de vibration disposés 15 dans des parties différentes de la souris, notamment à l'avant et à l'arrière ou à droite et à gauche. Au moins un dispositif de vibration de la souris peut être fixé sur le boîtier et/ou sur un circuit imprimé à l'intérieur de la souris, notamment à 20 proximité du boîtier. La souris peut comprendre au moins un dispositif d'éclairage, notamment une ou plusieurs LED. 25 Le boîtier de la souris peut porter au moins un accéléromètre et la semelle peut porter au moins un autre accéléromètre, les mesures de ces accéléromètres étant utilisées pour en déduire l'inclinaison du boîtier. L'invention porte aussi sur un dispositif informatique comprenant un 30 ordinateur et un écran, caractérisé en ce qu'il comprend une souris telle que définie précédemment. 3025902 3 L'invention porte aussi sur un procédé mis en oeuvre par une application logiciel sur un ordinateur d'un dispositif informatique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 5 réception d'ordres de déplacements dans l'espace par l'intermédiaire du déplacement d'une souris dotée d'au moins quatre degrés de liberté ; renvoi d'une information en déclenchant la vibration d'un dispositif de vibration au sein de la souris. 10 L'information peut être de nature spatiale, notamment liée à une zone d'un écran connecté à l'ordinateur. Le procédé peut comprendre les étapes suivantes : 15 Affichage d'une information sur une première zone d'un écran et déclenchement de la vibration d'un premier dispositif de vibration de la souris ; Affichage d'une autre information sur une seconde zone d'un écran et déclenchement de la vibration d'un second dispositif de 20 vibration de la souris. Le procédé peut comprendre une étape d'éclairage d'un ou plusieurs dispositifs d'éclairage de la souris, clignotant ou non, en fonction d'un paramètre de l'application logiciel. 25 Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : 30 3025902 4 La figure 1 est une vue d'ensemble et en perspective de dessus d'une souris selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue d'ensemble et en perspective de dessous de la 5 souris selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue montrant la semelle seule de la souris avec sa carte électronique selon le mode de réalisation de l'invention. 10 La figure 4 est une vue montrant le boîtier seul de la souris avec sa carte électronique selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente un écran couplé à la souris selon le mode de réalisation de l'invention. 15 La souris selon un mode de réalisation de l'invention peut intégrer une structure telle que décrite par le document FR2953609. Comme visible sur les figures 1 et 2, la souris 1 comporte une semelle 2 portant un boîtier 3 qui a une forme générale bombée favorisant la prise en main par 20 l'utilisateur. La semelle 2 comporte une face inférieure plane 4 par laquelle elle est en appui sur un plan horizontal, tel qu'une table ou un tapis de souris, repéré par les deux axes perpendiculaires horizontaux x et y. La souris 1 est donc mobile en translation sur ce plan horizontal selon les deux axes horizontaux perpendiculaires x et y. Elle est également mobile 25 en rotation autour d'un axe normal à ce plan, à savoir l'axe de lacet z. Le boîtier peut quant à lui être incliné selon un mouvement de roulis par rapport à la semelle en pivotant autour de l'axe transversal horizontal x, et il peut être incliné selon un mouvement de tangage en pivotant autour de l'axe longitudinal horizontal y. 30 3025902 5 Le boîtier 3 de la souris 1 est lié à la semelle 2 par un élément de liaison 6 visible notamment en figure 3, et qui est ici une pièce pleine en caoutchouc ou analogue ayant une forme générale extérieure dite en diabolo ou encore biconique. Cet élément de liaison 6 ou diabolo s'étend 5 selon la direction verticale z et comprend une extrémité inférieure par laquelle il est rigidement solidarisée à la semelle 2, et une extrémité supérieure par laquelle il est rigidement solidarisé au boîtier supérieur 3. Ce diabolo 6 est fabriqué dans un matériau élastique 3 tel que du caoutchouc ou analogue pour permettre au boîtier 3 de pivoter par rapport 10 à la semelle 2 autour des deux axes x et y perpendiculaires l'un à l'autre et parallèles à la face inférieure 4. Dans la représentation donnée sur les figures, les axes x y et z forment les axes d'un repère orthogonal indirect passant chacun par le centre de symétrie C du diabolo 6. Il est à noter que la liaison entre la semelle et le boîtier interdit un déplacement du boîtier 15 verticalement par rapport à la semelle, ainsi qu'un déplacement en rotation autour de l'axe z du boîtier par rapport à la semelle. La rotation du boîtier 3 par rapport à la semelle 2 autour de l'axe z est interdite notamment par le fait que la semelle 2 et le boîtier 3 ont des formes qui s'emboîtent partiellement l'une dans l'autre lorsque l'ensemble est monté, avec un 20 certain jeu selon les axes