FR2887657A1 - Dispositif a boule de commande des deplacements d'un curseur sur un ecran - Google Patents

Abstract

L'invention propose un dispositif (20) comportant une boule (30), des éléments (56) de roulement pour le guidage de la boule (30), une source lumineuse (112) pour émettre au moins un faisceau lumineux incident à travers une fenêtre, un capteur de l'image de la zone éclairée de la boule (30), caractérisé en ce que le dispositif (20) comporte au moins un commutateur (60-94-96) de validation sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule (30) qui agit sur le commutateur de validation par l'intermédiaire d'un élément de roulement (56) qui est interposé axialement entre la boule (30) et l'organe de déclenchement (60) du commutateur.

Description

"Dispositif à boule

de commande des déplacements d'un curseur sur un écran" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de commande du type à boule.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande, notamment des déplacements d'un curseur sur un io écran d'un appareil électronique, comportant un organe d'entraînement en forme de boule sphérique qui délimite une surface sphérique convexe qui est apte à être manipulée par un utilisateur.

La présente invention concerne notamment un dispositif de is commande du type communément appelé "trackball" lorsque la surface de détection est manipulée directement par les doigts ou la main de l'utilisateur, ou concerne aussi une souris, lorsque la surface de la boule est manipulée indirectement par l'utilisateur qui déplace un boîtier en faisant rouler la surface de détection de la boule sur un plan, par exemple d'un tapis de souris.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande du type "optique" comportant un boîtier de boule qui délimite une face concave qui entoure au moins une partie de la boule, et qui comporte au moins une fenêtre pour le passage de faisceaux lumineux, des éléments de roulements, tels que par exemple des billes, pour le guidage en rotation de la boule qui font saillie à travers la face concave du boîtier et sur lesquels la boule, lorsqu'elle est manipulée, roule de manière à tourner autour de son centre, une source lumineuse pour émettre au moins un faisceau lumineux incident à travers la fenêtre et en direction de la boule, et enfin des moyens, comportant notamment une lentille et un capteur, pour capter l'image de la zone de la boule éclairée par le faisceau lumineux.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Une telle conception générale est connue du document DE-A-3.407. 131 publié en 1985 qui décrit une souris dont la boule est montée à rotation dans un boîtier, ou coquille, de boule dans lequel elle est guidée en rotation par des billes dont chacune est elle-même reçue dans une cavité complémentaire de la surface concave de la coquille qui loge la boule.

Le dispositif décrit et représenté dans ce document io comporte deux ensembles de diodes d'éclairage et de capteurs optiques qui constituent les moyens optiques de détection de tout mouvement de rotation de la boule autour de son centre en vue de traduire ces mouvements de rotation en des signaux électroniques.

A cet effet, la surface sphérique convexe de la boule comporte un motif régulier et réparti régulièrement sur toute la surface de la boule qui est éclairé au moins en partie et dont l'image est captée par les capteurs puis analysée par des moyens connus de traitement de l'image.

Une telle conception est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet, avec un nombre de composants particulièrement réduit, de détecter et d'analyser les mouvements de rotation de la boule sans éléments en contact avec la boule, le seul composant mécanique mobile étant constitué par la boule elle-même.

Le boîtier du dispositif, en l'occurrence de la souris, comporte aussi de plus, à l'extérieur, des touches d'actionnement de différents commutateurs qui peuvent être actionnés par les doigts de l'utilisateur qui manipule la souris, par exemple pour transmettre des signaux, par exemple de validation d'une position d'un curseur sur un écran d'ordinateur.

Les commutateurs et leurs touches associées sont indépendants et bien entendu sans interférence avec la fonction de la boule de détection proprement dite de manière qu'un quelconque actionnement d'une touche n'interfère pas avec le fonctionnement de la boule et ne provoque notamment pas la production de signaux parasites dans le cadre de la détection de la rotation de la boule.

L'indépendance des touches et de la boule est aussi telle que les touches peuvent être actionnées à "l'arrêt" de la souris, tout aussi bien qu'en cours de déplacement de la souris, c'est-à-dire lorsque la boule est entraînée en rotation autour de son centre.

io Une telle conception faisant appel, par exemple pour l'actionnement d'au moins un commutateur de validation, à une touche ou à un bouton d'actionnement supplémentaire augmente nécessairement l'encombrement global du dispositif et complique son ergonomie dans la mesure où l'utilisateur doit pouvoir, d'une is seule main, entraîner la boule en rotation et agir sur le commutateur de validation.

En fonction de l'agencement des différents composants et/ou de la dextérité de l'utilisateur, outre les inconvénients mentionnés précédemment liés à l'encombrement, cette conception peut aboutir à une mauvaise coordination des actions et/ou à une fatigue de l'utilisateur.

De plus, si l'on souhaite intégrer un dispositif de ce type sous la forme d'un trackball dans un appareil électronique de petites dimensions, telle que par exemple un téléphone dit "mobile" ou encore un Assistant Personnel Numérique (Personal Digital Assistant - PDA) la boule est alors de très petit diamètre pour être manipulée par un seul doigt de l'utilisateur et la tenue en main de l'appareil interdit tout actionnement d'un commutateur indépendant sans avoir à "lâcher" la boule.

Par ailleurs, dans le cadre de l'intégration d'un tel trackball dans l'habitacle d'un véhicule automobile pour la commande de différentes fonctions, il est également souhaitable que l'attention du conducteur utilisateur du trackball soit moins retenue par l'utilisation du trackball et notamment qu'il n'ait pas à déplacer inutilement sa main, notamment en vue de rechercher une touche ou un bouton d'actionnement d'un commutateur de validation.

RESUME DE L'INVENTION Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif de commande du type mentionné précédemment, tel que par exemple un trackball "optique" caractérisé en ce qu'il comporte au moins un commutateur, notamment de validation io d'une position du curseur sur l'écran, sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule, et en ce que la boule est montée mobile par rapport au boîtier, selon un axe d'enfoncement passant sensiblement par le centre de la boule, pour agir sur le commutateur de validation par l'intermédiaire d'un is des éléments de roulement pour le guidage en rotation de la boule qui est interposé axialement entre la boule et l'organe de déclenchement du commutateur.

Ainsi, on dispose d'un dispositif de commande, tel que par exemple un trackball optique, permettant à son utilisateur de mettre en oeuvre une fonction par exemple de validation au moyen d'un commutateur intégré au dispositif et dont l'actionnement est effectué en agissant directement sur la boule.

Ainsi, grâce à la conception selon l'invention, le dispositif ne comporte plus de touche ou de bouton d'actionnement réalisé sous la forme d'un composant indépendant, l'organe d'actionnement direct du commutateur étant la boule elle-même.

Outre sa très grande ergonomie, un tel dispositif de commande aussi appelé "navigateur", permettant notamment de déplacer un curseur sur un écran et/ou de faire défiler des menus, est particulièrement compact et peut être intégré aisément dans un volant et/ou dans une zone centrale de commande située entre les sièges avant d'un véhicule automobile ou, pour des versions miniaturisées, dans des appareils du type téléphone "mobile ou portable" en offrant de plus en plus de fonctions et de services faisant appel notamment à des choix proposés sur un ou plusieurs écrans, de manière analogue à l'utilisation d'un ordinateur portable.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les éléments de guidage en rotation de la boule sont constitués par trois éléments de guidage qui sont situés sensiblement dans un même plan orthogonal à l'axe d'enfoncement de la boule et qui sont répartis angulairement à 120 degrés autour de l'axe d'enfoncement; io - le dispositif comporte trois commutateurs sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule selon ledit axe d'enfoncement, et chacun desdits trois éléments de guidage est interposé axialement entre la boule et l'organe de déclenchement d'un commutateur associé ; - l'axe d'enfoncement de la boule passe à travers ladite fenêtre; - l'axe d'enfoncement de la boule est confondu avec l'axe optique desdits moyens pour capter l'image de la zone éclairée de la boule. ; - chaque élément de guidage en rotation de la boule est une bille de guidage par roulement; - chaque élément de guidage, qui est interposé entre la boule et l'organe de déclenchement du commutateur associé, est guidé en coulissement dans le boîtier selon une direction parallèle à l'axe d'enfoncement de la boule; - chaque bille est guidée en coulissement dans un conduit tubulaire du boîtier; - le commutateur électrique, notamment de validation d'une position du curseur sur l'écran, comporte au moins deux plots de contact fixes et un organe de déclenchement de forme générale bombée qui est déformable élastiquement, à partir d'une position stable de repos, sous l'action d'un effort axial d'enfoncement appliqué à la boule, pour établir une liaison électrique entre les deux plots de contact fixes; - l'organe de déclenchement délimite une cavité en forme de calotte sphérique creuse qui reçoit une partie de la bille de guidage en roulement associée; - les plots de contact fixes de chaque commutateur sont portés par la face supérieure d'une plaque à circuits imprimés appartenant à un module optique comportant la source lumineuse et les moyens pour capter l'image, et qui est fixé sur le boîtier; - les raideurs des organes de déclenchement d'au moins deux des trois commutateurs sur lequel l'utilisateur est io susceptible d'agir par enfoncement de la boule sont de valeurs différentes de manière que l'action verticale sur la boule est susceptible de provoquer alors successivement, et de manière distincte, le déclenchement desdits au moins deux commutateurs électriques; - le dispositif comporte des moyens d'étanchéité, pour éviter la pénétration de corps étrangers à l'intérieur du dispositif et pour nettoyer la surface de la boule lors des mouvements de rotation de celle-ci; - les moyens d'étanchéité comportent au moins une rondelle élastique supérieure qui exerce un effort élastique dirigé verticalement vers le bas sur une rondelle souple qui fait fonction de joint racleur sur la surface de la boule, à la base de sa partie émergente hors du boîtier.

