FR2880701A1 - Crayon optique ayant un trajet de la lumiere coaxial par rapport a sa pointe de crayon. - Google Patents
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Abstract
Le crayon optique comprend une tige, une pointe de crayon, une source lumineuse et un capteur optique. La tige s'étend sur une longueur prédéterminée le long d'une direction axiale. La pointe du crayon est disposée à une extrémité de la tige et située dans la même direction axiale. La source lumineuse produit de la lumière qui illumine une surface près de la pointe du crayon pour générer une lumière d'imagerie réfléchie se propageant le long d'un trajet de la lumière. Le trajet de la lumière a au moins une partie proche de la pointe du crayon qui coïncide avec ladite direction axiale. Le capteur optique est disposé dans le trajet de la lumière afin de recevoir la lumière d'imagerie et de la convertir en signaux électriques. Du fait que le trajet de la lumière qui capture la lumière d'imagerie en provenance du crayon optique est coaxial par rapport à la pointe du crayon, lorsque le crayon optique est utilisé pour écrire, la vitesse, la direction et la distance de déplacement d'images capturées par le capteur optique sont identiques à celles de la pointe du crayon.
Description
2880701 Crayon optique ayant un trajet de la lumière coaxial par rapport à
sa
pointe de crayon DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe de crayon, en particulier un type de crayon optique qui intègre les fonctions de souris optique et de reconnaissance de l'écriture manuscrite, dans lequel le trajet de la lumière d'imagerie capturée est coaxial par rapport à la pointe du crayon.
DESCRIPTION DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Pour des dispositifs d'information électronique tels que les ordinateurs de bureau ou les portatifs légers, les assistants numériques personnels (PDA) et les téléphones intelligents qui nécessitent des entrées massives de données, un dispositif d'entrée d'écriture manuscrite est sans aucun doute une alternative pratique à la souris et au clavier.
Les dispositifs d'entrée d'écriture manuscrite actuellement connus peuvent être classés en trois types; l'un doit être utilisé avec un écran tactile détecteur de pression, un autre utilise un tableau numérique à détection électromagnétique, et un troisième utilise un crayon optique. Le crayon optique est le dispositif d'entrée d'écriture manuscrite le plus apprécié à l'heure actuelle en raison de son coût relativement faible et de son aptitude à écrire sur n'importe quelle surface.
La figure 1 est une vue schématique du crayon optique conventionnel 10, qui est essentiellement une souris optique en forme de crayon. La tige du crayon 11 permet aux utilisateurs de tenir facilement le crayon pendant qu'ils écrivent tandis que la source lumineuse 12 et le capteur optique 13 disposés au bas du corps 11 peuvent capturer l'image reflétée dans une petite zone 16 sur une surface distante 15 parcourue par le crayon et proche de la pointe du crayon 14. Lorsque le crayon optique 10 se déplace, les i images capturées vont subir des modifications continues et directionnelles, à partir desquelles les directions et la vitesse de déplacement du crayon optique 10 sont détectées. En transmettant de telles informations à un dispositif d'information électronique connecté au crayon optique 10 pour traitement, l'entrée d'écriture manuscrite est réalisée.
Cependant, le crayon optique conventionnel 10 tel que représenté à la figure 1 présente un inconvénient apparent. La figure 2A et la figure 2B décrivent respectivement la position relative du trajet de la lumière du crayon optique 10 de la figure 1 par rapport à la pointe du crayon 14, et la position de la pointe du crayon 14 par rapport à des images de la petite zone 16 capturées par le capteur optique 13 lorsque le crayon optique 10 se déplace. Compte tenu du fait que la direction axiale 17 de la pointe de crayon 14 du crayon optique conventionnel 10 n'est pas la même que (c'est à dire qu'elle ne coïncide pas avec) celle du trajet de la lumière 18 d'images capturées par le capteur optique 13 (c'est-à-dire le trajet de propagation de la lumière), il existe un écart d entre la pointe du crayon 14 et les images de la petite zone 16 capturées par le capteur optique 13. Lorsque l'utilisateur du crayon optique 10 écrit, le crayon optique 10 génère un mouvement de rotation (comme représenté à la figure 2B), pendant lequel la vitesse, la direction et la distance de déplacement d'images capturées par le capteur optique 13 sont différentes de celles de la pointe du crayon 14. En conséquence, la pointe du crayon 14 se déplace en ligne droite, tandis que les images de la petite zone 16 capturées par le capteur optique 13 se déplacent le long d'un arc incurvé. Lorsque le crayon décrit des courbes (c'est-à-dire n'écrit pas en ligne droite), les images textuelles ou graphiques capturées par le capteur optique 13 ont tendance à se déformer ou aboutissent à des lignes discontinues. Un tel inconvénient nécessite une amélioration.
