FR2933511A1 - Dispositif et procede de visualisation interactif utilisant une camera de detection et un pointeur optique - Google Patents

Abstract

Cette invention concerne un dispositif et un procédé de visualisation interactif. Un vidéo-projecteur (4) projette une image sur un écran (24). Un pointeur optique (26) comprend un bouton de saisie d'un signal de clic-souris et une source de lumière (33) qui émet un faisceau lumineux de pointage vers l'écran pour former une marque lumineuse (15). Une caméra de détection (11) acquiert une image de l'écran et détecte une image de la marque lumineuse. Un système de traitement (27) calcule la position de la marque lumineuse (15) dans l'image détectée. Le pointeur optique (26) comprend un émetteur radio (29) qui transmet un signal de validation d'un signal de clic-souris à un système de traitement (27) qui comprend un récepteur radio (28).

Description

La présente invention concerne un tableau blanc interactif. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de visualisation interactif comprenant un pointeur amélioré. Ce pointeur permet un fonctionnement sécurisé de la fonction de pointeur à distance de l'écran de projection. Selon un mode de réalisation de l'invention, le pointeur fonctionne en outre comme un crayon optique pour effectuer des saisies directes dans les images numériques projetées. De nombreux systèmes de visualisation interactifs, communément appelés tableaux blancs interactifs, sont aujourd'hui utilisés, en particulier io dans les établissements scolaires ou les entreprises, afin de remplacer les tableaux noirs ou blancs sur lesquels on écrit avec des craies ou des marqueurs. Il existe principalement deux catégories de tableaux blancs interactifs : d'une part les systèmes utilisant un écran tactile, sur lequel l'utilisateur peut is interagir par contact avec l'écran tactile, d'autre part les systèmes de vidéo-projection et vidéo-détection, dans lequel l'utilisateur se sert d'un pointeur optique à distance de l'écran. La figure 1 représente une première configuration classique de tableau blanc interactif muni d'un écran tactile (1) de grandes dimensions, sur lequel 20 un projecteur vidéo (4) relié à un ordinateur (2) forme une image projetée (3). L'objectif général de ce type de dispositif est de permettre à l'opérateur de contrôler le fonctionnement de l'ordinateur (2), en agissant directement au niveau de l'écran tactile (1). Celui-ci remplace fonctionnellement la classique souris de l'ordinateur, en permettant de contrôler la position du curseur de 25 l'ordinateur, et de déclencher à distance les classiques clic droit et clic gauche qui équipent habituellement ces souris. Dans ce type d'appareil l'écran tactile (1) fait également office d'écran. La fonction tactile peut être réalisée à l'aide de technologies résistives, capacitives, électromagnétiques, optiques ou ultrasons. Dans tous les cas le 30 système de détection tactile est solidaire de l'écran.

Un opérateur qui utilise ce tableau blanc interactif peut désigner n'importe quel point (5) de l'écran tactile (1) à l'aide de son doigt ou d'un crayon (6) adapté au système de détection tactile. La figure 2 représente les coordonnées (Xtb, Ytb) (7) du point (5) désigné par l'opérateur dans un repère lié à l'écran tactile (1). La figure 3, représente les coordonnées (Xip,Yip) (8) du point (5) dans les coordonnées de l'image projetée (3). En fonction du type de matériel, le calcul du changement de coordonnées (Xtb, Ytb) en coordonnées (Xip, Yip) est effectué : io - soit en utilisant un processeur spécifique, pouvant être physiquement lié au tableau blanc interactif, - soit par l'ordinateur (2), qui doit alors être muni d'un logiciel spécifique. Afin de déterminer les valeurs des paramètres qui permettront is d'effectuer cette transformation des coordonnées (Xtb, Ytb) en coordonnées (Xip, Yip), il est nécessaire de repérer initialement la position de l'image projetée (3) par le projecteur vidéo (4) sur l'écran tactile (1). Cette opération est réalisée, par exemple, en repérant à l'aide de pointés successifs sur cet écran tactile (1), la position des quatre coins Cl, C2, C3 , C4 de cette image 20 projetée (voir figure 4). Les coordonnées Xip et Yip du point (5) sont ensuite utilisées par l'ordinateur (2) qui affecte au curseur (9) de l'ordinateur (habituellement contrôlé par la souris de l'ordinateur), une position telle que ce curseur (9) pointe la position (Xip, Yip) dans les coordonnées de l'image projetée (3) (voir 25 figure 3). Il en résulte que l'image de ce curseur (9), formée par l'ordinateur (2), et incrustée dans l'image numérique (10) qu'il génère, se trouve être projetée au même endroit sur l'écran tactile (1) que le point (5) désigné par l'opérateur (voir figure 1) En résumé, l'opérateur contrôle la position du curseur (9) de 30 l'ordinateur (2) en déplaçant son doigt ou le crayon (6) sur l'écran tactile (1).