x et y, ce qui permet au boîtier de s'incliner tout en lui interdisant de pivoter par rapport à la semelle autour de l'axe z. D'une manière générale, le boîtier 3 comprend un corps de boîtier repéré par 5 et portant un ensemble d'actionneurs ainsi qu'une carte électronique 25 dite supérieure, qui est rigidement solidarisée à ce corps de boîtier. Le corps de boîtier 3 comprend un flanc latéral gauche 7, sur lequel vient en appui le pouce d'un utilisateur saisissant la souris, et ce flanc latéral gauche 7 porte une manette 8, située en partie avant et s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe x, de manière à être 30 manipulable par le pouce de l'utilisateur. Ce corps de boîtier 5 comprend 3025902 6 également une face supérieure bombée 11, qui délimite conjointement avec le flanc 7 une arête émoussée 12 portant deux boutons poussoirs 13 et 14 situés sensiblement à mi-longueur du flanc gauche 7, et qui sont également actionnables par le pouce de l'utilisateur. La partie supérieure 5 avant du corps de boîtier porte d'une part une molette rotative 16 manipulable par le majeur de l'utilisateur ayant la souris en main, ainsi qu'un bouton poussoir supplémentaire 17 situé au dessus de la molette 16, et que l'utilisateur peut également actionner avec son majeur. 10 La face supérieure bombée 11 du corps de boîtier 5 est recouverte par une plaque additionnelle 18 bombée et souple, dont la partie avant présente deux branches 19 et 21 situées de part et d'autre de la molette 16 et du bouton poussoir 17. Ces deux branches 19 et 21 constituent respectivement une touche dite de clic gauche et une touche dite de clic 15 droit actionnables respectivement par l'index et par le majeur d'un utilisateur droitier ayant la souris en main. Comme visible dans la figure 1, les deux touches 19 et 21 sont espacées de l'extrémité avant du corps de boîtier 5 qui est ici matérialisée notamment par une arête avant 23 ayant une forme courbe orientée transversalement. L'arête 23 est ainsi séparée 20 longitudinalement de chacune de ces touches 21 et 22 respectivement par deux zones d'appui repérées par 24 et 26 ces zones d'appui faisant partie intégrante de l'avant du corps de boîtier 5. Le fait que les touches des clics gauche et droit soient séparées de l'extrémité avant du boîtier par deux zones d'appui 24 et 26 permet à l'utilisateur de d'incliner le boîtier en roulis 25 en exerçant directement des efforts sur ces zones d'appui 24 et 26, c'est-à-dire sans risque de cliquer de manière inopinée. En ce qui concerne la semelle 2, elle comporte elle aussi un corps de semelle 25 portant une carte de circuit imprimé dit inférieur ainsi que différents composants. Comme visible notamment sur la figure 2, la face inférieure 4 de ce corps 30 de semelle est équipée d'un ensemble de patins 27 facilitant son 3025902 7 glissement. Elle est par ailleurs équipée d'un capteur de déplacement de type laser, repéré par 28, et grâce auquel les mouvements de translation le long des axes x et y par rapport au support sont mesurés. Par ailleurs, cette semelle 2 comprend au niveau de sa partie avant un connecteur du 5 type mini-USB, grâce auquel la souris peut être reliée à un ordinateur de manière à transmettre ses informations, et/ou pour recharger une batterie intégrée à cette souris pour lui permettre d'échanger des informations avec l'ordinateur par une liaison sans fil. 10 Comme visible en figure 3, la semelle 2 porte un circuit imprimé dit inférieur qui est repéré par 29, qui est rigidement solidarisé à cette semelle par des moyens non représentés, et qui porte lui-même différents composants dont un accéléromètre dit inférieur repéré par 31 rigidement solidarisé à ce circuit imprimé. Ce circuit imprimé inférieur porte 15 également des composants propres au connecteur mini-USB, au capteur laser 28, et à d'autres constituants. De manière analogue, et comme représenté en figure 4, le boîtier 3 porte un autre circuit imprimé, dit supérieur et repéré par 32, qui est rigidement solidaire du corps de boîtier 5. Ce circuit imprimé supérieur porte un accéléromètre dit supérieur 20 repéré par 33, lui aussi rigidement solidaire du circuit imprimé qui le porte, ainsi qu'un ensemble de composants tels que la roue 8 cliquante 16, la manette 8 et l'interrupteur du bouton poussoir 17. Ces deux circuits imprimés sont électriquement reliés l'un à l'autre par un connecteur non représenté, de telle manière que les informations issues du circuit imprimé 25 supérieur, tel que l'état enfoncé de l'un ou l'autre des clics gauche et droit, la position de la roue 16 ou encore la position de la manette 8 sont transmises au circuit imprimé inférieur 29. Les deux accéléromètres 31 et 33 sont exploités conjointement par une 30 unité de calcul non représentée, telle qu'un microcontrôleur, équipant par 3025902 8 exemple le circuit imprimé inférieur, pour déterminer l'inclinaison du boîtier 3 par rapport à la semelle 2. Les deux accéléromètres