BREVE DESCRIPTIONS DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective extérieure, de dessus et de trois quarts avant droit, qui représente un dispositif de commande conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée et à plus petite échelle des différents composants du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 sur laquelle le dispositif est représenté sans son couvercle supérieur; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 sur lequel le dispositif est illustré sans la boule entraînement, ni les moyens d'étanchéité ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4, io selon un autre angle de vue en perspective et sur laquelle le dispositif est illustré sans son capot inférieur; - la figure 6 est une vue en perspective de dessous du dispositif illustré à la figure 5; -la figure 7 est une vue de dessus du dispositif illustré à la ls figure 4; - les figures 8 à 11 sont des vues, à plus grande échelle, en coupe selon les lignes 8-8 à 11-11 de la figure 7; - la figure 10D est une vue à plus grande échelle du détail "D" de la figure 10; - la figure 11D est une vue à plus grande échelle du détail "D" de la figure 11; - la figure 12 est une vue analogue à celle de la figure 5 qui représente le boîtier isolant en matière plastique du dispositif; - la figure 13 est une vue de dessous du boîtier représenté à la figure 12; - la figure 14 est une vue en perspective éclatée des différents composants constituant le module inférieur du dispositif; - la figure 15 est une vue perspective de dessus et de trois-quarts avant gauche du module inférieur sur laquelle sont aussi représentés les trois organes de déclenchement des trois commutateurs de validation; - la figure 16 est une vue en perspective de dessous du module inférieur de la figure 15; - la figure 17 est une vue de dessous du module inférieur; - la figure 18 est une vue en coupe selon la ligne 18-18 de la figure 17 - la figure 19 est une vue en perspective éclatée des composants de l'un des deux générateurs de sensations tactiles équipant le dispositif; - la figure 20 est une vue en perspective de détail de l'un des composants du générateur de la figure 19; - la figure 21 est une vue en perspective de dessous du io couvercle supérieur du dispositif; - les figures 22A et 22B sont des vues en perspective à grande échelle d'un organe de déclenchement de l'un des commutateurs de validation; - la figure 23 est une vue en perspective d'un deuxième is mode de réalisation d'un générateur de sensations tactiles; - la figure 24 est une vue latérale du générateur de la figure 23; - la figure 25 est une vue en section selon la ligne 25-25 de la figure 24; - la figure 25D est une vue à grande échelle du détail D de la figure 25 - la figure 26 est une vue axiale en bout du générateur de la figure 25 - la figure 27 est une vue en perspective éclatée du générateur de la figure 23; - la figure 27D est une vue de détail qui illustre les différents composants du joint d'articulation à la Cardan des figures 23 et 27; - les figures 28 à 32 sont des vues similaires à celles des figures 23 à 27 qui illustrent un troisième mode de réalisation d'un générateur de sensations tactiles; - les figures 33 et 34 sont des vues en perspective à plus grande échelle du rotor du générateur de sensations tactiles illustré aux figures 28 à 32; - les figures 35, 35D, et 36 à 38 sont des vues similaires à celles des figures 30, 30D, et 32 à 34 qui illustrent un quatrième mode de réalisation d'un générateur de sensations tactiles; les figures 39, 39D et 40 sont des vues similaires à celles des figures 35, 35D et 36 qui illustrent un cinquième mode de réalisation d'un générateur de sensations tactiles; - la figure 41 est une vue schématique en section d'encore un autre mode de réalisation d'un générateur de sensations tactiles.

io - les figues 42A et 42B sont deux vues de détail à plus grande échelle analogues à la figure 25D et qui illustrent, une première variante de réalisation des moyens électromagnétiques respectivement en position "production de sensations tactiles" et en position "collée"; -les figures 43A et 43B sont deux vues de détail a=à plus grande échelle analogues à la figure 30D et qui illustrent, respectivement en position "production de sensations tactiles" et en position "collée", une variante de réalisation des moyens électromagnétiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES

Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué à la figure 1.

Par convention on adoptera aussi les termes inférieur, supérieur, avant, arrière, et gauche, droite en référence à la figure 1.

Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes références numériques ou alphanumériques.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures, le dispositif de commande est un dispositif à boule, aussi appelé "trackball". l0

Le dispositif 20 comporte essentiellement une boule ou sphère centrale de commande ou d'entraînement qui est logée dans un boîtier 22 de forme générale sensiblement parallélépipédique rectangle qui est fermé par un couvercle supérieur 24 et par un capot inférieur 26.

L'ensemble des composants du dispositif 20 sont, comme on peut le voir notamment à la figure 2, empilés axialement selon un axe vertical principal AV qui passe par le centre C de la boule 30 et qui constitue aussi l'axe d'enfoncement de la boule.

io Comme on peut le voir notamment plus en détail aux figures 12 et 13, le boîtier 22 est une pièce moulée par exemple en matière plastique isolante de l'électricité qui est délimitée par une face supérieure 32 et une face inférieure 34 horizontales.

Comme cela sera expliqué par la suite, le dispositif 20 est équipé, en partie supérieure, de deux générateurs de sensations tactiles qui sont de conception identique et qui sont agencés selon deux axes horizontaux longitudinal AL, et transversal AT.

Ainsi, les éléments et composants identiques, similaires ou analogues des générateurs de sensations tactiles et associés à ceux-ci seront désignés par les mêmes références indicées "L" et "T" respectivement.

Le boîtier 22 est aussi délimité par ses faces latérales verticales longitudinales 36L et 38L, et par ses faces latérales verticales transversales 36T et 38T.

Dans sa face supérieure 32, le boîtier 22 délimite une cavité 40 de forme générale hémisphérique qui est délimitée par une face hémisphérique concave 42.

La cavité 40 loge un peu plus de la moitié inférieure de la boule 30 qu'elle entoure ainsi partiellement et, en position normale d'utilisation de la boule et comme cela sera expliqué par la suite, il existe un jeu radial entre la surface périphérique externe sphérique convexe 31 de la boule 30 et la face concave 42 de la cavité 40.

Dans sa face inférieure 34, le boîtier 22 délimite un logement inférieur 44 ouvert verticalement vers le bas qui est de forme générale parallélépipédique rectangle et qui est délimité par une paroi horizontale supérieure 46 et par des faces latérales verticales 48L, 48T, 50L et 50T.

Le logement inférieur 44 reçoit l'ensemble des composants d'un module inférieur 53 de détection des mouvements de rotation de la boule 30, de traitement des signaux et de commande des générateurs de sensations tactiles, qui est notamment illustré aux io figures 14 à 18.

Le boîtier 22 est traversé verticalement dans son épaisseur par une fente centrale oblongue d'orientation transversale 52 et par trois conduits tubulaires verticaux 54.

Comme on peut le voir notamment à la figure 7, les trois is conduits 54 sont répartis symétriquement et angulairement de manière régulière à 120 autour de l'axe central AV, leurs axes formant un triangle équilatéral.

Comme la fente 52, chaque conduit tubulaire 54 est débouchant verticalement à ses deux extrémités opposées et reçoit à coulissement selon la direction verticale sous l'action de la boule 30, une bille 56 de roulement et/ou de glissement.

Les trois billes 56 guident en rotation la boule 30 et elles font à cet effet normalement saillie verticalement à travers la face concave 42 de la cavité 40.

L'extrémité supérieure de chaque conduit tubulaire 54 présente un diamètre légèrement réduit de manière à retenir la bille associée 56 dans le conduit tant que la boule 30 n'est pas en place, comme on peut le voir à la figure 11D.

Ainsi, la boule roule ou glisse normalement sur les trois billes 56 pour tourner autour de son centre C. Comme on peut le voir notamment à la figure 13, chaque conduit tubulaire 54 débouche dans la paroi supérieure 46 du logement 44 au centre d'un logement associé 58 de faible profondeur et de contour sensiblement carré.

Chaque logement carré 58 est prévu pour recevoir un organe de déclenchement 60, de forme complémentaire et qui sera décrit plus en détail par la suite, qui appartient à un commutateur de validation.

Dans sa face supérieure 32, le boîtier 22 comporte encore deux logements 62T-64T et 62L-64L, qui sont ouverts verticalement vers le haut et dont chacun reçoit un générateur de sensations tactiles 66T, 66L.

Le boîtier 22 comporte encore une fente horizontale io latérale 68 qui est débouchante par ses deux extrémités selon la direction longitudinale à travers les faces 36T et 48T.