D'autre part, le contrôle de l'ordinateur (2) à partir du tableau blanc interactif nécessite le contrôle d'au moins l'un des deux boutons qui équipent habituellement les souris des ordinateurs ( clic gauche et éventuellement clic droit ). Plusieurs méthodes sont employées pour générer les classiques clic gauche et clic droit habituellement commandés à partir de boutons implantés sur la souris d'un ordinateur. A titre d'exemple, le clic gauche peut être commandé par le simple contact du doigt ou du crayon (6) sur l'écran tactile (1) ; dans certains matériels, un bouton clic droit est implanté sur le crayon (6) et génère une impulsion spécifique détectée par l'écran tactile, puis transmise io à l'ordinateur (2). Le pointeur d'un écran tactile peut-être un crayon ou un marqueur (ordinaire ou adapté à l'écran tactile), qui permet par contact sur l'écran tactile de réaliser les fonctions de pointé, de positionnement d'un curseur, de clics gauche et droit et d'écriture. 15 Les configurations classiques de tableaux blancs interactifs munis d'un écran tactile (1) de grandes dimensions, telles que représenté sur la figure 1, souffrent de plusieurs inconvénients : - l'écran tactile (1) est encombrant, lourd, peu pratique à installer, et souvent coûteux (la diagonale d'un tel dispositif étant classiquement 20 de l'ordre de 2 mètres). - Le tableau blanc interactif doit être alimenté électriquement et doit transmettre ses informations à l'ordinateur (2), ce qui peut impliquer l'emploi de câbles électriques, coûteux à installer. - Le dispositif est sensible aux désalignements relatifs entre l'écran 25 tactile (1) et le projecteur vidéo (4) (de tels désalignements modifient les valeurs des paramètres de la transformation des coordonnées (Xtb, Ytb) en (Xip, Yip) et nécessitent au minimum de recommencer la saisie de la position des coins de l'image projetée (3), tel que représenté sur la figure 4), 30 - l'interaction avec l'écran est par définition tactile et donc aucune interaction ne peut être effectuée à distance de l'écran.

La Figure 5 représente une seconde configuration classique de tableau blanc interactif capable de certaines fonctions équivalentes, en se passant de l'emploi d'un écran tactile de grande dimension, grâce à l'utilisation d'une caméra de détection (11) qui repère la position d'un pointeur optique (14) sur un simple écran de projection (12) classique. Ces dispositifs comprennent : - un projecteur vidéo (4) qui forme une image projetée (3) sur un écran (12) classique non tactile, - un pointeur optique (14) manipulé par un opérateur, qui permet de io former une marque lumineuse (15) sur l'écran (12). Cette marque lumineuse (15) est généralement réalisée en projetant un spot lumineux de taille réduite sur l'écran (12), ce spot pouvant par exemple être émis par une diode électroluminescente fixée à l'extrémité du pointeur optique (14), générant une lumière dans le 15 domaine du proche infrarouge, - une caméra de détection (11) dans le plan focal (16) de laquelle est formée une image de l'image projetée (17) et l'image de la marque lumineuse (18) . Cette caméra (11) peut être munie d'un filtre optique transmettant spécifiquement le proche infrarouge, ce qui 20 facilite la détection de l'image de la marque lumineuse (18), et - un dispositif de calcul relié à la caméra (11), comprenant un ordinateur (2) et éventuellement, une ou des cartes électroniques complémentaires accélérant le traitement des images. L'image fournie par la caméra (11) est traitée par ce dispositif de façon : 25 • à détecter la position de l'image de la marque lumineuse (18) dans le plan focal (16) de la caméra (11). Généralement cette opération est réalisée en effectuant une opération de seuillage, le système étant réglé de façon à ce que l'intensité de l'image de la marque lumineuse (18) dans la bande spectrale sélectionnée 30 soit au dessus de ce seuil, contrairement au reste de l'image formée dans le plan focal (16) (voir figures 6a et 6b), • et à calculer l'abscisse et l'ordonnée Xcam et Ycam (19) de l'image de la marque lumineuse (18) dans les coordonnées du plan focal (16) (par exemple en calculant la position du barycentre de la zone sélectionnée par seuillage) (voir figure 6b).

