Brevet FR3132154A1 — publié le 20230728

Interface utilisateur à dispositif de détection optique de la présence et de la position d’un objet (2) dans une zone de détection (3), comportant : – un moyen d’éclairage (7) de la zone de détection (3) ; – une barre de détection linéaire (5), orientée vers la zone de détection (3), et comportant une ligne de photocapteurs (6) adaptés à mesurer l’intensité lumineuse de la lumière émise par le moyen d’éclairage (7), la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6) étant pondérée en fonction de la position du photocapteur (6) le long de la ligne de photocapteurs (6). Figure pour l’abrégé : Fig.1 Interface utilisateur à dispositif de détection optique L’invention concerne le domaine des interfaces permettant notamment à un utilisateur d’interagir avec une machine. L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs permettant de détecter les instructions ou indications exprimées physiquement par un utilisateur. ART ANTÉRIEUR De nombreuses interfaces permettent à un utilisateur d’interagir avec une machine tel qu’un ordinateur. Parmi les plus courantes, les claviers permettent de saisir du texte en pressant des touches physiques. De même les souris permettent de contrôler le mouvement d’un pointeur à l’écran par le mouvement physique de la souris. Les interfaces utilisateur sont en passe de se développer de manière importante, notamment pour suivre l’évolution du matériel informatique et des logiciels. L’une des directions de ces développements est la détection des indications d’un utilisateur par l’interprétation directe de ses mouvements, sans qu’il se saisisse d’un élément physique. L’invention a pour but d’améliorer les interfaces utilisateur de l’art antérieur. À cet effet, l’invention vise une interface utilisateur à dispositif de détection optique de la présence et de la position d’un objet dans une zone de détection, cette interface comportant : – un moyen d’éclairage de la zone de détection ; – une barre de détection linéaire, orientée vers la zone de détection, et comportant une ligne de photocapteurs adaptés à mesurer l’intensité lumineuse de la lumière émise par le moyen d’éclairage, la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur étant pondérée en fonction de la position du photocapteur le long de la ligne de photocapteurs. L’interface utilisateur selon l’invention permet de détecter la présence et la position d’un objet tel qu’un doigt de l’utilisateur, sa main, ou une autre partie du corps, sans nécessiter aucun dispositif physique, tactile, ou camera. La détection de position se fait de manière absolue, et avec une grande précision. Le dispositif selon l’invention peut être utilisé dans tout environnement, en réduisant au minimum l’équipement physique nécessaire, et de manière plus intuitive pour l’utilisateur. La détection de position se fait sans contact, de manière non sensible aux perturbations électromagnétiques, et sans générer de perturbations électromagnétiques. La détection optique présente les avantages attendus dans le cadre des technologies optiques de détection de position : fiabilité, simplicité, compatibilité électromagnétique. Le dispositif de détection optique selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : – la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur est pondérée de sorte que la sensibilité lumineuse des photocapteurs augmente avec la position ordinale des photocapteurs le long de la ligne de photocapteurs ; – la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur est pondérée par application d’un coefficient de pondération au signal de sortie de chaque photocapteur ; – les photocapteurs présentent chacun un cône de sensibilité définissant les angles dans lesquels le photocapteur parvient à capter un rayonnement lumineux, les photocapteurs ayant des cônes de sensibilité qui se recouvrent ; – le taux de recouvrement des cônes de sensibilité des photocapteurs est d’au moins 15 %; – l’interface est adaptée à déterminer la position dudit objet à partir de la somme des valeurs pondérées des signaux de sortie de chaque photocapteur ; – la sensibilité lumineuse des photocapteurs est pondérée selon au moins deux pondérations en parallèle : une première pondération considérant tous les photocapteurs, et une deuxième pondération ne considérant qu’une portion des photocapteurs ; – selon la deuxième pondération, la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur, qui est considéré selon la deuxième pondération, est pondérée de sorte que la sensibilité lumineuse de ces photocapteurs augmente avec la position ordinale de ces photocapteurs le long de la ligne de photocapteurs ; – la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur est pondérée, selon la deuxième pondération, par application d’un coefficient de pondération au signal de sortie de chaque photocapteur ; – l’interface est adaptée à déterminer la position dudit objet à partir de la somme des valeurs pondérées des signaux de sortie de chaque photocapteur, selon la première pondération ou la deuxième pondération, en fonction de la distance entre ledit objet et la barre de détection linéaire ; – la somme des valeurs pondérée est divisée par une moyenne de la somme des valeurs pondérées selon la première pondération et de la somme des valeurs pondérées selon la deuxième pondération ; – l’interface comporte un capteur de distance additionnel adapté à déterminer la distance entre ledit objet et la barre de détection linéaire ; – les photocapteurs sont régulièrement répartis le long de la ligne de photocapteurs selon un pas p, la deuxième pondération considérant uniquement les photocapteurs selon un pas 2p ; – l’interface comporte un module de commande qui comprend un premier élément de calcul adapté à calculer la somme des valeurs d’intensités lumineuses détectées par les photocapteurs, en appliquant à chacun un coefficient de pondération ; – le module de commande comprend un deuxième élément de calcul adapté à calculer la somme des valeurs d’intensités lumineuses détectées par les photocapteurs considérés selon la deuxième