FR3019662A1 - Controleur haptique ameliore - Google Patents

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Abstract

Contrôleur haptique (1) comprenant - une base (2) - un organe de pilotage (3), et un support de pilotage (33) adaptée pour permettre l'application d'un effort variable en un ou plusieurs points, - un organe de liaison (4) reliant l'organe de pilotage (3) à la base (2), caractérisé en ce que deux pivots (72, 71) d'axes parallèles relient l'organe de liaison (4) à la base (2) et à l'organe de pilotage (3), le contrôleur haptique (1) comprenant en outre des éléments d'amortissement (81, 82) disposés respectivement entre la base (2) et l'organe de liaison (4) et entre l'organe de liaison (4) et l'organe de pilotage (3) de manière à amortir le pivotement de l'organe de liaison (4) et de l'organe de pilotage (3) lors de l'application d'un effort sur le support de pilotage (33).

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des contrôleurs haptiques comprenant une commande adaptée pour piloter une ou plusieurs caractéristiques sonores lors d'une production sonore. ETAT DE L'ART Lorsqu'un opérateur utilise des instruments électroniques ou 10 numériques, il peut communément disposer d'un ou plusieurs contrôleurs haptiques visant à permettre un contrôle en temps réel des propriétés des sons émis. On utilise ainsi communément des potentiomètres ou molettes pour réaliser de telles commandes. 15 Cependant, les dispositifs existant présentent des limitations non seulement en termes de possibilités de contrôle, mais également en termes de proximité avec des instruments de musique. Or, cette proximité est particulièrement recherchée par les utilisateurs, qui sont 20 avant tout des musiciens, et pour lesquels un contrôle intuitif et au plus proche de l'instrument est préférable. PRESENTATION DE L'INVENTION 25 La présente invention vise ainsi à remédier au moins partiellement à ces problématiques, et propose un contrôleur haptique comprenant - une base - un organe de pilotage comprenant une extrémité proximale, une extrémité distale, et un support de pilotage adapté pour permettre 30 l'application d'un effort variable en un ou plusieurs points entre l'extrémité proximale et l'extrémité distale, - un organe de liaison reliant l'organe de pilotage à la base, présentant une extrémité proximale et une extrémité distale, caractérisé en ce que l'extrémité distale de l'organe de liaison est reliée à la base par un pivot distal permettant la rotation de l'organe de liaison par rapport à la base selon un axe X2-X2, et l'extrémité proximale de l'organe de liaison est reliée à l'extrémité proximale de l'organe de pilotage par un pivot proximal permettant la rotation de l'organe de pilotage par rapport à l'organe de liaison selon un axe X1-X1 parallèle à l'axe X2-X2, le contrôleur haptique comprenant en outre des éléments d'amortissement disposés respectivement entre la base et l'organe de liaison et entre l'organe de liaison et l'organe de pilotage de manière à amortir le pivotement de l'organe de liaison et de l'organe de pilotage lors de l'application d'un effort sur le support de pilotage. Selon un mode de réalisation particulier, les éléments d'amortissement 15 sont configurés de manière à ne pas être alignés par rapport à une direction normale au support de pilotage. Le contrôleur haptique comprend alors typiquement - un premier élément d'amortissement disposé entre la base et l'organe de liaison est disposé à proximité du pivot proximal, 20 - un second élément d'amortissement disposé entre l'organe de liaison et l'organe de pilotage est disposé à proximité du pivot distal. Selon un mode de réalisation particulier, l'organe de liaison comprend un premier tronçon et un second tronçon reliés entre eux par deux 25 lames ressort montées en parallèle l'une de l'autre, de manière à permettre une translation de l'organe de pilotage selon l'axe X1-X1 par rapport à la base. Lesdites lames ressort sont typiquement associées à un élément d'ajustement adapté pour modifier la raideur desdites lames ressort. 30 Selon un mode de réalisation particulier, lesdits éléments d'amortissement sont des éléments présentant un profil de déformation non-linéaire en fonction de l'effort appliqué.