sont avantageusement des composants 5 électroniques identiques de manière à simplifier le traitement des signaux qu'ils délivrent. Il s'agit avantageusement d'accéléromètres sous forme de composants électroniques MEMS de type LIS331DLH commercialisés sous la marque ST. Chaque accéléromètre fournit des signaux représentatifs des accélérations qu'il subit selon trois axes orthogonaux 10 qui lui sont propres, et ces signaux sont adressés au microcontrôleur équipant le circuit imprimé inférieur 31. Les signaux issus des accéléromètres 31 et 33 sont traités par le microcontrôleur pour déterminer l'inclinaison du boîtier 3 par rapport à la semelle 2, d'une part autour de l'axe x, et d'autre part autour de l'axe y. A cet effet, le 15 microcontrôleur récupère à chaque instant les signaux représentatifs de l'accélération subie par l'accéléromètre supérieur et par l'accéléromètre inférieur selon l'axe x. D'autre part, la souris 1 est équipée de deux dispositifs de vibration 51, 20 52, respectivement positionnés au niveau de la partie avant et arrière de la souris 1, comme représenté schématiquement sur la figure 3, les positionnements avant et arrière s'entendant selon la direction opposée à la direction y, et correspondant sensiblement à la direction de la main de l'opérateur apposée sur la souris. Chaque dispositif de vibration 51, 52 25 comprend un moteur et une connexion électrique pour le relier à l'un des circuits imprimés de la souris pour son alimentation électrique et sa communication avec l'application logiciel, le moteur pouvant être physiquement fixé au boîtier 3 et/ou à un des circuits imprimés de la souris. Avantageusement, le moteur générant la vibration est fixé sur un 30 des circuits imprimés à l'intérieur de la souris, tout en se trouvant à 3025902 9 proximité du boîtier pour favoriser la perception de la vibration par la main apposée à l'extérieur sur la souris. Le fonctionnement de ces deux dispositifs de vibration 51, 52 est couplé à 5 une application logiciel de l'ordinateur auquel est reliée la souris, de sorte que chaque vibration soit déclenchée pour transmettre une information particulière à l'opérateur de la souris, en fonction du déroulement du logiciel. Notamment, chaque vibration peut être liée à une information spatiale définie par le logiciel, pour améliorer la compréhension des 10 informations tridimensionnelles qu'une application logiciel peut présenter à un opérateur sur un écran. A titre d'exemple illustratif, la figure 5 représente un écran 60 sur lequel une application logiciel affiche deux informations complémentaires, 15 respectivement en parties haute 61 et basse 62 de l'écran, qui est ainsi divisé en deux zones d'affichage. Notamment, l'application logiciel peut consister en un jeu vidéo, qui présente en partie haute 61 un personnage vu de face ou plus généralement un paysage selon une première vue dite de face, et en partie basse 62 le même personnage vu de dos ou le même 20 paysage vu selon une direction opposée dite arrière. Lors d'un événement de jeu provenant de face par rapport à la définition choisie ci-dessus, plus particulièrement visible en partie haute 61 de l'écran, l'application logicielle peut déclencher une vibration de la souris 1 par le dispositif de vibration avant 51. De manière similaire, lors d'un événement de jeu provenant de 25 l'arrière, plus particulièrement visible en partie basse 62 de l'écran, l'application logicielle peut déclencher une vibration de la souris 1 par le dispositif de vibration arrière 52. Ainsi, le dispositif de vibration transmet une information retour à un joueur sur un événement du jeu, et attire son attention sur un certain espace du jeu, et en même temps une zone 30 associée de l'écran 60. 3025902 10 Naturellement, l'approche précédente pourrait aussi reposer sur deux dispositifs de vibration répartis différemment dans le volume interne de la souris, par exemple à droite et à gauche, ou en haut et en bas. De plus, il 5 pourrait y avoir plus de deux moteurs, notamment trois ou quatre. Selon une version simplifiée, un seul dispositif de vibration pourrait être utilisé, ce qui ne pourrait toutefois plus permettre de distinguer plusieurs informations différentes de nature spatiale. 10 Selon un autre mode de réalisation, avantageusement combiné au mode de réalisation précédent, la souris comprend plusieurs dispositifs d'éclairage 71, avantageusement sous formes de LED agencées dans des ouvertures de la surface supérieure du boîtier 3, comme représenté sur la 15 figure 1, et électriquement reliée à au moins un des circuits imprimés de la souris 1. Comme précédemment, ces dispositifs d'éclairage peuvent fonctionner de manière contrôlée par une application logiciel, afin d'informer visuellement un opérateur de certains paramètres de l'application logiciel, en complément ou en remplacement des informations 20 transmises par un écran 60. Notamment, dans le cas du jeu vidéo, ces dispositifs d'éclairage peuvent renseigner un joueur sur un niveau de vie d'un personnage du jeu, un niveau de danger, etc. En variante, l'information d'éclairage peut multiplier les informations transmises par des couleurs clignotantes selon différentes fréquences. 