Ces coordonnées Xcam, et Ycam sont ensuite utilisées afin de déterminer les coordonnées Xiip et Yiip (20) de l'image de la marque lumineuse (18) dans les coordonnées de l'image reprise par la caméra de l'image projetée (17) (voir figure 6c). En fonction de l'architecture du dispositif de calcul, ces opérations de io traitement d'image et de changement de coordonnées sont : - soit effectuées par un processeur spécifique intégré à la caméra (11) (celle-ci prenant la forme d'une caméra intelligente), - soit effectuées directement par l'ordinateur (2) qui reçoit les images issues de la caméra, et qui doit être muni d'un logiciel spécifique, 15 - soit traitées en partie par un processeur spécifique (qui peut effectuer les opérations de traitement d'image) et par l'ordinateur (2) (qui peut se contenter de gérer les changements de coordonnées). Afin de déterminer les valeurs des paramètres qui permettront d'effectuer la transformation des coordonnées (Xcam, Ycam) (19) en (Xiip, 20 Yiip) (20), il est nécessaire de repérer initialement la position de l'image de l'image projetée (17) par rapport au plan focal (16) de la caméra (11). Cette opération peut être réalisée automatiquement, la caméra (11) saisissant par exemple une image des 4 zones Z1, Z2, Z3, Z4 d'une mire spécifique projetée sur l'écran (voir figure 7), la position de l'image de ces zones dans le plan 25 focal (16) pouvant être reconnue automatiquement par le dispositif. Les coordonnées Xiip et Yiip de l'image de la marque lumineuse (18) sont alors utilisées par l'ordinateur (2) qui affecte au curseur (9) de l'ordinateur une position telle que celui-ci pointe sur les coordonnées Xiip et Yiip dans les coordonnées de l'image de l'image projetée (17) (cette position étant 30 habituellement contrôlée par une souris reliée à l'ordinateur).

Il en résulte que l'image de ce curseur (9), générée par l'ordinateur (2), et incrustée dans l'image numérique (10), se trouve être projetée sur l'écran (12) à l'endroit où se trouve la marque lumineuse (15) générée par le pointeur optique (14) (voir figure 5).

L'opérateur contrôle ainsi la position du curseur (9) de l'ordinateur (2) en déplaçant le pointeur optique (14) sur l'écran (12). Dans ce type de dispositif utilisant une caméra (11) et un pointeur optique (14) émettant une marque lumineuse (15), on transmet à l'ordinateur (2) les instructions clic droit et clic gauche en agissant sur des boutons io implantés sur le pointeur optique (14), ceux-ci provoquant une modulation temporelle de l'intensité lumineuse de la marque lumineuse (15) saisie par la caméra (11). Les tableaux blancs interactifs basés sur l'utilisation d'une caméra et d'un pointeur optique sont beaucoup plus légers, moins coûteux, plus facile à is installer que les dispositifs utilisant un écran tactile qui nécessitent l'emploi d'un écran spécifique. Les systèmes à base d'une caméra sont d'autre part plus faciles à régler, le repérage initial de la position de l'image projetée pouvant être effectué automatiquement. Ces sytèmes permettent à l'utilisateur d'interagir à distance de l'écran pour réaliser les fonctions de pointé, 20 positionnement de curseur et clics gauche et droit. Ces systèmes ont cependant des inconvénients. En effet, les dispositifs utilisant une caméra sont pénalisés par le fait qu'il est nécessaire que cette caméra puisse capter l'image de la marque lumineuse générée par le pointeur optique sur l'écran pour pouvoir en calculer 25 la position, et que la lumière parasite peut perturber le fonctionnement de la caméra . D'une part, il arrive que l'opérateur qui tient le pointeur optique cache la marque lumineuse projetée sur l'écran vis-à-vis de la caméra. Cela empêche la détection de la position du pointeur optique et le calcul de la position du 30 curseur , rendant le dispositif inopérant. Ces perturbations ne se produisent pas lorsque l'on emploie un écran tactile .

D'autre part, les dispositifs utilisant une caméra peuvent être perturbés lorsqu'un éclairement parasite de forte intensité est reçu par l'écran. Ces parasites lumineux sont en effet difficiles à distinguer d'une marque lumineuse générée par le pointeur optique , et peuvent entraîner des positionnements erronés du curseur . Ces perturbations ne se produisent pas lorsque l'on emploie un écran tactile . Le manque de fiabilité des dispositifs de type tableau blanc interactifs utilisant une caméra constitue un frein important à leur diffusion dans les établissements scolaires, malgré leurs avantages en terme de coût et de Io simplicité d'utilisation. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne plus particulièrement les dispositifs de visualisation interactifs, de type tableau blanc interactif à base de caméra. L'invention permet de fiabiliser le fonctionnement de ce type de dispositifs, tout en leur conférant des is performances nouvelles. A cette fin, le pointeur optique qui permet d'interagir optiquement via la caméra est muni d'un moyen complémentaire de communication radio avec le système de traitement.