Lesdits éléments d'amortissement sont ainsi par exemple des cylindres déformables comprenant un perçage aménagé parallèlement à leur axe, et décalé par rapport à leur axe, des profilés comprenant une base plane, une face incurvée opposée à ladite base plane et comprenant 5 typiquement un perçage longitudinal, ou des dômes déformables, par exemple hémisphériques. Selon un mode de réalisation particulier, l'organe de pilotage comprend un support de pilotage adapté pour recevoir une surface de pilotage 10 amovible. Selon un mode de réalisation particulier, le contrôleur haptique comprend en outre un contrôleur et des capteurs adaptés pour mesurer la déformation des éléments d'amortissement et pour délivrer un signal 15 de sortie en fonction des déformations mesurées. En variante, le contrôleur haptique comprend un contrôleur et des capteurs adaptés pour mesurer le déplacement de l'organe de liaison et de l'organe de pilotage, et pour délivrer un signal de sortie en fonction des déplacements mesurés. 20 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, 25 et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 présente une vue d'ensemble d'un exemple de contrôleur selon un aspect de l'invention, Les figures 2 et 3 présentent des vues partielles en coupe du contrôleur présenté sur la figure 1. 30 Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1 à 3 présentent différentes vues d'un exemple de contrôleur haptique selon un aspect de l'invention. Le contrôleur haptique 1 tel que présenté comprend une base 2, un organe de pilotage 3, et un organe de liaison 4 reliant l'organe de pilotage 3 à la base 2. La base 2 est associée à un boitier 23 dans lequel sont disposés les différents éléments décrits ci-après. On définit une extrémité proximale 11 et une extrémité distale 12 du contrôleur haptique 1, ces extrémités étant définies arbitrairement en vue de la description. 15 On définira par la suite pour différents éléments du contrôleur 1 une extrémité proximale et une extrémité distale, en prenant pour référence l'extrémité proximale 11 et l'extrémité distale 12 du contrôleur 1, l'extrémité proximale d'un composant donnée étant l'extrémité de ce composant qui est la plus proche de l'extrémité proximale 11 du 20 contrôleur 1, et l'extrémité distale de ce composant étant son extrémité qui est la plus proche de l'extrémité distale 12 du contrôleur 1. On définit ainsi une extrémité proximale 21 et une extrémité distale 22 de la base 2, ainsi qu'une extrémité proximale 31 et une extrémité 25 distale 32 de l'organe de pilotage 3. L'organe de pilotage 3 est relié à la base 2 par l'organe de liaison 4. Cet organe de liaison 4 est configuré de manière à former un montage en forme de Z de l'organe de pilotage 3 sur la base 2, formant ainsi deux effets de levier successifs par rapport à la base 2. 30 10 L'organe de liaison 4 comprend des liaisons pivot, configurées comme suit.
Un pivot distal 72 relie l'extrémité distale 42 de l'organe de liaison 4 à l'extrémité distale 22 de la base 2, permettant la rotation de l'organe de liaison 4 par rapport à la base 2 selon un axe X2-X2. Un pivot proximal 71 relie l'extrémité proximale 41 de l'organe de liaison 4 à l'extrémité proximale 31 de l'organe de pilotage 3, permettant la rotation de l'organe de pilotage 3 par rapport à l'organe de liaison 4 selon un axe X1-X1 parallèle à l'axe X2-X2. Des éléments d'amortissement sont disposés de manière à amortir les mouvements en rotation des différents éléments. Un premier élément d'amortissement 81 est ainsi disposé entre la base 2 et l'organe de liaison 4, et un second élément d'amortissement 82 est disposé entre l'organe de liaison et l'organe de pilotage 3.
Les éléments d'amortissement 81 et 82 amortissent ainsi les mouvements en rotation de l'organe de liaison 4 et de l'organe de pilotage 3. Les éléments d'amortissement 81 et 82 sont typiquement des cylindres comprenant un perçage parallèle à leur axe, et pouvant être décalé par rapport à leur axe de manière à former des éléments tubulaires à épaisseur non constante comme représenté sur la figure 3. Les éléments d'amortissement peuvent également être des dômes déformables, typiquement hémisphériques. Les éléments d'amortissement peuvent également être des profilés comprenant une base plane et une extrémité opposée incurvée, et comprenant un perçage longitudinal. Les éléments d'amortissement peuvent ainsi par exemple avoir une section carrée, dont une des faces est en forme d'arc de cercle, et comprenant un perçage longitudinal réalisé dans le bossage réalisé par la face en forme d'arc de cercle. Les éléments d'amortissement peuvent également avoir une section formée d'une portion circulaire et d'une portion rectangulaires, reliées par un côté de la portion rectangulaire.
De tels éléments présentant une base plane sont avantageux en termes de positionnement, en ce qu'ils ne nécessitent pas d'aménagements spécifiques. Les éléments d'amortissement 81 et 82 sont ainsi avantageusement des éléments présentant un profil de déformation non-linéaire en fonction de l'effort appliqué, ce qui permet un contrôle plus fin des commandes d'intensité moindre. Les éléments d'amortissement 81 et 82 peuvent avantageusement être modifiés en fonction de l'application souhaitée.