EXPOSE DE L'INVENTION Le but premier de la présente invention est donc de proposer un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe, de telle façon que la vitesse, la direction et la distance de déplacement d'images capturées par un capteur optique lorsque le crayon écrit soient identiques à celles de la pointe du crayon.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe, qui intègre les fonctions de souris optique et de reconnaissance de l'écriture manuscrite dans lequel le trajet de la lumière d'imagerie capturée par le crayon optique soit coaxial par rapport à la pointe du crayon.
Un autre objet encore de la présente invention est de proposer un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe, où la lumière provenant de la source lumineuse soit guidée en direction du voisinage de la pointe du crayon par l'intermédiaire de l'agencement d'un guide-lumière, et en évidant la pointe du crayon, la lumière d'imagerie réfléchie à proximité de la pointe du crayon pénètre dans la pointe par un espace évidé de telle façon que le trajet de la lumière d'imagerie capturée par le crayon optique devienne coaxial par rapport à la pointe du crayon.
Pour réaliser les objets ci-dessus mentionnés, le crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon la présente invention comprend une tige, une pointe de crayon, une source lumineuse et un capteur optique. La tige s'étend sur une longueur prédéterminée le long d'une direction axiale. La pointe est disposée à une extrémité de la tige et est située dans la même direction axiale. La source lumineuse produit un faisceau qui illumine une surface distante près de la pointe du crayon pour générer une lumière d'imagerie réfléchie. Ladite lumière d'imagerie se propage le long d'un trajet de la lumière à l'intérieur de la pointe du crayon et ledit trajet de la lumière a au moins une partie qui coïncide avec ladite direction axiale. Le capteur optique est disposé dans le trajet de la lumière afin de recevoir la lumière d'imagerie et de la convertir en signaux électriques.
Ces objets et d'autres objets de l'invention revendiquée apparaîtront clairement aux personnes du métier à la lecture de la description détaillée suivante du mode de réalisation préféré qui est illustré dans les divers figures et dessins.
2880701 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS,
Les détails de la présente invention seront plus facilement compris d'après une description détaillée des modes de réalisation préférés prise 5 conjointement avec les figures suivantes.
La figure 1 est une vue schématique d'un crayon optique conventionnel.
La figure 2A est une vue schématique de la position du trajet de la lumière du crayon optique conventionnel tel que représenté à la figure 1 par rapport à la pointe du crayon.
La figure 2B est une vue schématique de la position de la pointe de crayon du crayon optique conventionnel tel que représenté à la figure 1 par rapport à des images capturées par le capteur optique lorsque le crayon optique décrit des courbes et se déplace.
La figure 3 est une vue schématique du premier mode de réalisation 15 préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
La figure 4A est une vue schématique de la position du trajet de la lumière du crayon optique selon l'invention par rapport à la pointe du crayon.
La figure 4B est une vue schématique de la position de la pointe de crayon du crayon optique selon l'invention par rapport à des images capturées par le capteur optique lorsque le crayon optique décrit des courbes et se déplace.
La figure 5 est une vue schématique du second mode de réalisation 25 préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
La figure 6 est une vue schématique du troisième mode de réalisation préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
La figure 7 est une vue schématique du quatrième mode de réalisation préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
La figure 8 est une vue schématique du cinquième mode de réalisation 5 préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
La figure 9 est une vue schématique du sixième mode de réalisation préféré d'un crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
On se référera à la figure 3, à la figure 4A et à la figure 4B qui représentent respectivement une vue schématique du premier mode de réalisation préféré d'un crayon optique 50 présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon l'invention, la vue schématique de la position du trajet de la lumière du crayon optique par rapport à sa pointe et la position de la pointe du crayon par rapport à des images capturées par le capteur optique lorsque le crayon optique se déplace.
Le premier mode de réalisation préféré d'un crayon optique 50 tel que représenté à la figure 3 comprend une tige 51, une pointe de crayon 52, une source lumineuse 53, une lentille 55, un capteur optique 56 et un guide-lumière 57.
La tige 51 constitue le corps du crayon optique 50 destiné à loger ses pièces. Dans ce mode de réalisation, la tige 51 a la forme d'une baguette longue et étroite qui s'étend généralement sur une longueur prédéterminée le long d'une direction axiale 62.
La pointe du crayon 52 est disposée à une extrémité inférieure de la tige 51 et située dans la même direction axiale 62. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la tige 51 et la pointe 52 ont la même direction axiale 62.