20 Dans ce but, la présente invention concerne un dispositif de visualisation interactif comprenant : - un écran de projection, - un vidéo-projecteur apte à projeter une image sur l'écran , - un pointeur optique comprenant un bouton de saisie d'un 25 signal de clic-souris et une source de lumière apte à émettre un faisceau lumineux de pointage vers l'écran pour former une marque lumineuse sur l'écran, - une caméra de détection apte à acquérir une image de l'écran et à détecter une image de la marque lumineuse, 30 - un système de traitement apte à calculer la position de la marque lumineuse dans l'image détectée.

Selon l'invention, - le pointeur optique comprend un émetteur radio et le système de traitement un récepteur radio, l'émetteur radio étant apte à transmettre au récepteur radio un signal de validation d'un signal de clic-souris émis par le pointeur optique.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend : - un projecteur vidéo, io - un pointeur optique générateur de marque lumineuse, muni : • d'un émetteur radio, • de deux boutons clics droit et gauche. Lorsque l'opérateur actionne les boutons clic droit ou clic gauche, le pointeur optique génère des signaux spécifiques qui sont transmis par 15 l'émetteur radio implanté dans le pointeur optique : - une caméra , - un ordinateur relié à la caméra, muni d'un récepteur radio, et relié au projecteur vidéo. Il est ainsi possible de sécuriser le fonctionnement des clic droit et clic 20 gauche d'un tableau blanc interactif utilisant une caméra. En effet les signaux de commande des clic droit et clic gauche , émis par voie radio par le pointeur optique, sont reçus par le récepteur connecté à l'ordinateur et pris en compte par celui-ci, et ceci même si la caméra ne voit pas le la marque lumineuse émise par le pointeur optique. 25 Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend : - un projecteur vidéo - un pointeur optique générateur de marque lumineuse , muni : • d'un émetteur radio, 30 • de deux boutons clic droit et clic gauche . • d'un capteur détectant le contact entre le pointeur optique et l'écran. L'activation de ce capteur provoque la génération par le pointeur optique de la marque lumineuse sur l'écran, (par exemple sous forme de l'émission d'un spot infrarouge).

