Brevet FR3041494A1 — publié le 20170324

La présente invention est relative aux commutateurs rotatifs placés sur un téléphone intelligent (également appelé « smartphone ») ou une tablette électronique, elle concerne en particulier un système de molette adaptable sur un téléphone intelligent ou tablette électronique. Une telle configuration est particulièrement avantageuse lorsque l'on utilise un téléphone intelligent ou une tablette électronique dans un véhicule, notamment en situation de conduite. Il est un fait que les écrans tactiles sont de plus en plus utilisés, y compris dans les interfaces homme-machine (« IHM ») des véhicules automobiles, et des équipements électroniques nomades classiques y sont également de plus en plus utilisés, comme les téléphones intelligents et les tablettes électroniques, notamment pour la fonction navigation/guidage, mais pas exclusivement. Il s'avère cependant que l'utilisation de boutons physiques présente une ergonomie que ne peut pas offrir un écran tactile, en particulier en situation de conduite, où le(s) doigt(s) de l'utilisateur peuvent trembler et ne sont pas précis. Par conséquent, il est apparu un besoin de combiner la versatilité d'un téléphone intelligent ou d'une tablette électronique avec l'ergonomie de type bouton physique. Un des boutons physiques dont l'ergonomie est la plus appréciée par les utilisateurs est une molette rotative, équipée ou non en outre d'un mouvement axial de validation. On parle aussi de « molette multifonctions », la partie technique sous-jacente de la molette est basée classiquement sur un encodeur à principe optique ou à effet Hall, équipement non disponible dans les téléphones intelligents et les tablettes électroniques, souvent entièrement tactiles. Il est donc apparu un besoin de proposer une solution pour intégrer un 25 système de molette sur un téléphone intelligent ou une tablette électronique à écran tactile. À cet effet, il est proposé ici un système de type sélection à molette comprenant : - un téléphone intelligent ou une tablette électronique avec une face avant équipée 30 d'un afficheur et d'une caméra vidéo, - un support équipé d'un bouton-molette monté à rotation d'axe A par rapport au support, et d'une zone de réception adaptée pour recevoir et maintenir le téléphone intelligent ou la tablette électronique, et, lorsque le téléphone intelligent ou la tablette électronique est positionné(e) 35 dans la zone de réception, 3041494 2 - un trajet optique entre une source lumineuse émise par l'afficheur et la caméra vidéo, avec au moins une réflexion sur un réflecteur optique, ledit trajet pouvant être établi ou interrompu sélectivement suivant la position angulaire du bouton-molette autour de l'axe A. 5 Grâce à ces dispositions, la fonction molette utilise les ressources du téléphone intelligent, le support et le bouton-molette, et peut fonctionner avec simplement une application logicielle, sans modification matérielle du téléphone intelligent ou de la tablette électronique. Ainsi, l'utilisateur peut, en tournant la molette, choisir un élément dans une liste ou régler un paramètre, en conjugaison avec un affichage correspondant 10 sur l'afficheur. Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'interruption sélective du trajet optique peut être obtenue grâce à une jupe à créneaux dans la molette ; ce qui s'avère une solution particulièrement simple, la 15 forme des créneaux étant obtenue de moulage plastique ; - Selon une réalisation, le trajet optique subit deux réflexions à 90°, la jupe étant cylindrique d'axe A et interposée sélectivement sur le trajet entre les deux réflexions ; ainsi on privilégie la direction normale au plan de l'écran, tant pour l'émission que pour la réception ; 20 - De préférence, le bouton-molette et le support n'ont aucun composant électronique, seulement une fonction optique ; de sorte que toute la fonctionnalité est supportée par le téléphone intelligent, sans modification matérielle de ce dernier ; - La source peut être un point ou une barre, de préférence de couleur blanche, de préférence sur une zone de bord de l'écran d'affichage la plus proche de la position de la caméra. Ainsi, la fonction émission de lumière est particulièrement simple, et empiète le moins possible sur l'écran d'affichage. - La détection du sens de rotation est réalisée avantageusement grâce à une analyse vidéo des images et à une détection de mouvement de front dans les images. On met ainsi à profit les capacités d'analyse de la caméra du téléphone intelligent ; - le système comprend avantageusement en outre une application logicielle pour la génération de la source lumineuse et le traitement vidéo des images reçues par la caméra ; - l'application logicielle procède avantageusement à une analyse des changements de niveaux et de leur fréquence pour déterminer le sens de rotation et l'amplitude/vitesse de déplacement en rotation du bouton-molette ; 3041494 3 - le bouton-molette peut comprendre en outre des crans ou un retour de force haptique sur la rotation. Ainsi on peut améliorer le « toucher » du bouton-molette par l'utilisateur ; - le support peut comprendre un muret circulaire ou partiellement circulaire qui 5 empêche la lumière extérieure de pénétrer dans une chambre sombre dans laquelle le trajet optique se trouve. On évite ainsi au système d'être pollué par une atmosphère lumineuse agressive telle que du soleil ou des néons ou autres sources lumineuses ; - le système peut comprendre en outre l'utilisation d'une commande vocale pour la 10 fonction validation après sélection d'un élément à valider par le bouton-molette. On combine ainsi la sélection par rotation et la validation par commande vocale. