Brevet FR3051265A1 — publié le 20171117

L'invention concerne une interface d'acquisition. Plus précisément l'invention se rapporte à une interface de pointage utilisant les ondes acoustiques dans la bande des ultrasons. On sait que le contrôle d'appareils électroniques nécessite une ou plusieurs interfaces d'acquisitions. Il est connu d'utiliser des écrans capacitifs ou résistifs ou des écrans dans lesquels se propagent des ondes mécaniques ou dont la surface est balayée par des lasers. Il est également connu d'utiliser une interface d'acquisition infrarouge. Bien que donnant satisfaction ces systèmes présentent des inconvénients. Effectivement les films capacitifs ou résistifs et les surface dans lesquelles se propagent des ondes mécaniques ne peuvent pas être déplacés car ils doivent être fixés à l'écran. Les systèmes fonctionnant par infrarouge impliquent l'exécution d'un algorithme complexe de reconnaissance d'image gourmand en ressources. Les systèmes laser manquent de précision car le rapport volume du dispositif/précision est très inférieur à la plupart des autres systèmes. La présente invention vise à réduire ces inconvénients. A cette fin, le procédé qu'elle concerne consiste en l'utilisation d'au moins trois récepteurs et/ou émetteurs sensibles ou émettant des ondes acoustiques dans la bande des ultrasons (dont la fréquence est comprise entre 20 000 et 10 000 000 Hertz). Ceci pour permettre l'utilisation d'interface de pointage précise, peu volumineuse et dont les ressources nécessaires au traitement sont limitées dans des systèmes où par exemple la taille de l'écran est modulable. Le dispositif se compose d'au minimum 4 éléments : Un dispositif de traitement et au moins 3 systèmes à ultrasons (récepteurs ou émetteurs). Les fréquences des ultrasons émis par le ou les émetteurs et celle à laquelle ou auxquelles est ou sont sensibles le ou les récepteurs doit ou doivent être choisie(s) de façons à permettre la détermination du ou des temps mis par la ou les ondes ultrasoniques pour effectuer les trajets entre émetteur(s) et récepteur(s). Le ou les émetteurs émettent des ondes ultrasoniques focalisés en deux dimensions dans l'air. C'est-à-dire des ondes dont la focalisation est une ligne en non un point (Fig.1). 1 3051265 Le ou les émetteurs sont positionnés pour permettre aux ondes acoustiques focalisées de ne pas être en contact avec l'écran en tous points pour lesquels le dispositif doit pouvoir détecter un ou plusieurs doigts. La méthode permettant de déterminer la position d'un ou plusieurs doigts par rapport à l'origine de l'écran consiste à déterminer le temps que mettent une ou plusieurs ondes acoustiques émises par un ou plusieurs émetteurs à être reçues par un ou plusieurs récepteurs après avoir été déviées par un ou plusieurs doigts. En prenant en compte la vitesse de l'onde et la position du ou des émetteurs et du ou des récepteurs l'on peut déterminer la position du ou des doigts par rapport au dispositif et donc par rapport à l'origine de l'écran connaissant la position du dispositif par rapport à l'origine de l'écran. La ou les fréquences et l'intensité ou les intensités des ondes ultrasoniques sont choisies en fonction de : - La taille de la surface à rendre tactile - L'autonomie souhaitée du système associé au dispositif - La distance minimale souhaitée entre un doigt et le dispositif pour que le doigt soit détecté Dans un mode de réalisation préféré (Fig. 2), le dispositif se compose de 2 récepteurs R1 (1) et R2 (2) et d'un émetteur E (3) à ultrasons. Les 3 éléments (1)(2)(3) sont alignés sur l'axe X (11) du repère cartésien en deux dimensions. L'émetteur (3) est positionné de manière à être à la même distance d'un récepteur (1) que d'un autre (2). L'axe Y (12) du repère est orienté dans le sens de la propagation de l'onde acoustique lors de son émission. Un capteur de température (4) est relié à un circuit FPGA (5) et permet d'affiner l'estimation de la vitesse de propagation de l'onde acoustique (13). Le circuit FPGA (5) effectue les calculs (6) et envoie la position du doigt de l'utilisateur (7) à un processeur (8). Le processeur (8) interprète la position du doigt (7) comme il le ferait si la position était obtenue d'un écran capacitif ou résistif. Un écran (9) est positionné de manière à que l'origine du repère (10) soit confondue au bord inférieur gauche de l'écran (9). L'émetteur (3) est positionné de manière à être à égale distance du bord doit que du bord gauche de l'écran (9). L'émetteur E (3) émet une onde à une date to. Cet onde est reçu par un premier récepteur R1 (1) à une date t1 et par un deuxième récepteur R2 (2) à une date t2. La vitesse de l'onde est notée v. Le temps que l'onde a mis pour aller de E (3) à R1 (1) est Ott = t1 - to. Le temps que l'onde a mis pour aller de E (3) à R2 (2) est Ott = t2 - to. 2 3051265 La distance parcourue par l'onde pour aller de E (3) à R1 (1) est D1 = y * At, La distance parcourue par l'onde pour aller de E (3) à R2 (2) est D2 = y * Ott Si l'on note A, B respectivement la distance entre R1 (1) et le doigt de position O(x,y) (7) et la distance entre R2 (2) et ce même doigt (4) et que l'on note dl et d2 les distance entre R1 (1) et E (3) et entre R2 (2) et E (3) : W= Di * d2 + Dq * di - clî * d2 - dj *d1 2 *Di * d2 + 2 *D2 *d1 A = D1 - W et B = D2 - W . On obtient O(x,y) (7) en calculant la position des deux intersections de deux cercles respectivement de rayon A et B et de centre R1 (1) et R2 (2). La position du doigt (7) est l'une des deux intersections et est aisément identifiable en fonction du système de cordonnées choisi et de la position de E (3), R1 (1) et R2 (2) dans ce système de coordonnées. REVENDICATIONS1. Dispositif caractérisé en ce que ledit dispositif est une interface de pointage composée d'un système de traitement des données et d'une composition d'émetteur(s) et récepteur(s) qui émettent et ou reçoivent des ondes acoustiques dans la bande des ultrasons 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit système de traitement des données soit associé à un capteur de température 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le nombre des dits émetteurs soit supérieur ou égal à 1, le nombre des dits récepteurs soit supérieur ou égal à 1 et la somme du nombre des dits émetteur(s) et des dits récepteur(s) de position spatiale non-confondu soit supérieur ou égal à 2. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que lesdits émetteurs émettent lesdites ondes ultrasoniques de façon focalisée. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite focalisation ne soit pas un unique point de focalisation. 4