Des signaux radio sont transmis par l'émetteur implanté dans le pointeur optique lorsque l'opérateur actionne les boutons clic droit ou clic gauche . D'autre part, un autre signal radio est transmis par cet émetteur, lorsque le pointeur optique est en contact avec l'écran (l'on appelle par la suite ce signal signal de présence de la marque lumineuse) : Io - une caméra , - un ordinateur relié à la caméra (le tout étant éventuellement connecté à un sous ensemble spécifique de traitement des images) et muni d'un récepteur radio, Outre la sécurisation de la détection des clic droit et clic gauche , ce mode is de réalisation permet de sécuriser la détection par la caméra de la marque lumineuse générée par le pointeur optique . A cette fin, le dispositif qui reçoit des informations issues de la caméra, génère un signal de détection de la marque lumineuse dès l'instant où l'analyse de l'image fournie par la caméra conduit au calcul des coordonnées d'une telle marque lumineuse. Le 20 fonctionnement du dispositif est sécurisé par la comparaison entre le signal de présence de la marque lumineuse émis par le pointeur optique , avec le signal de détection de la marque lumineuse obtenu en analysant l'image fournie par la caméra : - Lorsque le signal de présence de la marque lumineuse et le signal 25 de détection de la marque lumineuse sont présents ou absents simultanément, le dispositif fonctionne correctement. - Si le signal de présence de la marque lumineuse est présent, et que le signal de détection de la marque lumineuse est absent, il est probable que l'opérateur masque la marque lumineuse par rapport à 30 la caméra. Le dispositif peut alors reconnaître le disfonctionnement, et prévenir l'opérateur par exemple en envoyant un signal lumineux ou sonore à l'opérateur, afin qu'il prenne conscience du problème, et y remédie en s'écartant du champ de la caméra . - Si le signal de présence de la marque lumineuse est absent, et que le signal de détection de la marque lumineuse est présent, il est probable que la caméra voit une lumière parasite. Le dispositif pourra alors signaler à l'opérateur cette anomalie afin qu'il y remédie. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend : lo - un projecteur vidéo - un pointeur optique générateur de marque lumineuse , muni : • d'un émetteur récepteur radio, • de deux boutons clic droit et clic gauche, • d'un capteur détectant le contact entre le pointeur optique et 15 l'écran . L'activation de ce capteur provoque la génération par le pointeur optique de la marque lumineuse sur l'écran , (par exemple sous forme de l'émission d'un spot infrarouge), • d'un haut parleur ou d'un vibreur. - une caméra , 20 - un ordinateur relié à la caméra (le tout étant éventuellement connecté à un sous ensemble spécifique de traitement des images) et muni d'un émetteur récepteur radio. Des signaux radio sont transmis par l'émetteur implanté dans le pointeur optique lorsque l'opérateur actionne les boutons clic droit ou clic 25 gauche . D'autre part, un autre signal radio est transmis par cet émetteur, lorsque le pointeur optique est en contact avec l'écran (on appelle par la suite ce signal signal de présence de la marque lumineuse ). Le système de communication plus perfectionné dans ce mode de réalisation entre le pointeur optique et le reste du système permet d'implanter 30 de nouvelles fonctions. Notamment dans le cas où le dispositif détecte que l'opérateur masque la marque lumineuse par rapport à la caméra, il est possible de faire en sorte que le dispositif émette un signal à destination du pointeur optique. L'on peut alors faire en sorte que ce pointeur optique se mette à émettre un son ou une vibration dès que l'opérateur masque le pointeur optique par rapport à la caméra, ce qui facilite la prise en compte instantanée de la situation par l'opérateur. Il est également possible de fiabiliser la détection de la marque lumineuse par la caméra , en synchronisant, à l'aide du canal de communication radio implanté entre la caméra et le pointeur optique , les séquences de prises de vues et d'émission de lumière entre ces deux sous Io ensembles. Il devient ainsi possible de détecter beaucoup plus facilement la position de la marque lumineuse émise par le pointeur optique , par soustraction de deux images successives dont l'une a été prise alors que le pointeur optique n'émettait pas de marque lumineuse. Il est enfin possible de gérer simultanément sur le même tableau blanc is interactif plusieurs pointeur optiques (par exemple le stylet du maître et le stylet de l'élève). A cette fin, on fait en sorte que l'émetteur radio relié à l'ordinateur envoie vers les divers pointeur optiques des ordres codés successifs d'activation de leurs Marques Lumineuses respectives, chacun des pointeur optiques reconnaissant le moment où il doit émettre sa propre 20 marque lumineuse . Le dispositif est ainsi capable d'affecter à chacun des pointeur optiques actifs les diverses coordonnées des marques lumineuses captées successivement par la caméra . Ces variantes sont données à titre indicatif, et peuvent être multipliées en fonction des accessoires qui seront adjoints au dispositif. 25 A titre d'exemple, le pointeur optique muni d'un dispositif de détection de contact avec l'écran et d'un émetteur radio, peut être remplacé par un pointeur laser, également muni d'un émetteur radio. L'émetteur émet un signal de présence de la marque lumineuse dès lors que l'opérateur appuie sur le bouton déclanchant l'émission du faisceau laser, afin de produire à distance 30 une marque lumineuse sur l'écran.

De la même façon, ce pointeur laser peut être muni d'un récepteur radio, ce qui permet par exemple de synchroniser l'émission de la marque lumineuse issue de ce pointeur laser avec celle issue d'autres pointeur optiques ; ce dispositif particulier permet par exemple au maître d'école de contrôler à distance le fonctionnement du tableau blanc interactif , pendant qu'un élève est en train d'utiliser un pointeur optique muni d'un autre récepteur radio.

La présente invention concerne également les caractéristiques qui Io ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. Cette description est donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins 15 annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un tableau tactile selon l'état de la technique; - la figure 2 représente le principe d'alignement des coordonnées d'un écrant tactile par rapport à une image projetée; selon l'art antérieur - la figure 3 représente le principe d'alignement des coordonnées du 20 système de traitement par rapport à un écran tactile selon l'art antérieur; - la figure 4 représente schématiquement un procédé d'alignement par pointé des quatre coins d'une image projetée sur un écran tactile selon l'art antérieur; - la figure 5 représente un système de vidéo projection interactif avec 25 pointeur optique et caméra selon l'art antérieur; - la figure 6 représente le principe de l'interaction au moyen d'un pointeur optique et d'un système de video-détections selon la figure 5; - la figure 7 représente schématiquement un procédé d'alignement par pointé des quatre coins d'une image projetée sur un écran d'un système 30 conforme à l'art antérieur de la figure 5 ; - la figure 8 représente un dispositif de visualisation interactif selon l'invention - la figure 9 représente un pointeur optique selon l'invention ; - la figure 10 représente un exemple d'utilisation de pointeur selon 5 l'invention - la figure 11 illustre un mode de réalisation du procédé de l'invention pour la détection d'une anomalie de fonctionnement ; - la figure 12 illustre un autre mode de réalisation du procédé de l'invention pour la détection dans un autre cas d'anomalie de fonctionnement ; io - la figure 13 illustre le résultat d'un procédé selon l'invention pour la détection de l'anomalie représentée Figure 12. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La figure 8 représente l'architecture générale du dispositif qui 15 comprend - Un vidéo projecteur (4), - Un écran (24) qui reçoit l'image projetée (17) par le vidéo projecteur (4), - Une caméra (11) qui observe l'écran (24) 20 - Un pointeur optique (26) tenu par l'opérateur, muni d'un détecteur de contact avec I 'écran (24), qui émet une marque lumineuse lorsqu'il est au contact de l'écran (24). Ce pointeur optique (26) est d'autre part muni d'un émetteur (et eventuellement récepteur) radio (29). 25 - Un sous ensemble électronique (27), comprenant un ordinateur (2), éventuellement assisté par une ou plusieurs cartes électroniques spécifiques, relié : • à un récepteur radio (28) qui communique avec l'émetteur radio du pointeur optique (26), 30 • à la caméra (11) qui observe l'écran (24), • au vidéo projecteur (4).