La partie supérieure du boîtier 22 est fermée par le couvercle 24 qui, comme on peut notamment le voir à la figure 21 est une pièce moulée en matière plastique isolante en forme is générale de plaque à contour rectangulaire dont la face horizontale inférieure 68 est en appui verticalement sur la face supérieure 32 du boîtier 22 sur lequel le couvercle 24 est fixé par exemple par des vis 70.

Le couvercle 24 est percé d'un trou circulaire vertical 72 pour le passage de la partie supérieure émergente de la boule 30.

Le couvercle assure ainsi une fonction de retenue supérieure de la boule en appui élastique sur les trois billes 56.

La face inférieure 68 comporte aussi deux logements 74T et 74L complémentaires des logements 62T et 62L.

Dans sa partie inférieure, le boîtier 22 comporte encore une fente horizontale oblongue 76 qui débouche longitudinale-ment dans les faces latérales verticales 36T et 48T.

La partie inférieure du boîtier 22, et notamment le logement 44, est fermée verticalement vers le bas par le capot inférieur 26 qui est une pièce en tôle épaisse réalisée en métal et qui comporte à cet effet à une plaque horizontale inférieure 78 de contour complémentaire de celui de la face inférieure 34 du boîtier 22 et sur laquelle la plaque 78 est fixée par quatre vis verticales 80.

Outre sa fonction de fermeture de la partie inférieure du boîtier 22 par la plaque 78, le capot 26 en métal fait aussi fonction d'échangeur thermique, c'est à dire d'une part de conducteur thermique entre les points chauds, tels que par exemple les culasses des générateurs électromagnétiques de sensations tactiles, d'éventuels composants électriques à forte dissipation thermique et le ou les points froids tels que le châssis sur lequel est fixé le capot 26 en métal (ou en tout autre matériau bon conducteur de la chaleur tel que les matériaux à base de céramique), et d'autre part de radiateur par sa surface externe, comme cela sera expliqué par la suite et, à cet effet, sa capacité d'échanges thermiques avec l'extérieur est augmentée grâce aux deux plaques latérales verticales 82T et 82L qui sont réalisées par pliage venues de matière en une seule pièce avec la plaque 1s inférieure 78.

La plaque 82L est adjacente à la face latérale 36L du boîtier 22 sur laquelle elle est fixée par une vis horizontale 84L, tandis que la plaque verticale 82T est adjacente à la face latérale 36T à laquelle elle est fixée par deux vis horizontales 84T.

La plaque 82T comporte une fente horizontale débouchante 86 en regard de la fente horizontale 66 du boîtier 22.

Comme on peut le voir notamment aux figures 3 et 13, les formes du boîtier 22 et les épaisseurs des plaques verticales 82T et 82L sont telles que le dispositif 20 présente un contour latéral sensiblement continu.

Comme on peut le voir aussi par exemple à la figure 1, la plaque inférieure 26 s'étend longitudinalement de part et d'autre du boîtier 22 pour constituer deux ailes latérales 90 comportant des trous 92 pour la fixation du dispositif 20 dans un appareil électronique (non représenté).

Pour améliorer le refroidissement des composants portés par les plaques à circuits imprimés décrites plus loin, et notamment par la plaque inférieure, et notamment pour les composants à forte dissipation thermique, on peut relier directement certaines parties de ces composants aux plaques en vis-à-vis du capot 26, par exemple par des vis.

On décrira maintenant plus en détail le module inférieur 53 logé dans le logement inférieur 44.

Le module 53 est un module "optique" ou "optoélectronique" pour détecter les mouvements de rotation de la boule 30 autour de son centre.

Les principes optiques et de traitements d'images par réflexion de la lumière sur la surface périphérique convexe 31 de la boule qui sont mis en oeuvre dans le dispositif 20 sont de conception générale connue et ne font pas partie de la présente invention.

On mentionnera simplement que ces principes consistent à éclairer la surface 31 de la boule 30 dont l'état de surface est is parfaitement régulier et présente, comme par exemple dans le document DE-A-3.407.131, un motif régulier réparti régulièrement sur toute la surface de la boule 30.

Grâce aux techniques de fabrication des boules, il est à cet effet par exemple possible de disperser dans la couche périphérique du matériau constitutif de la boule, par exemple sous la forme d'une poudre, des grains pigmentés homogènes qui sont répartis uniformément de manière homogène et régulière et qui réalisent le motif à la surface de la boule, le matériau dans lequel sont répartis les grains étant par exemple translucide.

On fait ainsi appel à une technologie de navigation optique qui consiste en la mesure des changements de positions par acquisition optique d'images de surface séquentielles, et en la détermination mathématique de la direction et de l'amplitude du mouvement.

Le fait d'utiliser des grains pigmentés procure une très grande finesse ou sensibilité de la détection permettant par exemple de produire de l'ordre de 2.000 impulsions par tour de la boule dont le diamètre est de 38 mm.

Bien entendu, une telle sensibilité n'est pas nécessaire, voire nuisible, pour de très nombreuses applications et on procède alors, par traitement des signaux, à une "division" du nombre des impulsions avec un facteur de division compris par exemple entre 10 et 200 en fonction des applications et de la sensibilité souhaiter.

Il n'y a pas de pièces mobiles et il n'est pas nécessaire d'avoir une grande précision sur l'alignement optique.

Le système de détection de rotation de la boule est io constitué essentiellement d'un composant optoélectronique comprenant un système d'acquisition d'images, via une lentille et une diode "LED" qui illumine la surface de la boule, d'un processeur de signaux numériques qui génère les valeurs de déplacements relatifs Ax et Ay qui sont ensuite converties en is signaux sur deux voies.

A cet effet, le module 53 est constitué pour l'essentiel par deux plaques à circuits imprimés horizontales supérieure PCB1 et inférieure PCB2.

La plaque supérieure PCB1 comporte, sur sa face supérieure, trois séries de paires de plots de contact fixes agencés selon la même disposition en triangle équilatéral que les logements 58 et les billes 56 reçues dans le conduit 54.

Chaque paire de plots comporte un plot central 94 et un plot périphérique 96 qui entour le plot 94.

De manière connue, chaque organe de déclenchement 60, qui est illustré à grande échelle à la figure 22 est un dôme qui comporte ici, à titre d'exemple non limitatif, quatre branches radiales en étoile 61 comportant chacune une extrémité 98 qui est en appui de contact électrique sur le plot périphérique 96.

Il peut aussi être de forme plus simple rond, rectangulaire, triangulaire, etc. Dans l'état normal de repos de l'organe 60, sa partie centrale 100 est située verticalement au-dessus et à l'aplomb du plot central 94.

La partie centrale 100 est conformée avec une cuvette en forme de calotte sphérique 102 dont la convexité est orientée vers le haut et qui reçoit une bille associée 56 de roulement et/ou de glissement en fonction des valeurs des coefficients de frottement des billes avec d'une part la surface de la boule et, d'autre part, la surface des dômes et des conduits tubulaires. Lorsque l'on exerce un effort vertical, orienté vers le bas sur la bille

56, la partie centrale 100 avec sa calotte sphérique 102 quitte sa position stable haute, illustrée par exemple à la figure 11, pour venir établir un contact électrique avec le plot central 94 et établir ainsi une liaison électrique entre les deux plots fixes 94 et 96.

Dès que l'on relâche l'effort de déclenchement appliqué sur la partie centrale 100, l'organe de déclenchement du dôme 60 is revient à son état stable dans lequel la calotte est en position haute et dans lequel la liaison électrique entre les plots 94 et 96 est interrompue.

Les trois plots centraux 94 sont par exemple reliés à une piste conductrice commune dans la plaque PCB1, tandis que chaque plot périphérique 96 est relié à une piste associée distincte.

Le raccordement des pistes reliées aux plots 94 et 96 avec des pistes de la plaque inférieure PCB2 est réalisé, de manière connue, par l'intermédiaire des quatre entretoises tubulaires verticales 104 en métal de préférence conducteur de l'électricité qui sont interposées entre les plaques PCB1 et PCB2.

Les deux plaques PCB1 et PCB2, avec les entretoises 104, constituent un empilage ou sandwich qui est assemblé et fixé sous la face supérieure 46 du logement 44 au moyen de quatre vis verticales 106 qui traversent les entretoises 104 et qui sont vissées dans le matériau du boîtier 22.

Ainsi, en position assemblée, et comme on peut le voir notamment aux figures 8, 9 et 1 1, la face supérieure de la plaque supérieure PCB1 est plaquée contre la face supérieure 46 du logement 44 et positionnée de telle sorte que chaque paire de plots 94, 96 est située en regard d'un logement 58 avec un organe de déclenchement 60 "emprisonné" dans le logement 58 de manière à constituer trois commutateurs 60-94-96 répartis selon un triangle équilatéral autour de l'axe vertical AV et dont chacun est commandé par une bille associée 56.

La fixation de la plaque PCB1 est complétée par deux vis 107.

Pour le raccordement électrique des différents composants io du module 53 avec l'extérieur du boîtier 22 et donc du dispositif 20, le module 53 comporte un connecteur 108, de conception générale connue, qui est fixé sur la face supérieure de la plaque inférieure PCB2 et dont les broches de sortie 110 s'étendent horizontalement à travers la fente horizontale 68 de manière is qu'un connecteur complémentaire (non représenté) puisse être raccordé au connecteur 108 à travers les fentes alignées 68 et 86 en raccordant ainsi les composants électriques de commutation et optoélectroniques de détection du module 53 avec les circuits de l'appareil électronique (non représenté) équipé du dispositif 20.

