FR2777367A1 - Pointing device for a portable computer. - Google Patents

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Abstract

The computer pointing device consists of two parallel rails, joined by a movable crossbar (8.6). A cursor (8.8) can be displaced along the crossbar (8.6) so as to be related to any xy coordinate along the axis of the crossbar. A control box in the form of a mouse housing transposes via an electrical and logic system the coordinates of the device to the computer screen.

Description

DESCRIPTIONDESCRIPTION

La présente invention concerne un dispositif de pointage pour ordinateurs portables essentiellement.  The present invention relates to a pointing device for essentially portable computers.

Traditionnellement, les ordinateurs portables utilisent l'un des trois systèmes de pointage suivants: La boule, la surface tactile (trackpad) et le mini levier (trackpoint). Il existe différentes variantes brevetées et jamais utilisées. Quelques idées originales ont en outre été imaginées, mais elles sont destinées à des usages très spécifiques tels que les chantiers. Malgré toutes ces tentatives, aucun de ces systèmes ne peut prétendre à la même universalité que la souris des ordinateurs de bureau laquelle réunit à peu près tous les avantages: Confort, précision, durée de vie, coût, entretien. Cela explique que dans la pratique, le dispositif du portable soit abandonné dès que le plan de travail le permet, notamment en raison de l'absence de confort et de précision. Sans prétendre égaler la souris des ordinateurs de bureau, l'invention résout l'essentiel de ces problèmes. En reprenant des principes connus et maîtrisés  Traditionally, laptops use one of the following three pointing systems: The ball, the touchpad (trackpad) and the mini lever (trackpoint). There are different patented variants that have never been used. Some original ideas have also been imagined, but they are intended for very specific uses such as construction sites. Despite all these attempts, none of these systems can claim the same universality as the desktop computer mouse which combines almost all the advantages: Comfort, precision, lifespan, cost, maintenance. This explains why in practice, the portable device is abandoned as soon as the work plan allows, in particular because of the lack of comfort and precision. Without claiming to match the desktop mouse, the invention solves most of these problems. By using known and mastered principles

pour transposer les coordonnées à l'écran, le dispositif bénéficie en outre d'une mise au point réduite.  to transpose the coordinates on the screen, the device also benefits from a reduced focus.

Le dispositif prend place en bas du clavier (13.1).  The device takes place at the bottom of the keyboard (13.1).

Ce dispositif comporte, selon une première caractéristique, un système de guidage (Fig. 1) composé de deux rails parallèles (1.1), joints par un axe mobile (1.2). Un dispositif (1.3) permet en outre le déplacement le long de cet axe, autorisant ainsi, toutes les combinaisons (X, Y) possibles. On peut choisir une glissière à billes pour l'axe et les rails compte tenu de la qualité de leur glissement et de  This device comprises, according to a first characteristic, a guide system (Fig. 1) composed of two parallel rails (1.1), joined by a movable axis (1.2). A device (1.3) also allows movement along this axis, thus authorizing all possible combinations (X, Y). We can choose a ball bearing for the axis and the rails taking into account the quality of their sliding and

leur faible coût.their low cost.

Il existe plusieurs variantes de cette première caractéristique: a) Quatre rails (2.1), deux à deux parallèles comportant deux axes mobiles (2.2) se croisant sur 2  There are several variants of this first characteristic: a) Four rails (2.1), two to two parallel comprising two movable axes (2.2) crossing over 2

niveaux (Fig.2).levels (Fig. 2).

b) Trois rails (3.1), dont deux parallèles comportant deux axes mobiles (3.2) se croisant (Fig. 3).  b) Three rails (3.1), two of which are parallel with two moving axes (3.2) crossing each other (Fig. 3).

c) Deux rails (4.1), disposés à angle droit comportant deux axes mobiles (4;2) se croisant (Fig.4).  c) Two rails (4.1), arranged at right angles comprising two movable axes (4; 2) intersecting (Fig. 4).

d) Un rail fixe (5.1), comportant un axe mobile (5.2) et sur ce dernier un curseur manuel (5.3) (Fig.5).  d) A fixed rail (5.1), comprising a movable axis (5.2) and on this latter a manual cursor (5.3) (Fig.5).

e) Un rail mobile autour de son axe (Fig. 6).  e) A movable rail around its axis (Fig. 6).