Le sous ensemble électronique (27) effectue les opérations suivantes : - il reçoit et analyse le contenu du plan focal (16) saisi par la caméra (11) afin de déterminer la position de l'image de la marque lumineuse (18), dans les coordonnées du plan focal (16) de la caméra (11) puis dans les coordonnées de l'image de l'image projetée (17). - il génère l'image numérique (10) à envoyer au projecteur vidéo (4), dans laquelle est incrustée l'image d'un curseur (9), dont la position sur l'écran (12) est superposée avec celle de la marque lumineuse io (15) émise par le pointeur optique (26). Une liaison radio entre le pointeur optique (26) et le sous ensemble électronique (27) et un capteur signalant l'émission par le pointeur optique (26) d'une marque lumineuse (15), dont implantés dans le dispositif. Dans cette configuration, le sous ensemble électronique (27) : 15 - reçoit par voie radio des informations émises par le pointeur optique (26), représentant : • l'état du capteur de contact entre le pointeur optique (26) et l'écran (12). Ce signal est appelé signal de présence de la marque lumineuse. 20 • l'état des boutons clic gauche et clic droit implantés sur le pointeur optique (26). - génère un signal de détection de la marque lumineuse , dès l'instant où l'analyse de l'image fournie par la caméra (11) conduit au calcul des coordonnées d'une telle marque lumineuse (15) ; 25 - génère éventuellement divers messages d'erreur, en comparant le signal de présence de la marque lumineuse et le signal de détection de la marque lumineuse ; - génère des signaux qui permettent de synchroniser la saisie des images par la caméra (11), et l'émission par le pointeur optique (26) 30 de la marque lumineuse (15) sur 1 'écran (12) ; - envoie via l'émetteur auquel il est relié, les signaux radio à destination du pointeur optique (26), destinés à: • faire fonctionner le haut parleur du pointeur optique ; • contrôler l'émission de la marque lumineuse (15).

La figure 9 schématise l'architecture du pointeur optique (26), selon un mode de réalisation préféré, lequel comprend : - Un microcontrôleur (31) qui gère le fonctionnement global du pointeur optique (26). - Un sous ensemble électro optique (32) intégrant une diode io lumineuse (33) chargée de générer la marque lumineuse sur l'écran (12), et un détecteur de lumière (34) qui observe le flux lumineux émis par la diode lumineuse (33) après rétro diffusion de la lumière sur l'écran (24), en permettant ainsi de détecter le contact du pointeur optique (26) avec l'écran (12). 15 - Un guide de lumière (35), chargé d'acheminer les flux lumineux entre la diode lumineuse (33), l'écran (12) et le détecteur de lumière (34). - Un sous ensemble (36) chargé de l'alimentation électrique du pointeur optique (26), intégrant une batterie rechargeable et un 20 bouton poussoir de commande de l'activation du pointeur optique. - Deux boutons poussoirs (37) qui commandent les clic gauche et clic droit de l'ordinateur ; - Un sous ensemble (38) émetteur récepteur radio ; - Un sous ensemble haut parleur (39).