La source lumineuse d'éclairement de la boule 30 est ici une diode LED 112 fixée sous la face inférieure de la plaque inférieure PCB2.

La lumière émise par la source lumineuse constituée par la diode 112 est concentrée et guidée par un bloc formant guide optique 114 de forme complexe qui s'étend horizontalement entre les deux plaques PCB1 et PCB2.

Le bloc 114 comporte un prisme 131 de guide de lumière qui canalise et dirige la lumière émise par la diode LED 112 pour éclairer le pôle inférieur de la boule autour et au droit de l'axe AV.

Le bloc 114 comporte aussi une lentille centrale 116 qui est orientée verticalement vers le haut, dont l'axe optique vertical est confondu avec l'axe AV de façon à être sensiblement perpendiculaire à la zone éclairée de la surface de la boule, et qui capte et focalise l'image de la zone polaire de la boule 30 éclairée par le prisme 131 en direction du système d'acquisition d'images.

La lentille 116 est alignée avec la fente 52 du boîtier pour faire converger l'image de la boule vue par le capteur à travers cette fente et la plaque supérieure PCB1 comporte une découpe centrale 118 oblongue d'orientation transversale alignée avec la fente 52 du boîtier.

Le bloc 114 formant guide de lumière a sa face supérieure horizontale 120 plaquée sous la face inférieure de la plaque supérieure PCB1 et il comporte, verticalement sous la lentille 116 et au droit de l'axe optique vertical de cette dernière, un logement cylindrique borgne 122 qui reçoit l'élément sensible 124 appartenant à un capteur, ou détecteur d'images, 126.

Le capteur 126 est fixé sous la face inférieure de la plaque 1s inférieure PCB2 qui comporte une découpe centrale rectangulaire 128 pour l'agencement des composants, et notamment l'assemblage du guide 114 avec le capteur 126.

La lentille 116 avec le capteur 126 et son élément sensible 124 constituent les moyens pour capter l'image de la zone polaire 20 inférieure éclairée de la boule.

Le module 53 comporte enfin une entretoise inférieure 130 d'assemblage et de positionnement des différents composants qui comporte notamment deux ailes inférieures 132 qui sont en appui sur la face supérieure de la plaque 78 du capot métallique 26 comme on peut le voir par exemple à la figure 9.

Les différents composants du module 53 sont par exemple disponibles commercialement de la société "AGILENT TECHNOLOGIES", 395 Page Mill Road in Palo Alto, Californie SA, sous les références ADNS-2051 (Solid-Sate Sensor Version 1.0), HDNS-2200 (Solid State Sensor Assembly Clip), HDNS62100#001 et HLMP-ED80 639nm (Ti 3/4 LED).

Le module 53 permet ainsi d'éclairer la boule par la lentille 116 à travers la fente 52 et de capter, à travers la lentille 116 et au moyen du capteur 126, l'image de la zone de la boule éclairée par le faisceau lumineux émis par la diode 112 à travers la première partie du guide optique 114.

Sur les figures, la boule d'entraînement 30 est représentée dans sa position normale de fonctionnement dans laquelle elle est entraînée en rotation par l'utilisateur.

Lors de cette rotation autour de son centre C, la boule 30 roule, par sa surface périphérique convexe 31, sur les billes de roulement 56 ou de glissement qui tournent elles-mêmes chacune dans son conduit tubulaire 54 et dans la calotte sphérique associée 102 d'un organe de déclenchement 60.

Les trois billes 56 sont coplanaires dans un plan horizontal et les dimensionnements et les agencements des différents composants sont tels qu'il existe un jeu radial entre les surfaces 31 de la boule 30 et 42 de la cavité 40.

is La rotation de la boule d'entraînement 30 est ainsi aisée avec des frottements réduits et tous ses déplacements en rotation autour de son centre C sont détectés par le module inférieur 53 dont l'axe optique est l'axe vertical AV passant par le centre C de la boule qui est ainsi parallèle aux axes verticaux de coulissement des billes 56 dans leurs conduits tubulaires respectifs 54.

Lorsque l'utilisateur désire utiliser la boule 30 comme organe d'actionnement de commutateur(s) de validation 60-94-96, il doit enfoncer verticalement la boule en appuyant globalement verticalement sur celle-ci.

Un tel effort de poussée ou d'enfoncement de la boule 30 est transmis aux trois billes 56 sur lesquelles repose la boule 30.

Sous l'effort d'enfoncement, les billes 56 coulissent, verticalement vers le bas, chacune dans son conduit tubulaire de guidage associé 54, pour provoquer la déformation élastique de l'organe de déclenchement associé 60.

On réalise ainsi une fonction de commutation électrique en agissant sur la boule 30 par enfoncement de cette dernière et par l'intermédiaire des billes de roulement 56.

Le mouvement global de la boule 30 lors de la course de "commutation" est vertical selon l'axe vertical AV qui est aligné avec l'axe optique du module inférieur 53.

Ainsi, lors de la course de commutation ou de déclenchement de la boule 30 verticalement vers le bas selon l'axe AV, le module 53 avec sa lentille 116 ne détecte aucun mouvement de rotation de la boule 30 susceptible de produire un signal parasite représentatif de sa rotation puisque, par rapport à la lentille 116, la boule ne tourne pas.

io Ainsi, l'utilisation de l'organe d'entraînement constitué par la boule 30 en vue d'obtenir un ordre, par exemple de validation, en agissant sur le commutateur 60 ne produit aucun signal parasite au niveau du module 53.

Selon une première mise en oeuvre, les trois dômes de is déclenchement 60 sont de conception identique et leurs déclenchements sont quasi simultanés.

Plus précisément, lorsque le curseur, qui se déplace sur l'écran de l'appareil électronique en fonction de la rotation de la boule, atteint la position visée par l'utilisateur, la validation de cette position (fonction"Select") est obtenue grâce à une force d'appui d'orientation verticale exercée par le doigt ou la paume de la main de l'utilisateur sur le sommet, ou pôle supérieur, de la partie émergente de la boule, et qui est orientée vers le centre C de la boule, verticalement de haut en bas.

Cette force d'appui ou d'enfoncement est transmise par la boule 30 aux organes de déclenchement de commutation 60 et elle provoque le changement d'état d'au moins un organe de déclenchement, aussi appelé "collapsage" de l'organe de déclenchement.

Le changement d'état se traduit par un affaissement vertical de l'organe de déclenchement de commutation, et par conséquent par un déplacement vertical de la boule, d'environ 0,4 mm dans l'exemple décrit et représenté, en produisant un effet de détente mécanique qui se traduit sous la forme d'un effet tactile qui est transmis, par la l'intermédiaire de la boule 30, jusqu'au doigt ou à la paume de l'utilisateur Le changement d'état peut aussi produire un "clic" audible.

Cet effet tactile coïncide sensiblement avec la fin de la course verticale dirigée vers le bas de l'ensemble ou équipage constituée par la boule et par au moins un organe de déclenchement, c'est-à-dire qui correspond sensiblement à la fermeture du commutateur électrique qui produit un signal de validation ou signal "Select".

io Pour que la position ainsi "validée" corresponde à la position visualisée sur l'écran et choisie par l'utilisateur juste avant que celuici n'exerce la force d'appui ou d'enfoncement sur la boule 30, il est impératif que, pendant tout le déplacement ou course verticale de la boule 30, le système de détection de is rotation de la boule (dont l'axe optique de visée est orienté perpendiculairement à la surface de la boule) "voit" toujours le même motif ou le même grain pigmenté de la couche superficielle de la boule.

Ainsi, pour qu'aucun mouvement apparent de rotation de la boule ne soit détecté pendant la course verticale de validation, il faut que le système de détection soit sensiblement dans l'axe diamétral vertical du dispositif et de la boule, c'est-à-dire dans l'axe de déplacement vertical de la boule.

Comme le pôle supérieur de la boule est celui sur lequel est exercé l'appui du doigt ou la paume de l'utilisateur, le système de détection de rotation de la boule doit être placé verticalement sous la boule, de façon que son axe optique de visée soit orienté vers le pôle inférieur de la boule, perpendiculairement à la surface 31 de la boule 30.

De manière à garantir que cet agencement géométrique demeure constant lors de l'actionnement de la boule, la résultante des forces exercées sur la boule par les organes de déclenchement de commutation, en réaction à la force d'appui vertical exercée par l'utilisateur sur le pôle supérieur de la boule au moment de la validation, doit passer par le pôle inférieur.

Dans la mesure où il n'est pas possible de positionner un seul organe de déclenchement sous le pôle inférieur, puisque cette place est occupée par le système de détection de rotation de la boule, il est de préférence fait appel à la configuration décrite et représentée qui comporte trois organes de déclenchement similaires dont les centres de chacun forment les sommet d'un triangle équilatéral dont le plan horizontal est io traversé orthogonalement par l'axe diamétral vertical de la boule 30, au point correspondant au barycentre du triangle équilatéral, qui est aussi le point de concours de ses trois hauteurs.