Il comporte, selon une deuxième caractéristique, un dispositif de commande, sous la forme d'un boîtier de souris, qui transpose les coordonnées du dispositif à l'écran via un système électrique et logiciel. A titre d'exemple, on peut utiliser un système de commande à ultra-sons, à ondes, à maillage avec une alimentation à l'intérieur du boîtier de commande. n nous semble qu'on peut néanmoins leur préférer la solution détaillée dans les schémas joints (Fig. 7 à 10). Une alimentation unique (8.1), 2 sorties pour la mesure (8.2), et une astuce de calcul suffisent pour extraire les coordonnées de X et de  According to a second characteristic, it comprises a control device, in the form of a mouse box, which transposes the coordinates of the device on the screen via an electrical and software system. For example, one can use an ultrasonic, wave, mesh control system with a power supply inside the control box. It seems to us that we can nevertheless prefer the solution detailed in the attached diagrams (Fig. 7 to 10). A single power supply (8.1), 2 outputs for measurement (8.2), and a calculation tip are sufficient to extract the coordinates of X and

Y ainsi que la position des 2 (éventuellement 3) boutons de souris.  Y as well as the position of the 2 (possibly 3) mouse buttons.

Pour mesurer Y, le rail de gauche est constitué de plastique (8.3) le long duquel on dépose une partie résitive d'un côté (8.4) suffisamment épaisse pour supporter environ 1 million de mouvements, et une partie conductrice (8.5) de type métallique de l'autre. Le contact électrique s'effectue par les billes (7.1) passant ainsi de la partie conductrice à la partie résistive via le curseur. Le rail étant alimenté à une extrémité sur la partie conductrice, on peut lire directement Y à l'autre extrémité du rail sur la 2 - partie résistive. On remarque que même en cas de multiplicité de billes l'électricité prend un chemin  To measure Y, the left rail is made of plastic (8.3) along which a resistive part is deposited on one side (8.4) thick enough to support around 1 million movements, and a conductive part (8.5) of metallic type the other. The electrical contact is made by the balls (7.1) thus passing from the conductive part to the resistive part via the cursor. The rail being supplied at one end on the conductive part, we can read directly Y at the other end of the rail on the 2 - resistive part. We notice that even in case of multiplicity of balls electricity takes a path

unique facilitant ainsi une mesure précise.  unique thus facilitating precise measurement.

Pour mesurer X et l'état des 2 boutons, l'axe mobile (8.6) est constitué également en plastique (8.3) avec d'un côté une partie en métal (8.5) et de l'autre une partie résistive (8.4). La partie en métal de l'axe mobile (8.6) est alimentée (en 5V dans notre exemple) grâce au curseur en métal des Y (8.7). Le curseur des X (8.8) est constitué de 2 parties en métal séparées par une lamelle plastique isolante. Un circuit résistif (8.9) est posé sur le curseur (8.8) afin de contrôler l'état des boutons. Il est alimenté par un côté du curseur (en 5V dans notre exemple) et transmet l'électricité à l'autre moitié du curseur par les billes (7.2) au 2 ème rail Y (8.10). Ce 2ème rail est 100% en métal. On peut lire ainsi sur le 2ème rail Y la valeur de l'axe X ainsi que la position des 2 boutons. Dans notre exemple, soient "0,5R" la valeur de la résistance électrique d'un rail entier et de l'axe mobile, "R" la résistance du bouton 1 (9.1) et "2R" la résistance du bouton 2 (9.2). On extrait l'état des boutons de la mesure de la résistance "r" entre l'alimentation 5 volts et la sortie X comme suit: Si 3R < r < 3,5R, alors aucun bouton n'est appuyé, x est proportionnel à (r - 3R) Si 2R < r < 2,5R, alors le bouton 1 est appuyé, x est proportionnel à (r - 2R) Si R < r < 1,5R, alors le bouton 2 est appuyé, x est proportionnel à (r - R)  To measure X and the state of the 2 buttons, the movable axis (8.6) is also made of plastic (8.3) with a metal part (8.5) on one side and a resistive part (8.4) on the other. The metal part of the movable axis (8.6) is supplied (in 5V in our example) thanks to the metal cursor of the Y (8.7). The X cursor (8.8) consists of 2 metal parts separated by an insulating plastic strip. A resistive circuit (8.9) is placed on the cursor (8.8) in order to control the state of the buttons. It is powered by one side of the cursor (in 5V in our example) and transmits electricity to the other half of the cursor by the balls (7.2) to the 2nd Y rail (8.10). This 2nd rail is 100% metal. We can thus read on the 2nd Y rail the value of the X axis as well as the position of the 2 buttons. In our example, let "0.5R" be the value of the electrical resistance of an entire rail and the movable axis, "R" the resistance of button 1 (9.1) and "2R" the resistance of button 2 (9.2 ). The state of the resistance measurement buttons "r" is extracted between the 5-volt supply and the output X as follows: If 3R <r <3.5R, then no button is pressed, x is proportional to (r - 3R) If 2R <r <2.5R, then button 1 is pressed, x is proportional to (r - 2R) If R <r <1.5R, then button 2 is pressed, x is proportional to (r - R)

Si 0 < r < 0,5R, alors les 2 boutons sont appuyés, x est proportionnel à r.  If 0 <r <0.5R, then the 2 buttons are pressed, x is proportional to r.