25 Le fonctionnement de l'ensemble diode lumineuse / détecteur de lumière (32) est le suivant. Dès que le pointeur optique est activé, le microcontrôleur (31) envoie des impulsions électriques de faible durée sur la diode lumineuse (33) et analyse le flux lumineux reçu en retour par le détecteur de lumière (34). Aussi longtemps que le pointeur optique (26) est 30 éloigné de l'écran (12), ce flux de retour est réduit. Dès que le pointeur optique (26) est au contact de l'écran (12), ce flux de retour devient beaucoup plus intense. Dans ces conditions, le microcontrôleur (31) provoque l'alimentation en continu de la diode lumineuse (33), ce qui génère la marque lumineuse sur l'écran ; un message de présence de la marque lumineuse est alors émis par voie radio par le pointeur optique (26), à destination du sous ensemble électronique (27) ; dans des conditions normales d'utilisation, la marque lumineuse (15) sera captée correctement par la caméra (11). Avantageusement, l'extrémité du guide d'onde est approximativement arrondie pour améliorer le confort d'utilisation du pointeur lors de son contact avec l'écran, en même temps que son fonctionnement optique. io Ce dispositif permet simultanément : - de générer une marque lumineuse (15) sur l'écran (12), tout en économisant l'énergie de la batterie lorsque le pointeur optique (26) n'est pas en contact avec l'écran (12), - de générer l'information de contact entre le pointeur optique (26) et 15 l'écran (12) qui sera utilisée pour émettre le signal de présence de la marque lumineuse . Le fonctionnement des clic gauche et clic droit est le suivant. Les signaux clics gauche et droit sont actionnés par l'opérateur en agissant sur les poussoirs (37). Ces signaux sont retransmis par voie radio au sous-ensemble 20 électronique (27). L'action de ces clics droit et gauche permet à l'opérateur de se servir du pointeur optique (26) pour contrôler l'ordinateur (2) de la même manière qu'il le ferait avec une souris classique, indépendamment de la liaison optique entre la caméra (11) et le pointeur optique (26). Le fonctionnement de l'alimentation électrique (36) est le suivant.

25 L'énergie nécessaire au fonctionnement du pointeur optique (26) est fournie par une batterie. La mise en route du pointeur optique (26) est obtenue par action sur un poussoir. Le microcontrôleur (31) est alimenté pendant quelques minutes après que ce poussoir ait été actionné, cette période étant réinitialisée dès qu'une seule des fonctions du pointeur optique (26) a été 30 activée (action sur n'importe quel bouton poussoir, détection de contact, réception d'un message à destination du haut parleur...). Dés que le microcontrôleur (31) est activé, la diode lumineuse (33) émet des impulsions de lumière de façon à permettre la détection un contact entre le pointeur optique (26) et l'écran (12). Les figures 10 et 11 représentent la détection d'une erreur de fonctionnement du dispositif, liée au fait que l'opérateur dont on aperçoit la silhouette (40) masque la marque lumineuse (15) générée par le pointeur optique (26) par rapport à la caméra (11). Sur la figure 10, l'on voit que l'opérateur a inscrit le début du mot Bonjour sur l'écran (12), mais que la marque lumineuse (15) émise par le Io pointeur optique (26) va bientôt être masquée par l'opérateur vis-à-vis de la caméra (11). Sur la figure 11, l'opérateur tente de terminer d'écrire le mot Bonjour , mais la caméra (11) ne capte plus l'image de la marque lumineuse (15) émise par le pointeur optique (26), celle-ci étant masquée par is l'opérateur (40). Le sous ensemble électronique (27) qui analyse le contenu du plan focal (16) de la caméra (11) ne génère plus de signal de détection de la marque lumineuse . Par contre, ce sous ensemble électronique (27) reçoit par le canal du récepteur radio (28) avec lequel il est connecté, un message en provenance du pointeur optique (26), qui lui indique que le signal de 20 présence de la marque lumineuse est actif, le pointeur optique (26) étant en contact avec l'écran (12). Le sous ensemble électronique (27) en déduit qu'il y a une anomalie de fonctionnement. Il peut alors générer plusieurs alertes à destination de l'opérateur, comme par exemple : - Deux messages sont affichés sur l'écran (12) : un message erreur 25 d'écriture (41) prévenant l'opérateur de la nature du problème, et une plage lumineuse (42) localisée à l'endroit d'où provient le problème. Cet emplacement correspond à la dernière position de la marque lumineuse (15) émise par le pointeur optique (26) qui a pu être détectée par la caméra (11). 30 - Le pointeur optique (26) reçoit alors un message radio qui lui est envoyé par le sous ensemble électronique (27) via l'émetteur (28) afin d'activer une alerte sonore (43) émise par son haut parleur (39). Les figures 12 et 13 représentent la détection d'une erreur de fonctionnement du dispositif, liée au fait qu'une lumière parasite intense (44) 5 vient illuminer une partie de l'écran (12) : Si cette lumière parasite possède une intensité égale ou supérieure à celle de la marque lumineuse émise par le pointeur optique sur l'écran (12), le dispositif ne pourra plus discriminer les deux sources de lumière. io - Dans ce cas le dispositif risque de générer un signal de détection de la marque lumineuse. Si le pointeur optique (26) n'est pas au contact de l'écran (12), le signal de présence de la marque lumineuse est absent. Le sous ensemble électronique (27) en déduit qu'il y a une anomalie de fonctionnement. Il peut alors 15 générer des alertes à destination de l'opérateur. - La figure 13 illustre le type de message fourni à l'opérateur afin que celui-ci détermine l'origine du problème et puisse y remédier. Un message d'alerte (45) est affiché et la zone (44), dont l'intensité lumineuse trop importante est détectée, puis surlignée (46).