La configuration en triangle est particulièrement avantageuse car: - elle permet de dégager la zone située directement sous le pôle inférieur de la boule pour permettre d'y placer l'élément optique de détection de la rotation de la boule; - elle procure dans l'espace un positionnement de la boule stable et précis, y compris pendant son déplacement vertical en évitant ainsi tout phénomène d'hyperstaticité ou d'hypostaticité ; - elle offre la possibilité de "cumuler" les effets de trois dômes ou organes de déclenchement dont les forces d'actionnement s'additionnent.

Ceci est particulièrement intéressant lorsque le dispositif du type trackball comporte une boule 30 de grand diamètre, par exemple 38 mm dans l'exemple représenté, car plus le diamètre de la boule est grand, plus la force d'appui de validation par enfoncement de la boule doit être élevée pour fournir à l'utilisateur une sensation tactile confortable (qui est plus sensible à la valeur de la pression qu'à celle de la force proprement dite).

Par ailleurs, comme les valeurs maximales des forces d'actionnement ou de déclenchement des dômes sont limitées pour garantir des durées de vie suffisantes pour ces organes de déclenchement, c'est-à-dire un nombre de cycles d'actionnement important, il est ainsi particulièrement avantageux d'additionner les forces de plusieurs dômes pour obtenir les valeurs de forces d'appui désirées pour des boules de grands diamètres.

Ainsi, dans l'exemple décrit et représenté, dans lequel le 5 diamètre de la boule 30 est de 38 mm: - la force d'appui de validation doit être de l'ordre de 8 à 12N en fonction de l'application pour fournir une sensation tactile confortable; - les trois dômes comportent chacun quatre pattes ou io branches radiales dont les dimensions extérieures s'inscrivent dans un cercle de 8,5 mm et dans un carré de 7 mm de côté ; - la valeur de la force d'actionnement de chacun des dômes peut être choisie, en fonction du modèle, entre 2 et 4,5N; - la longueur des côtés du triangle équilatéral, dont les is sommets correspondent aux centres des dômes, est d'environ 12 mm, ce qui procure un espace suffisant pour loger le dispositif de détection de rotation de la boule qui, on le notera, s'étend perpendiculairement à un côté du triangle entre le barycentre du triangle et un point extérieur au triangle sensiblement symétrique du barycentre par rapport à un côté.

Les trois dômes peuvent avoir chacun une force F de déclenchement identique, par exemple F=3N de manière à obtenir une force résultante d'appui d'environ 9N.

Selon une variante, pour l'un des dômes, la force F1=3N et 25 pour les deux autres dômes la forces F2=4N de manière à obtenir deux niveaux distincts de déclenchement.

Enfin, les trois dômes peuvent chacun avoir une force de déclenchement différente F1, F2 et F3 de manière à obtenir trois niveaux distincts de déclenchement.

Il est ainsi possible de prévoir trois dômes possédant des raideurs différentes et l'action verticale sur la boule 30 est susceptible de provoquer alors successivement, et de manière distincte, l'actionnement ou déclenchement des trois commutateurs électriques.

L'utilisateur a alors à sa disposition un dispositif 20 lui permettant, outre de commander les déplacements d'un curseur sur un écran par rotation de la boule d'entraînement 30, d'effectuer sélectivement trois ordres de commutation électrique en appliquant à la boule un effort d'enfoncement plus ou moins important.

Les générateurs de sensations tactiles 66L, 66T sont indépendants des moyens de détection de la rotation de la boule, c'est-à-dire qu'ils ne comportent aucun composant commun avec io les moyens de détection.

Les générateurs de sensations tactiles 66L et 66T sont chacun essentiellement constitué d'un rouleau avant 140L, 140T qui coopère en permanence par friction avec la surface 31 de la boule 30 et qui est lié en rotation avec un arbre de générateur 142L, 142T, dont l'extrémité axiale arrière est liée en rotation à un rotor 144L, 144T qui appartient à des moyens électromagnétiques aptes à attirer et/ou à retenir l'arbre 142L, 142T dans une position angulaire déterminée et qui comportent aussi un corps de stator 146L, 146T comportant une culasse tubulaire qui loge un bobinage 148L, 148T tubulaire qui entoure elle-même un noyau central 147L, 147T.

Le boîtier 22 comporte bien entendu des trous non représentés pour le passage des deux paires de fils conducteurs d'alimentation des bobinages.

Ces quatre fils sont reliés à plaque à circuits imprimés inférieure qui porte aussi des composants électroniques pour la commande des générateurs de sensations tactiles.

Une bille 150L, 150T de centrage et d'articulation est interposée axialement entre le rotor 144L, 144T et le noyau 147L, 147T. le diamètre de la bille est par exemple de l'ordre de 1 mm dans l'exemple illustré.

Plus précisément, comme on peut le voir à la figure 10D, la face transversale arrière 154L, 154T de la partie centrale du rotor 144L, 144T comporte un logement axial tubulaire ouvert vers l'arrière 156L, 156T qui loge partiellement une bille 150L, 150T qui est centrée sur l'axe AT.

A l'opposé, la face transversale avant 158L, 158T du noyau 147L, 147T comporte un perçage axial 160L, 160T qui débouche dans la face transversale avant et dont le diamètre est inférieur à celui de la bille 150L, 150T; Ainsi, l'arête circulaire avant 162L, 162T est en appui sur la bille 150L, 150T en pouvant ainsi pivoter autour du centre de la bille.

io En position alignée théorique, la face transversale arrière 155L, 155T des dents du rotor est parallèle à la face transversale avant des dents du stator et notamment à la face transversale annulaire avant 164L, 164T des dents en délimitant ainsi entre elles un entrefer annulaire dont l'épaisseur axiale prend en is compte le jeu nécessaire à la rotation du rotor sans frottement avec les pôles de la culasse et le jeu nécessaire pour permettre le basculement du rotor autour de la bille formant rotule d'articulation. L'entrefer est ici "extérieur" et contient de l'air ambiant.

La culasse tubulaire 146L, 146T est divisée en quatre pôles ou dents 143L, 143T comme la périphérie du rotor 144L, 144T.

Le nombre des dents ou de pôles n'est bien entendu pas limité à quatre et peut être choisi, notamment en fonction du nombre de détentes que l'on peut souhaiter créer par tour.

Lorsque le bobinage 148L, 148T est alimenté par ses fils 166L, 166T de raccordement reliés à la carte à circuits imprimés, l'attraction électromagnétique du rotor 144L, 144T par la culasse tubulaire 146L, 146T tend à aligner angulairement les pôles 143L, 143T de la culasse du stator et les pôles 145L, 145T du rotor, en faisant tourner le rotor 144L, 144T, et donc le rouleau 140L, 140T, dans l'un ou l'autre sens en fonction du décalage angulaire des pôles 143L, 143T-145L, 145T au moment de la mise sous tension du bobinage.

Les pièces externes 146L, 146T sont emboîtées dans les logements 62L, 62T et sont maintenues par des vis horizontales 152L, 152T qui traversent des trous correspondants des plaques verticales 82L, 82T du capot inférieur métallique 26.

Plus précisément, la culasse est le corps du stator et elle est immobilisée et en rotation et orientée angulairement par rapport au boîtier par des formes en relief 168L, 168T qui sont reçues dans des formes complémentaires en creux complémentaires 170L, 170T du boîtier 22 et 171L, 171T du couvercle l0 24.

Les vis de fixation 152L, 152T plaquent les faces transversales arrière 153L, 153T des culasses contre les plaques latérales 82L, 82T qui constituent ainsi des radiateurs de refroidissement des stators électromagnétiques. Ce mode de is fixation mécanique assure une bonne conduction thermique avec le capot métallique pour dissiper les calories produites par le bobinage 148L, 148T du générateur. Pour améliorer la conductivité thermique, on peur aussi prévoir de mettre une pâte "thermique" à l'interface entre les faces 153L, 153T des culasses et les plaques 82L, 82T.

Il est ainsi possible d'appliquer à la boule 30 un effet ou sensation tactile et ceci quelle que soit la position et l'orientation des déplacements de la boule, et aussi indépendamment du fonctionnement des moyens de détection de la rotation de la boule 30.

Chaque rouleau 140T est plaqué en permanence contre la surface 31 de la boule 30 par une épingle élastique 141L, 141T.

Chaque rouleau est par exemple en matériau élastomère. Le choix du matériau constitutif du rouleau dépend de celui de la couche périphérique de la boule, c'est à dire que l'on choisit un couple de matériaux, boule dure rouleau souple, ou encore par exemple boule souple rouleau dur, afin de garantir une friction convenable entre le rouleau et la boule.

L'arbre 142L, 142T est guidé en rotation dans le boîtier d'une part par le rotor arrière 144L, 144T avec la bille d'articulation 150L, 150T et, d'autre part par son extrémité libre avant 174L, 174T qui est guidée en rotation dans une fente horizontale délimitée en partie dans le boîtier 22 par une forme en creux 176L, 176T et dans le couvercle 24 par une patte verticale 178L, 178T.

Ainsi, chaque extrémité avant 174L, 174T peut coulisser dans le plan horizontal commun aux deux axes de rotation AL, AT io des arbres et des rouleaux de générateurs et elle est sollicitée élastiquement en direction de la boule 30 par l'épingle élastique associée 141L,141T.