L'organe de pilotage 3 est configuré de manière à présenter un support de pilotage 33, typiquement une surface plane, s'étendant de son extrémité proximale 31 à son extrémité distale 32, de sorte qu'un utilisateur peut exercer un effort de pression, en un ou plusieurs points de ce support de pilotage 33, définissant ainsi une commande appliquée par l'utilisateur sur le contrôleur haptique 1. Une surface de pilotage est typiquement rapportée sur le support de pilotage 33. La surface de pilotage est avantageusement amovible, permettant ainsi de la changer en fonction de l'utilisateur ou de la production sonore. La surface de pilotage est par exemple réalisée en bois, et rapportée sur le support de pilotage 33 par des moyens de fixation. L'utilisateur exerce alors un effort sur la surface de pilotage, qui est transmis au support de pilotage 33. La surface de pilotage peut être équipée de différents moyens tels que des capteurs de frappe, des capteurs tactiles.
Les éléments d'amortissement 81 et 82 sont configurés de manière à être décalés l'un par rapport à l'autre par rapport à une direction verticale définie comme une direction normale au support de pilotage 33 de l'organe de pilotage 3.
Dans l'exemple représenté, les éléments d'amortissement 81 et 82 sont disposés de manière à ce que le premier élément d'amortissement 81 soit plus proche de l'extrémité proximale 11 du contrôleur haptique 1 que le second élément d'amortissement 82. Le second élément d'amortissement 82 est quant à lui plus proche de l'extrémité distale 12 du contrôleur haptique 1 que le premier élément d'amortissement 81. Le premier élément d'amortissement 81 est ainsi disposé à proximité du pivot proximal 71, tandis que le second élément d'amortissement 82 est disposé à proximité du pivot distal 72. Lorsque l'utilisateur applique une commande sur le contrôleur haptique 1, il exerce ainsi un effort de pression en un ou plusieurs points du support de pilotage 33 de l'organe de pilotage 3 tendant à le déplacer vers la base 2. Cet effort de pilotage entraine une rotation au niveau des pivots 72 et 71, en fonction du ou des points d'application et de l'intensité de l'effort appliqué, et donc un effort de compression des éléments d'amortissement 81 et 82 variant également en fonction du ou des points d'application et de l'intensité de l'effort appliqué. Les éléments d'amortissement 81 et 82 réalisent ainsi avantageusement une fonction de retour de force à l'utilisateur en fonction de la commande appliquée. L'effort de compression n'est pas réparti de la même manière entre les 20 éléments d'amortissement 81 et 82 en fonction du ou des points d'application de la commande. A titre d'exemple, en considérant la configuration présentée sur les figures, lorsque la commande est un effort de compression appliqué à proximité de l'extrémité proximale 31 de l'organe de pilotage 3, la 25 structure du contrôleur haptique 1 implique que le premier élément d'amortissement 81 subira un effort de compression plus important que le second élément d'amortissement 82. A l'inverse lorsque la commande est un effort de compression appliqué à proximité de l'extrémité distale 32 de l'organe de pilotage 3, la structure 30 du contrôleur implique que le deuxième élément d'amortissement 82 subira un effort de compression plus important que le premier élément d'amortissement 81.
Le contrôleur haptique 1 comprend ainsi typiquement un ensemble de capteurs adaptés pour mesurer la déformation des éléments d'amortissement 81 et 82, et/ou pour mesurer la rotation des pivots 72 et 71, ou plus généralement le déplacement des différents éléments tels que l'organe de liaison 4 et l'organe de pilotage 3, ces mesures délivrant ainsi un signal de sortie variant avec la commande appliquée par l'utilisateur, qui est ensuite typiquement traité par un calculateur 9, ici représenté comme étant disposé dans la base 2, au moyen d'un algorithme pour modifier une ou plusieurs caractéristiques lors d'une production sonore. Le support de pilotage 33 de l'organe de pilotage 3 est typiquement une surface amovible, pouvant être couplée à l'organe de pilotage 3 via des moyens de fixation afin de permettre à l'utilisateur de modifier le support de pilotage 33, et notamment le matériau dont elle est composée. Le support de pilotage 33 est ainsi typiquement réalisée en bois, ce qui permet de procurer à l'utilisateur une sensation au toucher plus proche d'un instrument de musique conventionnel que les contrôleurs communément réalisés en matériaux plastiques ou métalliques. Dans le mode de réalisation particulier représenté sur les figures, l'organe de liaison 4 comprend un premier tronçon 5 et un second tronçon 6, ayant chacun une forme de poutre.
On définit pour chaque tronçon 5 et 6 une extrémité proximale, respectivement 51 et 61, et une extrémité distale, respectivement 52 et 62. Dans ce mode de réalisation, le premier tronçon 5 et le second tronçon 6 sont reliés par deux lames ressort 36 montées en parallèle l'une de l'autre, de manière à permettre un déplacement du second tronçon 6 par rapport au premier tronçon 5.