Soit " r' "la mesure de la résistance entre l'alimentation 5 volts et la sortie Y. Y est proportionnel à r'.  Let "r '" be the resistance measurement between the 5-volt supply and the output Y. Y is proportional to r'.

Un convertisseur analogique - numérique relié aux deux sorties (10.1 et 10.2) code l'information analogique en numérique et termine ainsi l'opération de mesure. La solution ci-dessus détaillée a plusieurs avantages: Simplicité de conception et de mise en oeuvre, consommation électrique très faible, précision, et un coût réduit. On peut dans une variante placer les boutons de commandes sur  An analog-to-digital converter connected to the two outputs (10.1 and 10.2) encodes the analog information into digital and thus ends the measurement operation. The above detailed solution has several advantages: Simplicity of design and implementation, very low power consumption, precision, and reduced cost. In a variant, you can place the command buttons on

l'ordinateur au lieu du boîtier de commande.  the computer instead of the control box.

Selon une troisième caractéristique (exclusive de la quatrième), le dispositif est fixé sur l'ordinateur lui-même. Pour limiter la hauteur, 2 rails peuvent être encastrés pour affleurer avec le niveau supérieur du plan de travail. Les rails peuvent aussi éventuellement être masqués par un cache protecteur moyennant une légère modification de la forme de(s) l'axe(s) mobile(s). L'axe se situe au-dessus du plan de travail. Dans ce cas, le couple (X,Y) est fixe par rapport à la souris et mobile par rapport à  According to a third characteristic (exclusive of the fourth), the device is fixed on the computer itself. To limit the height, 2 rails can be recessed to be flush with the upper level of the worktop. The rails can also possibly be masked by a protective cover by means of a slight modification of the shape of the movable axis (s). The axis is located above the work plane. In this case, the couple (X, Y) is fixed with respect to the mouse and mobile with respect to

l'ordinateur. C'est l'inverse, lorsque le dispositif est à l'intérieur du boîtier de commande.  the computer. It is the opposite, when the device is inside the control box.

Selon une quatrième caractéristique (exclusive de la précédente), le dispositif est fixé à l'intérieur du botier de commande. Cette solution nécessite de faire reposer le boîtier sur le plan de travail sous  According to a fourth characteristic (exclusive of the previous one), the device is fixed inside the control box. This solution requires placing the box on the work surface under

peine d'instabilité. Elle impose également une taille minimale au boîtier.  penalty of instability. It also imposes a minimum size on the case.

Selon une cinquième caractéristique, le dispositif de commande comporte un système de réinitialisation. A titre d'exemple, le boîtier de commande peut comporter un bouton. Un autre exemple, plus économique, consiste à sélectionner à l'écran une commande logicielle qui donne 2 secondes pour positionner la souris en position (0,0), période pendant laquelle le curseur et la souris ne sont plus coordonnés. La sixième caractéristique permet même d'envisager la suppression du  According to a fifth characteristic, the control device comprises a reset system. For example, the control unit may include a button. Another, more economical example, consists of selecting on the screen a software command which gives 2 seconds to position the mouse in position (0,0), period during which the cursor and the mouse are no longer coordinated. The sixth characteristic even makes it possible to envisage the elimination of the

système de réinitialisation.reset system.