Les mouvements de chaque arbre 142L, 142T de générateur de sensations tactiles provoquent un pivotement ou is basculement autour du centre de la bille 150L, 150T, mais l'entrefer axial "total" reste globalement constant entre les deux séries de quatre pôles 145L, 145T du rotor et 143L, 143T du stator et correspond à l'entrefer axial moyen égal à 0,12 mm lorsque l'axe AL, AT est aligné.

La bille 150L, 150T assure ainsi une liaison ou articulation à rotule entre le stator et le rotor auquel est fixé l'arbre 142L, 142T pour permettre les débattements angulaires sans effort sur l'arbre.

Le deuxième mode de réalisation du générateur de sensations tactiles illustré aux figures 23 à 26 permet d'assurer un meilleur guidage en rotation du rouleau avant 140L, 140T avec son arbre 142L, 142T et son rotor 144L, 144T afin de garantir un entrefer minimal et quasiment constant entre les faces arrière 155L, 155T des quatre dents ou pôles 145L, 145T du rotor et les faces transversales avant 164L, 164T des quatre pôles ou dents 143L, 143T du stator.

Selon cette conception, les variations de l'inclinaison de l'axe AL, AT du rotor 144L, 144T ne sont pas répercutées au niveau de l'entrefer et la valeur de ce dernier peut être réduite de manière importante car il n'y a plus lieu de tenir compte des risques de basculement du rotor par rapport à la boule.

Afin de minimiser la valeur et les variations de l'épaisseur de l'entrefer, l'entrefer est réduit et il est déterminé par une rondelle 173L, 173T d'épaisseur par exemple sensiblement égale à 0,05 mm. Le contrôle de la valeur de l'entrefer ainsi minimisée permet d'améliorer de manière importante les performances électromagnétiques de l'ensemble.

Des moyens mécaniques de liaison et de guidage entre la io culasse du stator et le rotor 144L, 144T sont constitués par une articulation du type à la Cardan en lieu et place de la bille 150L, 150T.

Dans cette conception des moyens électromagnétiques 150L, 150T la bille est remplacée par un guidage précis en is rotation afin de minimiser la valeur et les variations de l'épaisseur de l'entrefer. Une liaison par un joint à la Cardan miniature remplace la bille pour donner sa liberté de déplacement angulaire (pivotement-basculement) au rouleau 140L, 140T sur la boule 30.

Le tourillon 172L, 172T en croix du joint à la Cardan est représenté de manière fictive sous la forme d'un sous-ensemble pré-assemblé à la figure 27D pour mieux comprendre sa réalisation.

Une rondelle 173L, 173T détermine un entrefer d'épaisseur axiale constante entre la face transversale arrière 155L, 155T des dents du rotor 144L, 144T et la face transversale annulaire avant 164L, 164T des dents de la culasse tubulaire 146L, 146T.

Le rotor est guidé en rotation autour de l'axe AL, AT par un tourillon avant 177L, 177T du noyau central 147L, 147T dont le diamètre est égal à 1,5 mm, qui est reçu dans un perçage axial 179L, 179T du rotor, et dont le diamètre est ici de l'ordre de 1,5 mm.

L'extrémité axiale arrière de l'arbre de générateur 142L, 142T est conformée en une chape 180L, 180T de la même manière que la face avant 182L, 182T du rotor 144L, 144T et qui reçoivent le tourillon 172L, 172T pour constituer l'articulation à la Cardan.

Dans les deux premiers modes de réalisation du générateur, l'entrefer est constitué de deux parties.

Une première partie constitue un entrefer "utile" constitué par l'espace entre les faces planes d'extrémité 164L, 164T des quatre dents 143L, 143T du stator et les faces planes d'extrémité 155L, 155T des quatre pôles ou dents 145L, 145T du rotor.

Cet entrefer est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe io du système électromagnétique. La rotation du rotor 144L, 144T va induire de grandes variations de cet entrefer et la valeur du flux magnétique, passant entre les pôles 143L, 143T du stator et les pôles 145L, 145T du rotor, va varier de façon quasi sinusoïdale en fonction du décalage angulaire entre les pôles du stator et is ceux du rotor. C'est cette variation de flux qui produit les effets de "détente" transmis par le rouleau à la boule, et qui constituent les sensations tactiles transmises à la main de l'utilisateur.

Dans le premier mode de réalisation, les variations de l'entrefer dues au pivotement ou basculement du rotor autour de la bille produisent des variations de flux qui ne sont pas liées au décalage angulaire des pôles et qui constituent un "bruit" qui peut réduire l'effet de détente. Par ailleurs, il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur axiale de l'entrefer pour permettre le basculement du rotor autour de la bille et une telle augmentation peut réduire sensiblement la valeur du flux magnétique pouvant être canalisé par les dents ou pôles, et donc réduire l'effet de détente.

L'entrefer comporte une seconde partie, "non utile ou nuisible", constituée par l'espace entre l'extrémité du noyau central 147L, 147T du stator (dans lequel se referme le flux magnétique canalisé par les quatre dents ou pôles 145L, 145T du rotor 144L, 144T et la partie centrale en vis-à-vis du rotor.

Cette seconde partie de l'entrefer, qui participe à la saturation du circuit magnétique, ne participe pas à l'effet de détente puisque la rotation du rotor autour de son axe ne produit quasiment aucune variation de cette partie de l'entrefer, si ce n'est celle due au basculement du rotor autour de la boule dans le premier mode de réalisation.

Dans le troisième mode de réalisation du générateur de sensations tactiles illustré aux figures 28 à 34, l'entrefer comporte deux parties "utiles".

A cet effet, l'extrémité avant 158L, 158T du noyau 147L, 147T comporte ici quatre dents ou pôles 149L, 149T qui io s'étendent radialement vers l'extérieur et les quatre dents ou pôles 145L, 145T s'étendent axialement vers l'arrière en direction des pôles 143L, 143T de la culasse annulaire 146L, 146T pour coopérer avec les quatre pôles 149L, 149T.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'entrefer comporte is deux parties"utiles" dont une première partie, ou premier entrefer, identique à celle mentionnée précédemment entre les pôles 143L, 143T et 145L, 145T.

La seconde partie, ou second entrefer, "utile" est entre quatre faces cylindriques convexes externes 197L, 197T des quatre pôles 149L, 149T du noyau 147L, 147T du stator et les quatre faces cylindriques concaves internes 199L, 199T des quatre pôles 145L, 145T du rotor.

Ainsi, dans le même encombrement et avec le même nombre de pièces, le nombre de pôles du troisième mode de réalisation participant à l'effet de détente est doublé par rapport aux deux modes de réalisation précédents.

L'entrefer "non utile" est supprimé et est remplacé par celui créé par l'espace entre les faces cylindriques convexes et convexes des pôles.

L'épaisseur et la surface totale de l'entrefer "cylindrique" du troisième mode de réalisation sont du même ordre de grandeur que celles de l'entrefer "non utile". Les valeurs du flux magnétique traversant les circuits magnétiques des deuxième et troisième modes de réalisation sont donc identiques, toutes choses étant égales par ailleurs. Ainsi l'effet de détente obtenu au moyen de huit pôles est le double de celui obtenu précédemment avec quatre pôles.

La suppression de l'entrefer "non utile" supprime la force d'attraction axiale correspondante entre l'extrémité axiale avant du noyau central du stator et la partie centrale du rotor. Il ne subsiste plus que la force d'attraction longitudinale entre les dents du rotor et celles du stator. La résultante des forces d'attraction radiales des pôles à faces d'extrémités cylindriques concaves et convexe est nulle. Ainsi la force d'attraction axiale globale du troisième mode de réalisation est environ deux fois plus faible que celle du deuxième mode de réalisation. Les couples de frottement du rotor sur le noyau du stator sont donc divisés par deux, ce qui améliore encore l'effet de détente.

1s Le rotor est guidé en rotation autour de l'axe AL, AT par un tourillon 177L, 177T du noyau central 147L, 147T, qui est reçu dans un perçage axial 179L, 179T du rotor et dans un perçage axial 181L, 181T du noyau du stator.

La rondelle 173L, 173T détermine la valeur de l'entrefer axial.

Les figures 35, 35D, et 36 à 38 illustrent un quatrième mode de réalisation du générateur de sensations tactiles dérivé du deuxième mode de réalisation et dans lequel la rondelle 173L, 173T, assurant le jeu de fonctionnement au niveau des entrefers plans perpendiculaires à l'axe du système, est supprimée.

Une bille 184L, 184T dont le diamètre est égal à environ 1,5 mm est placée au fond du perçage 181L, 181T du noyau central du stator.

L'extrémité axiale arrière 186L, 186T du tourillon 177L, 177T de guidage en rotation du rotor vient en butée sur le sommet de la bille 184L, 184T pour maintenir le jeu de fonctionnement au niveau des entrefers plans.