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, notamment en regard des dessins joints : 15 - la figure 1 représente en vue de face un téléphone intelligent placé dans un support équipé d'une molette pour former un système selon l'invention, selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 représente une vue en coupe de côté du système de la figure 1, 20 - la figure 3 est une vue de dessous de la molette dans le système de la figure 1, - la figure 4 est analogue à la figure 1 pour un second mode de réalisation, - la figure 5 représente une vue en coupe de côté du système de la figure 4, 25 - la figure 6 est une vue de dessous de la molette dans le système de la figure 4, - les figures 7 et 7A représentent un troisième mode de réalisation, - la figure 8 montre des chronogrammes illustrant le fonctionnement du dispositif, 30 - les figures 9A et 9B illustrent la détection du sens de rotation suivant analyse des images captées par la caméra. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente une vue de face du système proposé selon un premier 35 mode de réalisation. Le système proposé est basé sur l'utilisation d'un téléphone intelligent 1 existant utilisé habituellement par un conducteur de véhicule. Bien entendu, au lieu d'un téléphone intelligent, il peut s'agir également d'une tablette électronique 3041494 4 tactile, ou d'un autre appareil électronique analogue. Dans tous les cas, il s'agit d'un appareil électronique nomade équipé d'un écran d'affichage 10 sur la face dite « avant », et d'une caméra 6 dirigée vers l'avant qui est généralement complémentaire d'une caméra dirigée vers l'arrière. C'est la caméra avant 6 dont il va être question plus particulièrement 5 ci-après. L'écran 10 peut être bien sûr tactile, bien que cela ne soit pas essentiel dans le cadre de la présente invention. Selon le principe d'un appareil nomade, le conducteur du véhicule emmène avec lui le téléphone intelligent ou la tablette électronique lorsqu'il quitte le véhicule ; lorsqu'il y revient, il installe de nouveau le téléphone intelligent ou la tablette électronique 10 dans un support 2 prévu à cet effet. Le support 2 en question peut être analogue ou similaire aux supports bien connus dans les véhicules. Il peut comprendre un pied (non représenté) avec un système à ventouse ou à pince, et des mâchoires ou un logement pour tenir le téléphone intelligent. Selon la présente invention, le support comprend donc une zone de 15 réception 20 adaptée pour recevoir et maintenir le téléphone intelligent ou la tablette électronique, par des moyens mécaniques non détaillés ici car connus en soi. En outre, il est prévu une zone spécifique 21 dans ce support, cette zone spécifique étant équipée d'un bouton-molette 3. Le bouton-molette 3 est monté à rotation par rapport au support autour d'un 20 axe A. La zone spécifique 21 recouvre au moins partiellement une bordure 10A de l'écran du téléphone intelligent, de sorte qu'une partie de l'écran se retrouve en vis-à-vis de cette zone spécifique pour des raisons qui sont détaillées ci-après. Dans cette partie de l'écran 10, il est prévu de fournir dans l'affichage 10 une source lumineuse 5. Comme 25 on le verra plus loin, la zone spécifique 21 et la molette 3 peuvent être configurés pour s'adapter géométriquement à plusieurs types de téléphone intelligent/tablette électronique. La source lumineuse 5 est émise par l'écran 10 d'affichage et peut être un point, un trait ou une barre lumineuse, ou encore un autre type de forme de source. On 30 peut choisir de préférence la couleur blanche pour la source lumineuse. La source lumineuse sera de préférence agencée sur le bord 10A de l'écran 10 d'affichage, au plus proche de la position de la caméra 6. Lorsque le téléphone intelligent 1 est positionné dans la zone de réception 20 du support 2 (le cas échéant après adaptation géométrique au type de téléphone 35 intelligent présent), on obtient une disposition géométrique qui conduit à la définition, comme illustré à la figure 2, d'un trajet optique 7 entre la source lumineuse localisée 5 sur 3041494 5 l'afficheur et la caméra vidéo 6, le trajet optique comprenant une réflexion sur un réflecteur optique 31 agencé dans le bouton-molette 3. Dans ce premier mode de réalisation, on dispose une pluralité de pastilles réfléchissantes sur le dessous du bouton-molette 3, comme illustré à la figure 3 ; entre 5 les pastilles réfléchissantes, la surface intérieure du bouton-molette 3 est sombre et non réfléchissante ; et par conséquent, on définit un zone annulaire composée d'une succession alternée de zones sombres 32 et de pastilles réfléchissantes 31, cette zone annulaire se trouve généralement à un rayon de l'axe à mi-chemin entre la distance à l'axe de la source lumineuse 5 et la distance à l'axe de la caméra 6. 