L'extrémité du guide-lumière 57, vers le bas, constitue la pointe du crayon 52. Le guide-lumière 57 est réalisé dans un matériau de guidage de la lumière, l'extrémité supérieure étant près de la source lumineuse 53 et l'autre extrémité près de la pointe du crayon 52 et agencée avec un plan conique incliné 571. Le plan conique incliné 571 peut former un plan réfléchissant, par exemple en déposant une couche de matériau de réflexion optique sur la surface externe ou simplement en installant le guide-lumière 57 sous un angle approprié de telle sorte que sa source lumineuse intérieure soit déviée par le plan conique incliné 571. Ainsi, la lumière produite par la source lumineuse 53 pénètre dans le guidelumière 57 et est guidée par lui. C'est-à- dire que la lumière subit de multiples réflexions à l'intérieur du guide-lumière 57 et se propage vers l'avant le long de l'extension du guide-lumière 57 et, finalement, est réfléchie par le plan conique incliné 571 avant de sortir par l'extrémité de la pointe du crayon 52. Avec l'installation d'un guide-lumière 57, la lumière produite par la source lumineuse 53 peut être guidée vers et converger sur une zone 631 d'une surface distante 63 proche de la pointe du crayon 52 afin de réaliser la convergence des rayons.
La source lumineuse 53 produit de la lumière destinée à illuminer une surface distante proche de la pointe du crayon 52 afin d'obtenir une lumière d'imagerie réfléchie dans une petite zone 631 de la surface distante 63.
L'itinéraire parcouru par la lumière d'imagerie réfléchie peut être défini comme un trajet de lumière 64. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 53 peut être une diode électroluminescente (LED) ou une ampoule microminiaturisée de lampe au tungstène conventionnelle. Le trajet de la lumière d'imagerie réfléchie 64 est coaxial par rapport à la direction axiale 62 de la pointe du crayon 52 (c'est-à-dire coïncide avec elle).
La lentille 55 est agencée en avant du capteur optique 56, et peut être une seule lentille ou un jeu de lentilles servant à faire converger la lumière d'imagerie et à former des images sur le capteur optique 56. Le capteur optique 56 sert à recevoir la lumière d'imagerie au voisinage de la pointe du crayon 52 et à la convertir en un signal électrique. Dans ce mode de réalisation, le capteur optique 56 est un capteur CMOS ou un capteur à couplage de charges (CCD).
Grâce à la conception décrite ci-dessus, le trajet parcouru par la lumière d'imagerie réfléchie du crayon optique 50 (c'est-à-dire le trajet de lumière 64) va coïncider avec la direction axiale 62 tel que représentée à la figure 4A (c'est-à-dire que le trajet de lumière de la lumière d'imagerie 64 est coaxial par rapport à la pointe du crayon 52). En conséquence, comme représenté à la figure 4B, la vitesse, la direction et la distance de déplacement des images dans une petite zone 631 capturées par le capteur optique 56 du crayon optique 50 vont être identiques à celles de la pointe du crayon 52 lorsque l'utilisateur effectue une entrée d'écriture manuscrite. Peu importe que le crayon optique 50 écrive en ligne droite ou décrive des courbes (c'est-à-dire n'écrive pas en ligne droite), les images textuelles ou graphiques capturées par le capteur optique 13 ne vont pas se transformer en lignes déformées ou discontinues, ce qui représente une amélioration par rapport à la technique antérieure.
Comme représenté à la figure 5, le second mode de réalisation préféré d'un crayon optique 20 présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon la présente invention comprend: une tige 21, une pointe de crayon 22, une source lumineuse 23, une première lentille 24, une seconde lentille 25, un capteur optique 26, une unité de commande 27, un bouton 28, un élément élastique 29, un capteur de pression 30 et un miroir mi-réfléchissant mi-transparent 31.
La tige 21 s'étend sur une longueur prédéterminée le long d'une direction axiale 32 et constitue le corps du crayon optique 20 destiné à loger ses pièces. La pointe 22 est disposée à une extrémité inférieure de la tige 21 et située dans la même direction axiale 32. Dans ce mode de réalisation, la pointe 22 est un élément massif, transparent, réalisé en plastique transparent, en acrylique, en verre ou en quartz.
La source lumineuse 23 produit de la lumière servant à illuminer une surface 33 proche de la pointe du crayon 22 afin d'obtenir une lumière d'imagerie réfléchie dans une petite zone de la surface 33.
La première lentille 24 est disposée au voisinage de la source lumineuse 23, et peut être une seule lentille ou un jeu de lentilles. La première lentille 24 fait converger la lumière produite par la source lumineuse 23 globalement sur une petite zone de taille prédéterminée de la surface 33 près de la pointe du crayon 22. La taille de ladite petite zone varie de préférence entre 3 X 3 mm et 8 X 8 mm.
La seconde lentille 25 est disposée en avant du capteur optique 26, et peut être une seule lentille ou un jeu de lentilles destinées à faire converger 5 la lumière d'imagerie et à former des images sur le capteur optique 26.