L'avantage de cette solution est de minimiser le couple de frottement parasite, puisque lors de la rotation du rotor, les frottements sur toute la surface de la rondelle "d'entrefer" sont supprimés en l'absence de cette dernière, et sont remplacés par le frottement de l'extrémité plane 186T, 186L du tourillon sur le sommet de la bille 184L, 184T. Comme le point de frottement est situé sur l'axe de rotation, le couple créé par ce frottement est quasi nul, ce qui améliore l'effet de détente.

Le tourillon 177L, 177T est avantageusement réalisé en matériau amagnétique et emmanché à force dans le rotor afin d'éviter un phénomène de collage magnétique entre le perçage io axial 181L, 181T et le tourillon qui nuirait à l'effet tactile produit.

Les figures 39, 39D, et 40 illustrent un cinquième mode de réalisation du générateur de sensations tactiles dérivé du troisième mode de réalisation et dans lequel, comme dans le quatrième mode de réalisation, la rondelle assurant le jeu de is fonctionnement entre le stator et le rotor est supprimée et remplacée par une bille 184L, 184T.

Cette solution réduit, de la même façon, les couples de frottement en rotation pour améliorer l'effet de détente.

Selon un dernier mode de réalisation représenté schématiquement à la figure 41, il est possible de faire appel à des moyens électromagnétiques dans lequel le stator 144T est reçu de manière étanche dans le stator 146T et dans lequel le stator contient un fluide magnéto-rhéologique dit fluide MR.

Un tel fluide a pour propriété de posséder une viscosité qui varie d'un état très fluide à un état très visqueux en quelques millisecondes lorsque le fluide est soumis à un champ électromagnétique.

L'entrefer est rempli par le fluide MR. L'ensemble constitue ainsi un "coupleur" dont le couple s'opposant à la rotation du rotor dépend de la viscosité du fluide MR.

Le bobinage annulaire 148T représenté à la figure 41, d'axe AT, produit un flux "torique, illustré par les flèches, qui traverse axialement successivement les deux entrefers annulaires magnétiques de la périphérie annulaire hachurée du rotor 144T, la partie centrale non hachurée du rotor n'étant pas réalisée en matériau magnétique.

Pour différentes applications ou modes d'utilisations, il peut être souhaitable de bloquer en rotation un rouleau 140L, 140T et donc de bloquer partiellement la rotation de la boule de manière correspondante, par exemple pour la transformer en un "rouleau" qui ne peut tourner globalement qu'autour d'un axe horizontal.

A cet effet, les variantes de réalisations illustrées aux io figures 42A, 42B, 43A et 43B illustrent une conception permettant de bloquer la rotation du rotor 144L, 144T qui est solidaire en rotation de l'arbre 142L, 142T, et donc du rouleau 140L, 140T.

Le blocage du rotor est obtenu par effet de collage magnétique du rotor 140L, 144T sur le stator, et plus particulièrement, sur la culasse 146L, 146T, en réduisant à zéro la valeur ou épaisseur axiale de l'entrefer entre les faces transversales en vis-à-vis des séries de pôles ou dents 145L, 145T et 143L, 143T du rotor et de la culasse respectivement.

A cet effet, l'extrémité axiale arrière, à gauche en considérant les figures, du tourillon 177L, 177T est en appui axial vers l'arrière, par l'intermédiaire d'une bille 184L, 184T, contre une pièce fixe de butée 200L, 200T, avec interposition axiale d'un ressort à boudin de compression 202L, 202T qui est monté comprimé entre la pièce 200L, 200T et la bille 184L, 184T.

En position normale d'utilisation, c'est-à-dire lorsque le rotor et la culasse ne sont pas "collés", le ressort 202L, 202T assure une pré charge ou précontrainte, axialement vers l'avant - c'est-à-dire vers la droite en considérant les figures - sur la bille 184L, 184T qui est en appui axial vers l'avant contre une surface de butée avant correspondante 204L, 204T du noyau central 147L, 147T, la raideur du ressort étant telle que la bille 184L, 184T constitue une butée fixe pour la tige ou tourillon 177L, 177T, et donc pour le rotor 144L, 144T en déterminant ainsi la valeur de l'entrefer axial entre les dents en vis-à-vis 143L, 143T et 145L et 145T.

A l'encontre de la force élastique exercée par le ressort 202L, 202T, la bille 184L, 184T est susceptible de coulisser axialement, vers l'arrière en partant des positions illustrées aux figures 42A et 43A, à l'intérieur du logement cylindrique 206L, 206T qui loge le ressort et la bille.

Tant que la valeur de la force électromagnétique Fai d'attraction axiale exercée sur le rotor par les dents du stator est io inférieure à la valeur Fp de précontrainte exercée par le ressort de la bille, cette dernière reste fixe en appui axiale vers l'avant contre la surface 204L, 204T.

Le fonctionnement du générateur de sensations tactiles est alors analogue à ce qui a été décrit précédemment.

is Lorsque la valeur de la force d'attraction axiale exercée sur le rotor atteint une valeur Fas supérieure à Fp, la bille est soumise à une force résultante Fas - Fp qui est dirigée axialement de l'avant vers l'arrière et la bille quitte alors son appui sur la surface 204L, 204T pour coulisser axialement vers l'arrière à l'intérieur du logement 206L, 206T, jusqu'à ce que l'entrefer entre les dents deviennent nul pour aboutir à la positon dite de "collage" illustrée aux figures 43A et 43B.

Du fait de la valeur nulle de l'entrefer, l'attraction entre les dents du stator et celle du rotor devient alors très grande et il en résulte un blocage en rotation du rotor par rapport au stator du fait de la friction existant les faces transversales, désormais en contact, des dents.

Cette friction peut être augmentée en prévoyant un revêtement adéquat, non représenté, de ces faces de dents.

Dans l'état de collage obtenu, grâce au fait que l'entrefer est désormais nul, l'intensité du courant d'alimentation du bobinage peut être réduite de manière importante, tout en maintenant l'effet de collage.

Ainsi, pour "bloquer" un générateur de sensations tactiles en rotation, on envoie dans le bobinage une brève impulsion de courant élevée permettant d'obtenir une force d'attraction Fas supérieure à Fp et d'aboutir ainsi au collage. Ensuite, on réduit immédiatement la valeur du courant d'alimentation du bobinage à une valeur lm, dite de maintien du collage, qui est une valeur inférieure à celle qui est nécessaire, en fonctionnement "normal" du générateur d'impulsions tactiles.

On interrompt ensuite l'alimentation en courant du io bobinage pour obtenir la fin du collage, l'entrefer étant à nouveau à sa valeur "nominale" grâce notamment à l'effet de rappel exercé par le ressort 200L, 202T sur la bille 184L, 184T et donc sur la tige 177L, 177T et donc le rotor 144L, 144T qui se déplace axialement vers l'avant par rapport au stator, et donc par rapport à la culasse.

Cette conception permet avantageusement de bloquer la rotation de la boule selon une direction, voire selon toutes les directions en "collant" les deux générateurs de sensations tactiles avec une consommation d'énergie électrique et une élévation des température plus faible qu'en fonctionnement normal des générateurs.

Ceci est très important car, si l'élévation de la température et la consommation de courant peuvent être contrôlées par des circuits électroniques de commande en mode impulsionnel, c'est- à-dire pour produire des impulsions en définissant la forme et la durée de chacune des impulsions électriques correspondantes, il n'en n'est pas de même en mode permanent ou en mode semipermanent - pour le blocage en rotation - dont la durée dépend de l'utilisation.

En effet, si l'on bloque la rotation de la boule autour d'un axe pour la transformer en un rouleau ou tambour de commande tournant autour d'un seul axe, le temps éventuel de blocage doit alors être égal au temps décidé pour l'utilisation du dispositif ou navigateur dans ce mode d'utilisation.

En mode impulsionnel de commande, il est possible d'amplifier, en valeur de courant, les impulsions électriques envoyées dans un bobinage pour produire des impulsions ou sensations tactiles de valeurs élevées.

Par exemple, si la durée de l'impulsion est égale au tiers de la période entre deux impulsions, la consommation de courant et l'élévation de la température seront égales à celles d'un courant continu d'intensité égale au tiers de celle de l'impulsion.

En mode "semi-permanent, le facteur de marche est de io l'ordre de 100.

D'une manière générale pour chaque générateur de sensations tactiles, on définit comme pour tout composant électromagnétique, son facteur de marche (Duty cycle factor) qui permet de caractériser le facteur d'échauffement du bobinage, et is ceci notamment afin d'éviter toute altération ou détérioration thermique.

Ce facteur de marche ou coefficient d'utilisation s'exprime sous la forme d'un pourcentage égal à : En marche (On time) X 100 En marche (On Time) + Coupé (Off time) On peut ainsi déterminer la valeur maximale d'énergie électrique appliquée au bobinage et notamment de façon que la valeur maximum du courant soit inférieure en utilisation intermittente à celle en utilisation continue.

Selon une variante non représentée, il est possible d'inclure dans le circuit magnétique d'un générateur de sensations tactiles, un ou plusieurs aimants permanents.

Il est ainsi possible de faire appel à cette faculté d'aimantation pour le noyau central avec un pôle magnétique de l'aimant permanent situé du côté de l'entrefer et l'autre pôle magnétique situé à l'autre extrémité du noyau central.