10 Ainsi, le trajet optique 7 peut être établi ou interrompu sélectivement suivant la position angulaire du bouton-molette 3 autour de l'axe A. Plus précisément, une partie du flux lumineux issu de la source lumineuse 5 et dirigée à 45° vers l'extérieur de l'écran 10 impacte la zone annulaire ou elle peut se réfléchir de 90° environ pour être dirigée vers la caméra 6. 15 Par conséquent, lorsqu'on tourne le bouton-molette 3 autour de l'axe A, il se produit une alternance de réception et de non-réception du faisceau lumineux au niveau de la caméra 6, suivant que le faisceau lumineux se réfléchit ou pas sur le dessous du bouton-molette 3. Le signal de l'éclairage total reçu sur la caméra est alors du type représenté à la figure 8. 20 On note que la molette peut tourner sans fin sur plus de 360°. Il peut y avoir 8 pastilles réfléchissantes sur la zone annulaire comme illustré à la figure 3 ; mais ce nombre peut être quelconque ; de préférence on choisira typiquement un nombre entre 4 et 12. En outre, il est possible de détecter le sens de rotation de la molette, par une 25 analyse relativement simple des images reçues sur la caméra. Pour cela, on détecte la position d'un front ou changement, c'est-à-dire que l'on discrimine si un changement arrive de la gauche ou de la droite dans la succession d'images. Un changement ou un front qui arrive par la gauche FG est illustré à la figure 9A et indique un sens de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre W1 (cf figure 3 et 8). De manière analogue, un 30 changement ou un front qui arrive par la droite FD est illustré à la figure 9B et indique un sens de rotation dans le sens trigonométrique W2. En outre, le système proposé par la présente invention comprend au moins une application logicielle pour la gestion de l'émission de la source lumineuse 5 et le traitement des images reçues sur la caméra 6. 35 Cette application logicielle, lorsqu'elle est active, provoque l'émission d'une tâche blanche dans une zone prévue à cet effet, de préférence en vis-à-vis de la position de la caméra 6 sur le bord de l'écran 10, et analyse simultanément les signaux de lumière 3041494 6 reçus sur la caméra 6. L'analyse des images inclut d'une part le niveau de lumière générale reçue sur la caméra 6 et d'autre part de façon plus fine l'analyse du mouvement de fronts comme explicité ci-dessus. En fonction des changements d'états et du sens de rotation détectés, l'application logicielle en déduit des tops/impulsions de rotation selon la 5 première direction W1 ou la seconde direction W2. Ainsi, grâce à la prise en compte de ces impulsions, l'application logicielle peut permettre à un utilisateur d'effectuer un réglage de paramètre avec un curseur, ou la sélection d'un élément dans une liste d'éléments à sélectionner (par exemple menu déroulant ou « popup » de choix). De plus, l'application logicielle peut utiliser en outre une commande vocale, ce 10 qui permet à l'utilisateur d'exprimer la validation de l'élément couramment sélectionné ou de la valeur courante d'un paramètre (par exemple en disant « OK »). Le fonctionnement est identique à celui déjà décrit pour le premier mode. Les figures 4 à 6 illustrent un second mode de réalisation, seuls les éléments qui diffèrent du premier mode sont décrits ci-après, les autres éléments qui sont 15 considérés comme identiques ou similaires ne seront pas décrits à nouveau (notamment le téléphone intelligent, la source lumineuse, la caméra, et le support analogue à celui déjà décrit). Le bouton-molette 3 diffère en ce qu'il peut avoir une taille plus réduite. Ce résultat est obtenu en définissant un trajet optique 7 dont une partie passe sensiblement 20 par l'axe de rotation A, c'est-à-dire une traversée diamétrale du bouton-molette 3. Le diamètre extérieur du bouton-molette 3 peut être juste supérieur à la distance qui sépare la position de la source lumineuse 5 de la position de la caméra 6. On forme les zones réfléchissantes sur une portion de cône d'ouverture à 45° ; le palier de l'articulation à rotation est agencé entre le trajet optique 7 et la surface 25 de l'écran 10. On note ici que le trajet optique 7 subit deux réflexions d'environ 90° chacune, entre la source 5 et la caméra 6, la configuration étant optimale en qualité d'émission réception (normale au plan de l'écran). Par exemple, pour obtenir les surfaces réfléchissantes, on prépare une bande 30 adhésive à pastilles réfléchissantes espacées, puis on colle cette bande sur une surface interne tronconique du bouton-molette 3. Les figures 7 et 7A illustrent un troisième mode de réalisation, seuls les éléments qui diffèrent du premier mode sont décrits ci-après, les autres éléments qui sont considérés comme identiques ou similaires ne seront pas décrits à nouveau (notamment 35 le téléphone intelligent 1, la source lumineuse 5, la caméra 6, et le support 2 analogue à celui déjà décrit). 