Le capteur optique 26 sert à recevoir la lumière d'imagerie au voisinage de la pointe du crayon 22 et à la convertir en un signal électrique.
L'unité de commande 27 se connecte à la source lumineuse 23 et au capteur optique 26 pour recevoir le signal électrique provenant du capteur optique 26 et traiter le signal afin de générer un premier signal de commande correspondant qui est ensuite transmis selon un procédé avec ou sans fil à un dispositif d'information électronique externe connecté (non représenté dans la figure) pour traitement ultérieur afin d'exécuter une première fonction prédéterminée, telle que la commande du déplacement et du positionnement du curseur ou de l'entrée d'écriture manuscrite.
Le bouton 28 est connecté à l'unité de commande 27. Par une pression sur le bouton 28, l'unité de commande 27 peut produire un second signal de commande correspondant, qui est transmis à un dispositif d'information électronique externe connecté pour traitement ultérieur afin d'exécuter une seconde fonction prédéterminée, telle que l'exécution de la fonction correspondant à la position du curseur (similaire à la fonction exécutée par le bouton d'une souris conventionnelle).
L'élément élastique 29 est relié à la pointe du crayon 22 et permet à la pointe du crayon 22 d'effectuer un déplacement en extension- retrait d'une distance prédéterminée sous l'effet d'une pression externe. En même temps, le capteur de pression 30 est agencé à l'intérieur de la tige 21 en une position proche de la pointe du crayon 22 afin de détecter le mouvement de déplacement de la pointe du crayon 22 et de générer un troisième signal de commande correspondant. Lorsque l'utilisateur du crayon optique 20 appuie la pointe du crayon 22 contre la surface 33, le capteur de pression 30 peut générer un troisième signal de commande, qui est transmis à un dispositif d'information électronique externe connecté par l'intermédiaire de l'unité de commande 27 pour exécuter une troisième fonction prédéterminée, telle que changer l'épaisseur des lignes graphiques ou textuelles saisies en fonction du niveau de pression (c'està-dire que des coups de pinceau peuvent être tracés) ou actionner un balayage d'image ou utiliser la pointe rétractable du crayon 22 comme un autre bouton. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 23 et le capteur optique 26 ne sont pas reliés à la pointe du crayon 22 de telle sorte que lorsque la pointe du crayon 22 effectue un déplacement en extension-retrait, la source lumineuse 23 et le capteur optique 26 ne se déplacent pas avec la pointe du crayon 22.
Le miroir mi-réfléchissant mi-transparent 31 est situé dans la direction axiale 32 sous un angle d'environ 45 degrés par rapport à la direction axiale 32, la source lumineuse 23 et le capteur optique 26 étant disposés de deux côtés opposés. La lumière produite par la source lumineuse 23 illumine le miroir mi-réfléchissant mi-transparent 31 globalement sous un angle d'intersection de 90 degrés avec la direction axiale 32 de telle sorte qu'une partie de la lumière est réfléchie par le miroir mi-réfléchissant mi-transparent 31 et frappe dans une zone proche de la pointe du crayon 22. Le capteur optique 26 est également situé dans la direction axiale 32 où une partie de la lumière d'imagerie renvoyée à partir d'une zone proche de la pointe du crayon 22 pénètre le miroir miréfléchissant mi-transparent 31 et atteint le capteur optique 26. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le trajet de propagation de la lumière d'imagerie réfléchie (c'est-à-dire le trajet de la lumière 34) du crayon optique 20 coïncide également avec la direction axiale 32 (c'est-à-dire que le trajet de la lumière d'imagerie 34 est coaxial par rapport à la pointe du crayon 22).
Les autres modes de réalisation préférés décrits ci-dessous ont des éléments identiques ou similaires à ceux décrits plus hauts. A ces éléments sont affectés les mêmes repères (avec seulement une lettre suffixe permettant de les distinguer) et le même nom, et le détail de leur construction ne sera pas exposé.