Il est aussi possible de prévoir l'aimantation permanente de la culasse de manière à disposer d'un pôle magnétique au fond de la culasse et de l'autre pôle magnétique opposé situé au niveau des dents ou pôles de la culasse.

Il est encore possible de prévoir l'aimantation permanente du rotor avec un pôle magnétique dans la partie centrale du rotor et un pôle opposé sur les faces des dents en vis-à-vis des faces des dents du stator.

Le recours à des aimantations permanentes ou aimants permanents permet avantageusement d'accroître la valeur des sensations tactiles lors de la rotation de la boule, au-delà des io valeurs maximales possibles en fonction du courant maximum pouvant circuler dans le bobinage.

Par contre, il est bien entendu nécessaire d'alimenter le bobinage de manière à produire un flux électromagnétique annulant celui des aimants permanents, lorsque aucune sensation is tactile n'est désirée.

Dans la demande internationale WO-A1-02/075641, on a déjà proposé de réaliser les moyens d'étanchéité et de nettoyage de la boule sous la forme d'un sous-ensemble comportant une coupelle métallique rapportée dans un logement complémentaire formé dans la face supérieure ouverte du boîtier, la coupelle logeant un empilage de différentes couches de matériaux tels que du feutre et du "Teflon" (tétrafluoroéthylène).

Un tel sous-ensemble ou cartouche de nettoyage et d'étanchéité peut aussi être un élément amovible pouvant être remplacé.

La coupelle formant boîtier est alors maintenue dans son logement par le couvercle du dispositif.

On pourra notamment se reporter aux figures 37 à 43 du document et à la partie correspondante de sa description.

Des moyens d'étanchéité sont encore prévus dans le dispositif 20, notamment pour éviter la pénétration de corps étrangers, et notamment de poussières, à l'intérieur du dispositif et plus particulièrement dans la cavité 40.

Les moyens d'étanchéité ont aussi pour fonction de nettoyer la surface 31 de la boule d'entraînement 30 lors des mouvements de rotation de celle-ci autour de son axe.

Dans la mesure où la boule 30 peut se déplacer verticalement par rapport au boîtier 22 et donc par rapport au couvercle 24, la conception des moyens d'étanchéité doit prendre en compte cette faculté de déplacement, d'une part, en ne s'y opposant pas et, d'autre part, en maintenant la fonction d'étanchéité quelle que soit la position verticale de la boule 30 io par rapport au boîtier 22 et son couvercle supérieur 24.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2 et 3, les moyens d'étanchéité sont constitués par une rondelle élastique supérieure 300 par exemple en métal, une rondelle intermédiaire 302 par exemple en "Téflon " - polytétrafluoroéthylène, et une is rondelle inférieure 304 par exemple en métal.

La rondelle inférieure "rigide" 304 se place au fond du lamage 306 du boîtier pour constituer une surface annulaire complète de soutien et d'appui aux deux autres rondelles.

La rondelle intermédiaire souple 302 d'épaisseur égale par exemple à 0,1 ou 0,2 mm fait fonction de joint racleur sur toute la surface sphérique périphérique de la boule, à la base de sa partie émergente du couvercle 24.

La rondelle supérieure élastique 300 est une rondelle ressort dentelée qui exerce un effort élastique dirigé verticalement vers le bas sur toute la périphérie du joint racleur que constitue la rondelle intermédiaire 302.

La figure 8D1 représente une vue en coupe du système d'étanchéité et de la boule en position haute ou position de repos, c'est à dire en l'absence d'enfoncement de la boule, tandis que la figure 8D2 représente les mêmes éléments en position basse ou enfoncée de la boule 30.

La conception de ces moyens d'étanchéité est compatible avec le déplacement vertical de la boule.

La rotation de la boule procure un effet d'auto nettoyage de la surface 31 de la partie émergée de la boule.

L'empilage axial 300-302-304 est ici reçu et positionné dans un logement ou lamage annulaire complémentaire 306 formé dans la face supérieure 32 du boîtier 22 visible à la figure 5.

Un logement complémentaire 308 est formé dans la face inférieure du couvercle 24.

Au cas où un liquide pénètre ou se condense dans la cavité 40, il s'écoule dans le logement 44 et tombe sur le io radiateur 26 qui peut en provoquer l'évaporation.

Cet empilage de rondelles constitue aussi un léger frein qui évite des rotations intempestives de la boule 30 en cas de vibrations.

De plus, lors de l'enfoncement vertical de la boule en vue is d'une action de validation ou de sélection, les moyens d'étanchéité procurent un effet de freinage maîtrisé qui empêche les mouvements parasites de rotation de la boule autour de son centre.

Les billes 56 de roulement peuvent être remplacées par des éléments de glissement sur lesquels la boule glisse au lieu de rouler.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Dispositif (20) de commande, notamment des déplacements d'un curseur sur un écran d'un appareil électronique, comportant: - un organe (30) d'actionnement en forme de boule sphérique avec une surface (31) apte à être manipulée par un utilisateur; - un boîtier (22) de boule qui délimite une face concave (42) qui entoure au moins une partie de la boule (30), et qui io comporte une fenêtre (52) pour le passage de faisceaux lumineux; des éléments (56), notamment de roulement, pour le guidage en rotation de la boule (30) qui font saillie à travers ladite face concave (42) et sur lesquels la boule, lorsqu'elle est manipulée, roule de manière à tourner autour de son centre (C); - une source lumineuse (112) pour émettre au moins un faisceau lumineux incident à travers la fenêtre (52) et en direction de la boule (30) ; - et des moyens (116, 124, 126) pour capter l'image de la zone de la boule (30) éclairée par le faisceau; caractérisé en ce que: - le dispositif (20) comporte au moins un commutateur (60-94-96), notamment de validation d'une position du curseur sur l'écran, sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule (30) ; et - la boule (30) est montée mobile par rapport au boîtier, selon un axe d'enfoncement (AV) passant sensiblement par le centre (C) de la boule (30), pour agir sur le commutateur de validation par l'intermédiaire d'un desdits éléments de guidage (56) qui est interposé axialement entre la boule (30) et l'organe de déclenchement (60) du commutateur.

2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de guidage en rotation de la boule sont constitués par trois éléments de guidage (56) qui sont situés sensiblement dans un même plan orthogonal à l'axe d'enfoncement (AV) de la boule et qui sont répartis angulairement à 120 degrés autour de l'axe d'enfoncement (AV).

3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte trois commutateurs (60-94-96) sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule (30) selon ledit axe d'enfoncement (AV), et en ce que chacun desdits trois éléments de guidage (56) est interposé axialement entre la boule (30) et l'organe de déclenchement (60) d'un commutateur associé.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe d'enfoncement (AV) de la boule (30) passe à travers ladite fenêtre (52).

5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé 1s en ce que l'axe d'enfoncement (AV) de la boule (30) est confondu avec l'axe optique desdits moyens (116, 124, 126) pour capter l'image de la zone éclairée de la boule.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de guidage en rotation de la boule (30) est une bille (56) de guidage par roulement.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de guidage (56), qui est interposé entre la boule (30) et l'organe (60) de déclenchement du commutateur associé, est guidé en coulissement dans le boîtier (22) selon une direction parallèle à l'axe d'enfoncement (AV) de la boule (30).

8. Dispositif selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que chaque bille (56) est guidée en coulissement dans un conduit tubulaire (54) du boîtier.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le commutateur électrique, notamment de validation d'une position du curseur sur l'écran, comporte au moins deux plots de contact fixes (94, 96) et un organe de déclenchement (60) de forme générale bombée qui est déformable élastiquement, à partir d'une position stable de repos, sous l'action d'un effort axial d'enfoncement appliqué à la boule (30), pour établir une liaison électrique entre les deux plots de contact fixes (94, 96).

10. Dispositif selon la revendication précédente, prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de déclenchement (60) délimite une cavité en forme de io calotte sphérique creuse (102) qui reçoit une partie de la bille de guidage en roulement associée (56).

11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les plots de contact fixes (94, 96) de chaque commutateur sont portés par la face supérieure d'une is plaque à circuits imprimés (PCB1) appartenant à un module optoélectronique (53) comportant la source lumineuse (112) et les moyens (116, 124, 126) pour capter l'image, et qui est fixé sur le boîtier (22).

12. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les raideurs des organes de déclenchement (60) d'au moins deux des trois commutateurs (60-94-96) sur lequel l'utilisateur est susceptible d'agir par enfoncement de la boule (30) sont de valeurs différentes de manière que l'action verticale sur la boule (30) est susceptible de provoquer alors successivement, et de manière distincte, le déclenchement desdits au moins deux commutateurs électriques.

13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité, pour éviter la pénétration de corps étrangers à l'intérieur du dispositif et pour nettoyer la surface (31) de la boule (30) lors des mouvements de rotation de celle-ci.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comportent au moins une rondelle élastique supérieure (300) qui exerce un effort élastique dirigé verticalement vers le bas sur une rondelle souple (302) qui fait fonction de joint racleur sur la surface de la boule (30), à la base de sa partie émergente hors du boîtier.

15. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens (116, 126) pour capter l'image de la zone éclairée de la boule (30) comportent notamment une lentille (116) et un capteur d'images (124, 126).