25 L'invention ne se limite pas à la souris décrite dans la description précédente, mais peut s'appliquer à toute souris dotée d'une multitude de déplacements possibles pour permettre une information spatiale supérieure à deux dimensions, tout en restant liée à un plan pour 30 permettre la prise en main conviviale et durable sans douleur par un 3025902 11 opérateur. Notamment, la souris est avantageusement dotée de mouvements de translation selon deux directions, et de plusieurs mouvements de rotation, notamment autour des axes x et y et/ou z, donc selon au moins quatre degrés de liberté, par exemple cinq. En variante, 5 une molette peut être utilisée pour ajouter un degré de liberté, pour atteindre par exemple les six degrés de liberté permettant tous les déplacements dans l'espace. Avantageusement, la souris est sans fil. L'invention porte aussi sur un procédé mis en oeuvre par une application 10 logiciel à l'aide d'une souris selon l'invention, qui peut comprendre les étapes suivantes : - Réception d'ordres de déplacements dans l'espace par l'intermédiaire d'une souris dotée d'au moins quatre degrés de liberté ; 15 - Renvoi d'une information en déclenchant la vibration d'un dispositif de vibration au sein de la souris. Cette information peut être de nature spatiale, permettant à. l'utilisateur de la souris d'en déduire une position ou un mouvement lié à un événement généré par l'application logiciel. 20 Le procédé peut en outre comprendre les étapes suivantes : Affichage d'une information sur une première zone d'un écran et déclenchement de la vibration d'un premier dispositif de vibration de la souris ; 25 Affichage d'une information sur une seconde zone d'un écran et déclenchement de la vibration d'un second dispositif de vibration de la souris. En complément, le procédé peut comprendre l'éclairage d'un ou plusieurs 30 dispositifs d'éclairage de la souris, clignotant ou non. REVENDICATIONS1. Souris apte à une communication avec une application logicielle d'un ordinateur, comprenant une semelle (2) et un boîtier (3) reliés l'un à l'autre par un élément de liaison (6) autorisant le boîtier (3) à s'incliner par rapport à la semelle (2), de sorte que la souris est dotée d'au moins quatre degrés de liberté, caractérisée en ce que la souris comprend au moins un dispositif de vibration. 2. Souris selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux dispositifs de vibration disposés dans des parties différentes de la souris, notamment à l'avant et à l'arrière ou à droite et à gauche. 3. Souris selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un dispositif de vibration de la souris est fixé sur le boîtier et/ou sur un circuit imprimé à l'intérieur de la souris, notamment à proximité du boîtier. 4. Souris selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif d'éclairage, notamment une ou plusieurs LED. 25 5. Souris selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier porte au moins un accéléromètre et en ce que la semelle porte au moins un autre accéléromètre, les mesures de ces accéléromètres étant utilisées pour en déduire l'inclinaison du boîtier. 20 3025902 13 6. Dispositif informatique comprenant un ordinateur et un écran, caractérisé en ce qu'il comprend une souris selon l'une des revendications précédentes. 5 7. Procédé de pilotage d'une application logicielle à l'aide d'une souris selon l'une des revendications 1 à 5 mis en oeuvre par une application logicielle sur un ordinateur d'un dispositif informatique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 10 réception d'ordres de déplacements dans l'espace par l'application logicielle de l'ordinateur par l'intermédiaire du déplacement de la souris dotée d'au moins quatre degrés de liberté ; renvoi d'une information par l'application logicielle de l'ordinateur 15 en déclenchant la vibration d'un dispositif de vibration au sein de la souris. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'information est de nature spatiale, notamment liée à une zone de l'écran connecté à l'ordinateur. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que en ce qu'il comprend les étapes suivantes : Affichage d'une information sur une première zone (61) d'un écran (60) et déclenchement de la vibration d'un premier dispositif de vibration (51) de la souris ; Affichage d'une autre information sur une seconde zone (62) d'un écran (60) et déclenchement de la vibration d'un second dispositif de vibration (52) de la souris. 3025902 14 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que en ce qu'il comprend une étape d'éclairage d'un ou plusieurs dispositifs d'éclairage (71) de la souris, clignotant ou non, en fonction d'un paramètre de l'application logicielle. 5