Comme représenté à la figure 6, le troisième mode de réalisation préféré d'un crayon optique 20a présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon la présente invention comprend: une tige 21a, une pointe de crayon 22a, une source lumineuse 23a, une lentille 25a, un capteur optique 26a, une unité de commande 27a, un bouton (non représenté ici), un élément élastique 29 et un capteur de pression 30a. Ses différences par rapport à d'autres modes de réalisation sont les suivantes: La partie de la pointe du crayon 22a qui s'étend le long de la direction axiale 32a est en outre agencée avec un espace creux et un trou traversant 36 qui permettent à la lumière d'imagerie de passer au travers. En outre, la pointe du crayon 22a est réalisée dans un matériau de guidage de la lumière et conçue avec un guide-lumière 37. Une extrémité 371 du guide-lumière 37 est adjacente à la source lumineuse 23a, tandis que l'autre extrémité est adjacente à l'extrémité de pointe du crayon 22a. La lumière produite par la source lumineuse 23a est émise vers et guidée par le guide-lumière 37. C'est-à-dire que la lumière subit de multiples réflexions dans le guide-lumière 37, se propage vers l'avant le long de l'extension du guide-lumière 37 et sort finalement par l'extrémité de pointe du crayon 22a. Grâce à l'agencement du guide- lumière 37, la lumière produite par la source lumineuse 23a peut être guidée et converger en direction d'une zone proche de la pointe du crayon 22a afin de réaliser la convergence des rayons sans le montage d'une première lentille. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 23a et le capteur optique 26a sont tous deux disposés à l'intérieur de la pointe du crayon 22a. Ainsi, lorsque la pointe du crayon 22a subit un déplacement en extension/retrait, la source lumineuse 23a et le capteur optique 26a se déplacent en même temps que la pointe du crayon 22a. Avec une telle conception, la longueur du trajet de la lumière 34a du crayon optique 20a ne sera pas influencée par l'extension ou le retrait de la pointe du crayon 22a.
Comme représenté à la figure 7, le quatrième mode de réalisation préféré d'un crayon optique 20b présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon selon la présente invention comprend de façon similaire: une tige 21b, une pointe de crayon 22b, une source lumineuse 23b, une première lentille 24b, une seconde lentille 25b, un capteur optique 26b et une unité de commande 27b. Ses différences par rapport à d'autres modes de réalisation sont les suivantes: i0 Le crayon optique 20b comprend en outre un jeu de prismes 38 situés le long de la direction axiale. Ledit jeu de prismes 38 est à RTIR (Reversed Total Internal Reflection: réflexion totale inversée) et comprend en outre: un premier prisme 381 présentant une coupe en forme de coin et un second prisme 382 présentant une coupe en forme de triangle rectangle. Le premier prisme 381 et le second prisme 382 sont tous deux réalisés dans un matériau transparent d'indice de réfraction prédéterminé de telle sorte que l'interface 383 du premier prisme 381 et du second prisme 382 devient une surface de réflexion totale pour des rayons entrés sous un angle prédéterminé dans une direction. Le jeu de prismes 38 comporte une première surface d'entrée de la lumière 384, une première surface de sortie de la lumière 385, une seconde surface d'entrée de la lumière 386 et une seconde surface de sortie de la lumière 387, où la lumière émise dans la première surface d'entrée de la lumière 384 sous un angle prédéterminé va sortir par la première surface de sortie de la lumière 385, et la lumière émise dans la seconde surface d'entrée de la lumière 386 va sortir par la seconde surface de sortie de la lumière 387, tandis que la première surface de sortie de la lumière 385 et la seconde surface d'entrée de la lumière 386 sont la même surface. La lumière produite par la source lumineuse 23b illumine la première surface d'entrée de la lumière 384 globalement le long de la direction axiale 32b, pénétrant le jeu de prismes 38, sortant par la première surface de sortie de la lumière 385 et frappant au voisinage de la pointe du crayon 22b. De plus, le capteur optique 26b est situé près de la seconde surface de sortie de la lumière 387. La lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon 22b pénètre dans le jeu de prismes 38 à partir de la seconde surface d'entrée de la lumière 386 et sort par la seconde surface de sortie de la lumière 387 après avoir subi une réflexion pour atteindre le capteur optique 26b. Grâce à l'installation d'un jeu de prismes 38, la lumière émise par la source lumineuse 23b est utilisée plus efficacement.
Le cinquième mode de réalisation préféré d'un crayon optique 20c présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon tel que représenté à la figure 8 comprend de façon similaire: une tige 21c, une pointe de crayon 22c, une source lumineuse 23c, une seconde lentille 25c, un capteur optique 26c, une unité de commande 27c, un espace creux Il 35c et un guide-lumière 37c. Ses différences par rapport à d'autres modes de réalisation sont les suivantes: Le guide-lumière 37c de la pointe du crayon 22c est fixé sur la tige 21c de telle sorte que la pointe du crayon 22c n'est pas rétractable. De plus, la partie du guidelumière 37c adjacente à l'extrémité de la pointe du crayon 22c présente une forme en coupe s'amincissant pour favoriser la convergence des rayons.
Le sixième mode de réalisation préféré d'un crayon optique 50a présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à la pointe du crayon tel que représenté à la figure 9 comprend de façon similaire: une tige 51a, une pointe de crayon 52a, une source lumineuse 53a, une lentille 55a, un capteur optique 56a et un guide-lumière 57a, dans lequel le trajet de lumière 64a de la lumière d'imagerie réfléchie par une petite zone 631a de la surface distante 63a est coaxial par rapport à la direction axiale 62a de la tige 51a.