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de visualisation interactif comprenant : - un écran (24), - un vidéo-projecteur (4) apte à projeter une image sur l'écran (24), - un pointeur optique (26) comprenant un bouton de saisie d'un signal de clic-souris et une source de lumière (33) apte à émettre un faisceau lumineux de pointage vers l'écran pour former une marque lumineuse (15) sur l'écran (24), - une caméra de détection (11) apte à acquérir une image de l'écran et à détecter une image de la marque lumineuse, - un système de traitement (27) apte à calculer la position de la marque lumineuse (15) dans l'image détectée , caractérisé en ce que : - le pointeur optique (26) comprend un émetteur radio (29) et - le système de traitement (27) comprend un récepteur radio (28), - l'émetteur radio (29) étant apte à transmettre au récepteur radio (28) un signal de validation d'un signal de clic-souris émis par le pointeur optique. 20
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeur optique (26) comprend un bouton de commande de la source lumineuse (33) apte à commander l'émission et l'interruption d'un faisceau lumineux de pointage.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce 25 que le pointeur optique (26) comprend un détecteur de contact apte à détecter un contact entre une extrémité du pointeur optique (26) et l'écran (24).
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pointeur optique (26) comprend une source de lumière (33) et un guide optique (35) apte à guider un faisceau lumineux entre ladite source (33) et 10 15 25 30une extrémité du pointeur optique (26) pour former un faisceau lumineux de pointage .
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que le détecteur de contact entre le pointeur optique (26) et l'écran (24) est un détecteur optique de contact apte à détecter une projection de la marque lumineuse sur l'écran (24).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pointeur optique (26) et le système de traitement (27) comprennent respectivement un émetteur-récepteur radio aptes à communiquer des io signaux radio bidirectionnels entre le système de traitement et le pointeur optique (26).
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pointeur optique (26) est muni d'un moyen d'alerte sonore ou vibrant commandé par la liaison radio afin de communiquer à un opérateur des 15 messages d'alerte.
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de pointeurs optiques (26) aptes à générer une pluralité de marques lumineuse sur un même écran (24), chaque pointeur optique (26) comprenant un moyen d'identification et en ce que le système de 20 traitement comprend un système d'identification apte à détecter et/ou activer individuellement chaque pointeur optique (26).
9. 9. Procédé de visualisation interactif comprenant les étapes suivantes : - projeter une image vidéo provenant d'un vidéo-projecteur (4) sur un écran (24), - émettre un faisceau lumineux de pointage vers l'écran (24) pour former une marque lumineuse (15) sur cet écran au moyen d'un pointeur optique (26) comprenant un bouton de saisie d'un signal de clic-souris, - acquérir une image de l'écran de projection et détecter une image de la marque lumineuse (15),- calculer la position de la marque lumineuse (15) dans l'image détectée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - transmettre un signal de validation d'un signal de clic-souris émis par le pointeur optique au moyen d'une liaison radio (29) entre et le pointeur optique (26) et le système de traitement (27).
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'émission d'un signal radio est déclenchée suite à l'émission d'un faisceau lumineux pour former une marque lumineuse (15) sur l'écran (24). io
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison entre un signal radio reçu suite à l'émission d'une marque lumineuse (15) et un signal de détection d'une marque lumineuse par la caméra (11) pour détecter une anomalie de fonctionnement du dispositif. 15
12. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la détection d'une anomalie commande l'affichage dans l'image projetée d'un message visuel (41 et 45) et/ou l'émission d'un signal sonore.
13. 13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'acquisition d'image au moyen de la caméra (11) est synchronisée avec 20 l'émission d'un faisceau lumineux pour former une marque lumineuse (15) au moyen d'un signal radio issu du système de traitement (27) vers le pointeur optique (26).
14. 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce l'acquisition d'image au moyen de la caméra (11) est déclenchée 25 premièrement lorsque le pointeur optique (26) ne génère pas de marque lumineuse (15) et deuxièmement lorsque le pointeur optique (26) génère une marque lumineuse (15), et en ce qu'il comprend une étape de soustraction d'images avec et sans marque lumineuse (15) de manière à améliorer le processus de détection de ladite marque lumineuse.