pondération, en appliquant à chacun un coefficient de pondération ; – le moyen d’éclairage comporte une pluralité d’émetteurs lumineux insérés de manière régulière entre les photocapteurs et orientés vers la zone de détection ; – les émetteurs lumineux présentent chacun un cône de luminosité définissant les angles dans lesquels l’émetteur lumineux émet un rayonnement lumineux, les émetteurs lumineux ayant des cônes de luminosité qui se recouvrent ; – le moyen d’éclairage est adapté à scintiller à une fréquence, et les signaux de sortie de chaque photocapteur sont démodulés à cette même fréquence. PRÉSENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels : – la est une illustration schématique d’un dispositif de détection optique selon l’invention ; – la , la , la , la , et la sont des graphiques illustrant le traitement du signal permettant la détection optique ; – la est une vue illustrative des paramètres en jeu dans la détection optique. Les éléments similaires et communs aux divers modes de réalisation portent les mêmes numéros de renvoi aux figures. Interface utilisateur à dispositif de détection optique de la présence et de la position d’un objet (2) dans une zone de détection (3), caractérisée en ce qu’elle comporte : – un moyen d’éclairage (7) de la zone de détection (3) ; – une barre de détection linéaire (5), orientée vers la zone de détection (3), et comportant une ligne de photocapteurs (6) adaptés à mesurer l’intensité lumineuse de la lumière émise par le moyen d’éclairage (7), la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6) étant pondérée en fonction de la position du photocapteur (6) le long de la ligne de photocapteurs (6). Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6) est pondérée de sorte que la sensibilité lumineuse des photocapteurs (6) augmente avec la position ordinale des photocapteurs (6) le long de la ligne de photocapteurs (6). Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6) est pondérée par application d’un coefficient de pondération au signal de sortie de chaque photocapteur (6). Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les photocapteurs (6) présentent chacun un cône de sensibilité définissant les angles dans lesquels le photocapteur (6) parvient à capter un rayonnement lumineux, les photocapteurs (6) ayant des cônes de sensibilité qui se recouvrent. Interface selon la revendication 4, caractérisée en ce que le taux de recouvrement des cônes de sensibilité des photocapteurs (6) est d’au moins 15 %. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est adaptée à déterminer la position dudit objet (2) à partir de la somme des valeurs pondérées des signaux de sortie de chaque photocapteur (6). Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la sensibilité lumineuse des photocapteurs (6) est pondérée selon au moins deux pondérations en parallèle : une première pondération considérant tous les photocapteurs (6), et une deuxième pondération ne considérant qu’une portion des photocapteurs (6). Interface selon la revendication 7, caractérisée en ce que, selon la deuxième pondération, la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6), qui est considéré selon la deuxième pondération, est pondérée de sorte que la sensibilité lumineuse de ces photocapteurs (6) augmente avec la position ordinale de ces photocapteurs (6) le long de la ligne de photocapteurs (6). Interface selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la sensibilité lumineuse de chaque photocapteur (6) est pondérée, selon la deuxième pondération, par application d’un coefficient de pondération au signal de sortie de chaque photocapteur (6). Interface selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que qu’elle est adaptée à déterminer la position dudit objet (2) à partir de la somme des valeurs pondérées (S 1 , S 2 ) des signaux de sortie de chaque photocapteur (6), selon la première pondération ou la deuxième pondération, en fonction de la distance entre ledit objet (2) et la barre de détection linéaire (5). Interface selon la revendication 10, caractérisée en ce que la somme des valeurs pondérée est divisée par une moyenne de la somme des valeurs pondérées selon la première pondération et de la somme des valeurs pondérées selon la deuxième pondération. Interface selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce qu’elle comporte un capteur de distance additionnel adapté à déterminer la distance entre ledit objet et la barre de détection linéaire (5). Interface selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que les photocapteurs (6) sont régulièrement répartis le long de la ligne de photocapteurs (6) selon un pas p, la deuxième pondération considérant uniquement les photocapteurs (6) selon un pas 2p. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un module de commande (8) qui comprend un premier élément de calcul (9) adapté à calculer la somme (S 1 ) des valeurs d’intensités lumineuses détectées par les photocapteurs (6), en appliquant à chacun un coefficient de pondération. Interface selon la revendication 14 lorsqu’elle dépend de la revendication 7, caractérisée en ce que le module de commande (8) comprend un deuxième élément de calcul (10) adapté à calculer la somme (S 2 ) des valeurs d’intensités lumineuses détectées par les photocapteurs (6) considérés selon la deuxième pondération, en appliquant à chacun un coefficient de pondération. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d’éclairage (7) comporte une pluralité d’émetteurs lumineux insérés de manière régulière entre les photocapteurs (6) et orientés vers la zone de détection. Interface selon la revendication 16, caractérisée en ce que les émetteurs lumineux présentent chacun un cône de luminosité définissant les angles dans lesquels l’émetteur lumineux émet un rayonnement lumineux, les émetteurs lumineux ayant des cônes de luminosité qui se recouvrent. Interface selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d’éclairage (7) est adapté à scintiller à une fréquence, et en ce que les signaux de sortie de chaque photocapteur (6) sont démodulés à cette même fréquence.