Ses différences par rapport à d'autres modes de réalisation sont les suivantes La partie du guide-lumière 57a la plus éloignée de la source lumineuse 53a mais la plus proche de la zone 631a (section inférieure droite du guide-lumière 57a tel que représenté à la figure 9) comporte une zone tronquée 572, ce qui donne au guide-lumière 57a la construction en pointe plus fine 52a d'un stylo-plume afin de faciliter l'écriture.
L'homme du métier comprendra que de nombreuses modifications et variantes du dispositif peuvent être réalisées tout en conservant les enseignements de l'invention.
Claims (1)
- 2880701 REVENDICATIONS1. Crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe de crayon, comprenant: une tige s'étendant sur une longueur prédéterminée; une pointe de crayon disposée à une extrémité de la tige et possédant une direction axiale définie; une source lumineuse servant à produire de la lumière pour illuminer le voisinage de la pointe du crayon; et un capteur optique servant à recevoir la lumière d'imagerie provenant du voisinage de la pointe du crayon et à la convertir en un signal électrique; dans lequel le trajet parcouru par la lumière d'imagerie coïncide avec ladite direction axiale.2. Crayon optique selon la revendication 1, ledit crayon optique 15 comprenant en outre: une unité de commande connectée à la source lumineuse et au capteur optique pour recevoir le signal électrique provenant du capteur optique et générer un premier signal de commande correspondant après traitement; un bouton connecté à l'unité de commande qui, lorsqu'on l'enfonce, 20 permet à l'unité de commande de générer un second signal de commande correspondant; un élément élastique connecté à la pointe du crayon qui permet à la pointe du crayon d'effectuer un déplacement en extension/retrait d'une distance prédéterminée sous l'effet d'une pression externe; et un capteur de pression installé à l'intérieur de la tige à côté de la pointe du crayon qui peut détecter le déplacement en extension/retrait de la pointe du crayon et générer un troisième signal de commande correspondant.3. Crayon optique selon la revendication 2, dans lequel la source lumineuse et le capteur optique ne sont pas reliés à la pointe du crayon de telle sorte que, lorsque la pointe du crayon subit un déplacement en extension/retrait, la source lumineuse et le capteur optique ne se déplacent pas avec elle.4. Crayon optique selon la revendication 2, dans lequel ladite source lumineuse est connectée à la pointe du crayon de telle sorte que, lorsque la pointe du crayon subit un déplacement en extension/retrait, la source lumineuse se déplace avec elle.5. Crayon optique selon la revendication 1, dans lequel ladite pointe du 10 crayon est un élément massif transparent.6. Crayon optique selon la revendication 1, dans lequel ladite pointe du crayon est faite dans un matériau de guidage de la lumière et conçue avec un guide-lumière, où une extrémité dudit guide-lumière est adjacente à la source lumineuse et l'autre extrémité est adjacente à l'extrémité de la pointe du crayon; la lumière produite à partir de ladite source lumineuse est émise dans et guidée par ledit guide-lumière et sort par l'extrémité de la pointe du crayon.7. Crayon optique selon la revendication 6, dans lequel une partie du guide-lumière éloignée de la source lumineuse mais plus proche de l'extrémité de la pointe du crayon comporte une zone tronquée, ce qui donne au guide-lumière une construction en pointe plus fine semblable à celle d'un stylo-plume.8. Crayon optique selon la revendication 1, ledit crayon optique comportant en outre un miroir mi-réfléchissant mi-transparent situé dans la direction axiale sous un angle d'intersection incliné par rapport à la direction axiale, la source lumineuse et le capteur optique étant disposés de deux côtés opposés, dans lequel une partie de la lumière produite par la source lumineuse est réfléchie par le miroir mi- réfléchissant mi-transparent de façon à frapper au voisinage de la pointe du crayon; le capteur optique est situé dans la direction axiale où une partie de la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre le miroir mi-réfléchissant mi- 2880701 transparent et atteint le capteur optique.9. Crayon optique selon la revendication 1, ledit crayon optique comportant en outre un jeu de prismes, situés dans ladite direction axiale, comprenant une première surface d'entrée de la lumière, une première surface de sortie de la lumière, une seconde surface d'entrée de la lumière et une seconde surface de sortie de la lumière, dans lequel la lumière émise dans la première surface d'entrée de la lumière sous un angle prédéterminé va sortir par la première surface de sortie de la lumière, et la lumière émise dans la seconde surface d'entrée de la lumière va sortir par la seconde surface de sortie de la lumière, tandis que la première surface de sortie de la lumière et la seconde surface d'entrée de la lumière sont la même surface; dans lequel la lumière produite par la source lumineuse illumine la première surface d'entrée de la lumière globalement le long de la direction axiale, pénétrant le jeu de prismes, sortant de la première surface de sortie de la lumière et frappant au voisinage de la pointe du crayon; le