3041494 7 Selon cette réalisation, on dispose deux guides optiques 9 sur une paroi fixe transparente 26 du support 2. Un premier guide optique 9 dévie le rayon incident émis par la source lumineuse de 90° en direction de l'axe A de rotation du bouton-molette 3. Le trajet optique 7 passe ensuite par un intervalle vide dans lequel se déplace une jupe 5 cylindrique du bouton-molette 3 munie de créneaux 34. Le trajet optique 7 passe ensuite dans le deuxième guide optique 9 qui dévie le faisceau lumineux vers la caméra 6, à nouveau d'un angle voisin de 90°. Dans ces conditions, le bouton-molette 3 peut être simplifié, il ne comporte aucun composant électronique et aucune fonction optique si ce n'est celle d'occulter le 10 trajet optique au moyen des créneaux 34 ; un tel bouton-molette 3 est très peu coûteux. Dans chaque mode, on peut prévoir des « crans » sur la rotation du bouton-molette 3, c'est-à-dire des points de passage avec une légère indexation mécanique, ceci forme un retour de force pour l'utilisateur qui tourne le bouton-molette 3. Dans chaque mode, la zone spécifique d'accueil 21 du bouton-molette 3 15 présente une possibilité de réglage mécanique, de manière à pouvoir s'adapter à plusieurs types de configuration géométrique de téléphone intelligent et de position de caméra avant sur le téléphone intelligent. En effet, la caméra avant peut être centrée sur le petit côté supérieur du rectangle ; elle peut être aussi positionnée de manière excentrée. Un système d'ajustement à clipsage ou à glissière permet de déplacer la zone 20 spécifique équipée de la molette en face de la caméra. Une application de configuration permet à l'utilisateur d'être guidé dans cet ajustement, avec éventuellement un balayage de position de la source lumineuse. L'application de configuration place par défaut la source lumineuse au plus près de la position de la caméra. On note aussi que le nombre de réflexions sur le trajet optique est au moins 25 égal à 1 et pourrait être supérieur à 2. REVENDICATIONS1. Système de type sélection à molette comprenant : - un téléphone intelligent ou une tablette électronique (1) comprenant une face avant équipée d'un afficheur (10) et d'une caméra vidéo (6), - un support (2) équipé d'un bouton-molette (3) monté à rotation d'axe A par rapport au support (2), et d'une zone de réception (20) adaptée pour recevoir et maintenir le téléphone intelligent ou la tablette électronique, et, lorsque le téléphone intelligent ou la tablette électronique est positionné(e) dans la zone de réception (20), - un trajet optique (7) entre une source lumineuse localisée (5) sur l'afficheur et la caméra vidéo (6), avec au moins une réflexion sur un réflecteur optique (31), ledit trajet optique (7) pouvant être établi ou interrompu sélectivement suivant la position angulaire du bouton-molette (3) autour de l'axe A. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel l'interruption sélective du trajet optique (7) est obtenue grâce à une jupe à créneaux (34) dans le bouton-molette (3). 3. Système selon la revendication 2, dans lequel le trajet optique (7) subit deux réflexions à 90°, la jupe à créneaux étant cylindrique d'axe A et interposée sélectivement sur le trajet entre les deux réflexions. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la source (5) est un point ou une barre, de préférence de couleur blanche, de préférence sur 20 une zone de bord de l'écran d'affichage la plus proche de la position de la caméra (6). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la détection du sens de rotation est réalisée grâce à une analyse vidéo des images et à une détection de mouvement de front dans les images. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en 25 outre une application logicielle pour la génération de la source lumineuse (5) et le traitement vidéo des images reçues par la caméra (6). 7. Système selon la revendication 6, dans lequel l'application logicielle procède à une analyse des changements de niveaux et de leur fréquence pour déterminer le sens de rotation et l'amplitude/vitesse de déplacement en rotation du bouton-molette (3). 30 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel bouton-molette (3) comprend en outre des crans ou un retour de force haptique sur la rotation. 3041494 9 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre l'utilisation d'une commande vocale pour la fonction validation après sélection d'un élément à valider par le bouton-molette (3).