-3- Selon une sixième caractéristique, pour limiter le recours à la réinitialisation, la zone totale exploitée par le dispositif est supérieure à la zone utile (fig. 11). Concrètement, il est prévu une zone non exploitée (11.1), située à la périphérie de la zone utile (11. 2) (cette zone utile correspond à l'aire totale de l'écran au rapport de pointage près). Si l'écran par exemple fait 600*800 pixels, le dispositif couvrira l'équivalent de 800*1000 pixels. On est ainsi toujours sûr d'atteindre l'une des extrémités de l'écran. Selon une septième caractéristique, optionnelle et dépendante de la troisième, un système de cache protecteur (Fig. 12 et 13) permet de masquer complètement le dispositif pour ne laisser apparent que le boîtier de commande. L'ensemble rail et axe mobile (12.1) est situé sous le plan de travail (12.2 et 13.2). Un élément rigide (12.3 et 13.4) placé autour et solidaire du curseur (12.4 et 13.5) est suffisamment grand pour recouvrir en permanence la zone exploitée (13.3) quelque soit la position du curseur. Cette solution, que certains trouveront plus esthétique est néanmoins plus encombrante que la solution sans cache protecteur. Selon un mode particulier de réalisation: - 2 rails (1.1) de type glissières surmontés de curseurs à billes (1.4), de 4 cm de longueur, de 5 mm de hauteur et de 8mm environ de largeur, sont disposés parallèlement à l'axe des Y, espacés de 5 cm, encastrés dans une rainure de sorte qu'ils affleurent avec le plan de travail, joints entre eux par un axe mobile (1.2) lui-même surmonté d'un curseur à billes (1.3). Un dispositif électrique et logiciel tel que celui détaillé dans la caractéristique 2 (Fig. 7 à 10), transpose les coordonnées (X,Y) à l'écran. Le dispositif de commande comporte 2 boutons plus un système de réinitialisation par commande  -3- According to a sixth characteristic, to limit the recourse to reinitialization, the total area used by the device is greater than the useful area (fig. 11). Concretely, an unused area (11.1) is provided, located at the periphery of the useful area (11. 2) (this useful area corresponds to the total area of the screen to the nearest pointing ratio). If the screen for example is 600 * 800 pixels, the device will cover the equivalent of 800 * 1000 pixels. We are thus always sure to reach one end of the screen. According to a seventh characteristic, optional and dependent on the third, a protective cover system (Figs. 12 and 13) makes it possible to completely hide the device, leaving only the control unit visible. The rail and movable axis assembly (12.1) is located under the work surface (12.2 and 13.2). A rigid element (12.3 and 13.4) placed around and integral with the cursor (12.4 and 13.5) is large enough to permanently cover the exploited area (13.3) whatever the position of the cursor. This solution, which some will find more aesthetic is nevertheless more cumbersome than the solution without protective cover. According to a particular embodiment: - 2 rails (1.1) of the slide type surmounted by ball sliders (1.4), 4 cm in length, 5 mm in height and approximately 8 mm in width, are arranged parallel to the axis Y, spaced 5 cm apart, embedded in a groove so that they are flush with the work surface, joined together by a movable axis (1.2) itself surmounted by a ball cursor (1.3). An electrical and software device such as that detailed in characteristic 2 (Fig. 7 to 10), transposes the coordinates (X, Y) on the screen. The control device has 2 buttons plus a reset system by command

logicielle. La zone utile est inférieure à la zone exploitée par le dispositif (Fig. 1 1).  software. The useful area is less than the area used by the device (Fig. 1 1).

-4--4-

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de pointage caractérisé en ce qu'il comporte au moins un rail (5.1) muni d'un axe  1. Pointing device characterized in that it comprises at least one rail (5.1) provided with an axis mobile (5.2).mobile (5.2). 2. Dispositif de pointage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux rails parallèles (1.4) joints par un axe mobile (1. 2) lui-même surmonté d'un curseur mobile (1.3)  2. Pointing device according to claim 1, characterized in that it comprises two parallel rails (1.4) joined by a movable axis (1.2) itself surmounted by a movable cursor (1.3) (Fig. 1).(Fig. 1). 3. Dispositif de pointage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte quatre rails  3. Pointing device according to claim 1, characterized in that it comprises four rails (2.1), deux à deux parallèles comportant deux axes mobiles (2.2) se croisant (Fig. 2).  (2.1), two to two parallels comprising two moving axes (2.2) crossing each other (Fig. 2). 4. Dispositif de pointage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois rails  4. Pointing device according to claim 1, characterized in that it comprises three rails (3.1), dont deux parallèles comportant deux axes mobiles (3.2) se croisant (Fig. 3).  (3.1), two of which are parallel with two moving axes (3.2) crossing each other (Fig. 3). 5. Dispositif de pointage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux rails  5. Pointing device according to claim 1, characterized in that it comprises two rails (4.1), disposés à angle droit comportant deux axes mobiles (4.2) se croisant (Fig. 4).  (4.1), arranged at right angles with two moving axes (4.2) crossing each other (Fig. 4). 6. Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce,  6. Pointing device according to any one of the preceding claims, characterized in, qu'un dispositif de commande sous la forme d'un boîtier formant souris transpose via un  that a control device in the form of a mouse box transposes via a système électrique et logiciel, les coordonnées du dispositif à l'écran (Fig. 7 à 10).  electrical system and software, the coordinates of the device on the screen (Fig. 7 to 10). 7. Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le  7. Pointing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the dispositif est fixé sur l'ordinateur.  device is attached to the computer. 8. Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le  8. Pointing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the dispositif est fixé à l'intérieur d'un boîtier de commande.  device is fixed inside a control box. 9. Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le  9. Pointing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the dispositif comporte un système de réinitialisation.  device has a reset system. lO. Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la  lO. Pointing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the zone utile (11.2) est inférieure à la zone exploitée (11.1 + 11.2) par le dispositif (Fig. 1 1).  useful area (11.2) is less than the area used (11.1 + 11.2) by the device (Fig. 1 1). 1l1.Dispositif de pointage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il  111.A pointing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comporte des moyens pour masquer les rails et l'axe. (Fig. 12 et 13)  comprises means for masking the rails and the axis. (Fig. 12 and 13)
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