capteur optique étant situé près de la seconde surface de sortie de la lumière où la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre dans le jeu de prismes à partir de la seconde surface d'entrée de la lumière et sort de la seconde surface de sortie de la lumière après avoir subi une réflexion pour atteindre le capteur optique.10. Crayon optique selon la revendication 9, dans lequel ledit jeu de prismes est un prisme à réflexion totale inversée et comprend en outre: un premier prisme présentant une coupe en forme de coin et un second prisme présentant une coupe en forme de triangle rectangle; le premier prisme et le second prisme étant tous deux faits dans un matériau transparent d'indice de réfraction prédéterminé de telle sorte que leur interface devient une surface de réflexion totale pour des rayons entrés sous un angle prédéterminé dans une direction.11. Crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport 30 à sa pointe de crayon, comprenant: une tige s'étendant sur une longueur prédéterminée; une pointe de crayon disposée à une extrémité de la tige et possédant 2880701 une direction axiale définie; une source lumineuse servant à produire de la lumière pour illuminer une surface distante proche de la pointe du crayon afin de produire une lumière d'imagerie réfléchie; un trajet de la lumière étant situé à l'intérieur de la pointe du crayon, le long duquel la lumière d'imagerie se propage et possédant au moins une partie du trajet de la lumière proche de la pointe du crayon coïncidant avec ladite direction axiale; et un capteur optique situé sur ledit trajet de la lumière pour recevoir la 10 lumière d'imagerie et la convertir en un signal électrique.12. Crayon optique selon la revendication 11, ledit crayon optique comprenant en outre: une unité de commande connectée à la source lumineuse et au capteur optique afin de recevoir le signal électrique en provenance du capteur optique et de générer un premier signal de commande correspondant après traitement; un bouton connecté à l'unité de commande qui, lorsqu'on l'enfonce, permet à l'unité de commande de générer un second signal de commande correspondant; un élément élastique connecté à la pointe du crayon qui permet à la pointe du crayon d'effectuer un déplacement en extension/retrait d'une distance prédéterminée sous l'effet d'une pression externe; et un capteur de pression installé à l'intérieur de la tige à côté de la pointe du crayon qui peut détecter le déplacement en extension/retrait de la pointe 25 du crayon et générer un troisième signal de commande correspondant.13. Crayon optique selon la revendication 11, dans lequel ladite pointe du crayon est faite dans un matériau de guidage de la lumière et conçue avec un guide-lumière, où une extrémité dudit guide-lumière est adjacente à la source lumineuse et l'autre extrémité est adjacente à l'extrémité de la pointe du crayon; la lumière produite à partir de ladite source lumineuse est émise dans et guidée par ledit guide-lumière et sort par l'extrémité de la pointe du crayon.14. Crayon optique selon la revendication 11, ledit crayon optique comportant en outre un miroir mi-réfléchissant mi-transparent situé dans la direction axiale sous un angle d'intersection incliné par rapport à la direction axiale, la source lumineuse et le capteur optique étant disposés de deux côtés opposés, dans lequel une partie de la lumière produite par la source lumineuse est réfléchie par le miroir mi- réfléchissant mi-transparent de façon à frapper au voisinage de la pointe du crayon, le capteur optique étant situé dans la direction axiale où une partie de la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre le miroir mi-réfléchissant mi-transparent et atteint le capteur optique.15. Crayon optique selon la revendication 11, ledit crayon optique comportant en outre un jeu de prismes, situés dans ladite direction axiale, comprenant une première surface d'entrée de la lumière, une première surface de sortie de la lumière, une seconde surface d'entrée de la lumière et une seconde surface de sortie de la lumière, dans lequel la lumière émise dans la première surface d'entrée de la lumière sous un angle prédéterminé va sortir par la première surface de sortie de la lumière, et la lumière émise dans la seconde surface d'entrée de la lumière va sortir par la seconde surface de sortie de la lumière, tandis que la première surface de sortie de la lumière et la seconde surface d'entrée de la lumière sont la même surface; dans lequel la lumière produite par la source lumineuse illumine la première surface d'entrée de la lumière globalement le long de la direction axiale, pénétrant le jeu de prismes, sortant par la première surface de sortie de la lumière et frappant au voisinage de la pointe du crayon; le capteur optique est situé près de la seconde surface de sortie de la lumière où la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre dans le jeu de prismes à partir de la seconde surface d'entrée de la lumière et sort par la seconde surface de sortie de la lumière après avoir subi une réflexion pour atteindre le capteur optique; dans lequel ledit jeu de prismes est un prisme à réflexion totale inversée, et comprend en outre: un premier prisme présentant une coupe en forme de coin et un second prisme présentant une coupe en forme de triangle rectangle; le premier prisme et le second prisme étant tous deux faits dans un matériau transparent d'indice de réfraction prédéterminé de telle sorte que leur interface devient une surface de réflexion totale pour des rayons entrés sous un angle prédéterminé dans une direction.16. Crayon optique présentant un trajet de la lumière coaxial par rapport à sa pointe de crayon, comprenant: une tige s'étendant sur une longueur prédéterminée; une pointe de crayon disposée à une extrémité de la tige et possédant une direction axiale définie; une source lumineuse servant à produire de la lumière; un guide-lumière installé près de la source lumineuse qui guide la lumière produite par la source lumineuse pour qu'elle illumine au voisinage de la pointe du crayon sous un angle prédéterminé et produise une lumière d'imagerie à partir du voisinage de la pointe du crayon qui se propage le long d'un trajet de la lumière prédéterminé où le trajet de la lumière coïncide au moins partiellement avec ladite direction axiale; et un capteur optique situé sur ledit trajet de la lumière afin de recevoir la lumière d'imagerie et de la convertir en un signal électrique.17. Crayon optique selon la revendication 16, ledit crayon optique comprenant en outre: une unité de commande connectée à la source lumineuse et au capteur optique afin de recevoir le signal électrique en provenance du capteur optique et de générer un premier signal de commande correspondant après traitement; un bouton connecté à l'unité de commande qui, lorsqu'on l'enfonce, permet à l'unité de commande de générer un second signal de commande 30 correspondant; un élément élastique connecté à la pointe du crayon qui permet à la pointe du crayon d'effectuer un déplacement en extension/retrait d'une distance prédéterminée sous l'effet d'une pression externe; et un capteur de pression installé à l'intérieur de la tige à côté de la pointe 5 du crayon qui peut détecter le déplacement en extension/retrait de la pointe du crayon et générer un troisième signal de commande correspondant.18. Crayon optique selon la revendication 16, dans lequel ladite pointe de crayon est faite dans un matériau de guidage de la lumière et conçue avec un guide-lumière, où une extrémité dudit guide-lumière est adjacente à la source lumineuse et l'autre extrémité est adjacente à l'extrémité de la pointe du crayon; la lumière produite à partir de ladite source lumineuse étant émise dans et guidée par ledit guide- lumière et sortant par l'extrémité de la pointe du crayon.19. Crayon optique selon la revendication 16, ledit crayon optique comportant en outre un miroir mi-réfléchissant mi-transparent situé dans la direction axiale sous un angle d'intersection incliné par rapport à la direction axiale, la source lumineuse et le capteur optique étant disposés de deux côtés opposés; dans lequel une partie de la lumière produite par la source lumineuse est réfléchie par le miroir mi- réfléchissant mi-transparent de façon à frapper au voisinage de la pointe du crayon; le capteur optique est situé dans la direction axiale où une partie de la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre le miroir mi-réfléchissant mi-transparent et atteint le capteur optique.20. Crayon optique selon la revendication 16, ledit crayon optique comportant en outre un jeu de prismes, situés dans ladite direction axiale, comprenant une première surface d'entrée de la lumière, une première surface de sortie de la lumière, une seconde surface d'entrée de la lumière et une seconde surface de sortie de la lumière, dans lequel la lumière émise dans la première surface d'entrée de la lumière sous un angle prédéterminé va sortir par la première surface de sortie de la lumière, et la lumière émise dans la seconde surface d'entrée de la lumière va sortir par la seconde surface de sortie de la lumière, tandis que la première surface de sortie de la lumière et la seconde surface d'entrée de la lumière sont la même surface; dans lequel la lumière produite par la source lumineuse illumine la première surface d'entrée de la lumière globalement le long de la direction axiale, pénétrant le jeu de prismes, sortant par la première surface de sortie de la lumière et frappant au voisinage de la pointe du crayon; le capteur optique est situé près de la seconde surface de sortie de la lumière où la lumière d'imagerie renvoyée à partir du voisinage de la pointe du crayon pénètre dans le jeu de prismes à partir de la seconde surface d'entrée de la lumière et sort par la seconde surface de sortie de la lumière après avoir subi une réflexion pour atteindre le capteur optique; dans lequel ledit jeu de prismes est un prisme à réflexion totale inversée et comprend en outre: un premier prisme présentant une coupe en forme de coin et un second prisme présentant une coupe en forme de triangle rectangle; le premier prisme et le second prisme sont tous deux réalisés dans un matériau transparent d'indice de réfraction prédéterminé de telle sorte que leur interface devient une surface de réflexion totale pour des rayons entrés sous un angle prédéterminé dans une direction.
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