Chacune des lames ressort 36 autorise une rotation du second tronçon 6 par rapport au point d'attache de la lame ressort sur le premier tronçon 5. Or, les lames ressort 36 étant montées en parallèle, le déplacement autorisé par ces deux lames ressort 36 s'apparente donc à une rotation de courbure très faible, pouvant être assimilée à une translation selon l'axe X1-X1 du second tronçon 6 par rapport au premier tronçon 5. On se réfèrera donc à ce mouvement comme étant une translation dans le texte. L'axe X2-X2 est parallèle à l'axe X1-X1 ; la translation du second tronçon 6 par rapport au premier tronçon 5 est donc également selon l'axe X2-X2. Cette structure procure ainsi un degré de liberté additionnel pour le support de pilotage 33 du contrôleur haptique 1, et offre ainsi un niveau de commande additionnel à un utilisateur.
Le contrôleur haptique 1 comprend en effet alors typiquement un ou plusieurs capteurs mesurant l'effort de translation selon l'axe X1-X1 appliqué à l'organe de pilotage 3, et qui délivre un signal de sortie correspondant qui est ensuite typiquement traité au moyen d'un algorithme pour modifier une ou plusieurs caractéristiques lors d'une production sonore. Les lames ressort 36 sont typiquement associées à un élément d'ajustement 37 adapté pour modifier la raideur des lames ressort 36, par exemple monté coulissant par rapport aux lames ressort 36, de sorte que son coulissement modifie la raideur desdites lames ressort 36. Le déplacement en translation du support de pilotage 33 de l'organe de pilotage 3 selon l'axe X1-X1 peut ainsi être modulé via l'élément d'ajustement 37.
Le contrôleur haptique 1 tel que proposé offre ainsi des possibilités très larges en termes de commande, en permettant de réaliser une commande selon plusieurs axes et en plusieurs points pour la modification de caractéristiques lors d'une production sonore. Le contrôleur haptique proposé permet ainsi le contrôle en temps réel par le biais du toucher de plusieurs caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques, les caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques pouvant être commandées de manière indépendante ou liée. La commande proposée est par ailleurs plus fine, s'adapte à différentes applications et offre une interface utilisateur plus proche d'un instrument de musique que d'une commande basique telle qu'une molette, ou une pédale Le contrôleur haptique 1 proposé peut être réalisé sous la forme d'un 10 contrôleur indépendant pouvant être raccordé à une machine de production musicale, ou être intégré dans la structure d'une machine de production musicale. 15

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Contrôleur haptique (1) comprenant - une base (2) - un organe de pilotage (3) comprenant une extrémité proximale (31), une extrémité distale (32), et un support de pilotage (33) adaptée pour permettre l'application d'un effort variable en un ou plusieurs points entre l'extrémité proximale (31) et l'extrémité distale (32), - un organe de liaison (4) reliant l'organe de pilotage (3) à la base (2), présentant une extrémité proximale (41) et une extrémité distale (42), caractérisé en ce que l'extrémité distale (42) de l'organe de liaison (4) est reliée à la base (2) par un pivot distal (72) permettant la rotation de l'organe de liaison (4) par rapport à la base (2) selon un axe X2-X2, et l'extrémité proximale (41) de l'organe de liaison (4) est reliée à l'extrémité proximale (31) de l'organe de pilotage (3) par un pivot proximal (71) permettant la rotation de l'organe de pilotage (3) par rapport à l'organe de liaison (4) selon un axe X1-X1 parallèle à l'axe X2-X2, le contrôleur haptique (1) comprenant en outre des éléments 20 d'amortissement (81, 82) disposés respectivement entre la base (2) et l'organe de liaison (4) et entre l'organe de liaison (4) et l'organe de pilotage (3) de manière à amortir le pivotement de l'organe de liaison (4) et de l'organe de pilotage (3) lors de l'application d'un effort sur le support de pilotage (33). 25
  2. 2. Contrôleur haptique (1) selon la revendication 1, dans lequel les éléments d'amortissement (81, 82) sont configurés de manière à ne pas être alignés par rapport à une direction normale au support de pilotage (33). 30
  3. 3. Contrôleur haptique (1) selon la revendication 2, dans lequel - un premier élément d'amortissement (81) disposé entre la base (2) et l'organe de liaison (4) est disposé à proximité du pivot proximal (71),- un second élément d'amortissement (82) disposé entre l'organe de liaison (4) et l'organe de pilotage (3) est disposé à proximité du pivot distal (72).
  4. 4. Contrôleur haptique (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'organe de liaison (4) comprennent un premier tronçon (5) et un second tronçon (6) reliés entre eux par deux lames ressort (36) montées en parallèle l'une de l'autre, de manière à permettre une translation de l'organe de pilotage selon l'axe X1-X1 par rapport à la base (2).
  5. 5. Contrôleur haptique (1) selon la revendication 4, dans lequel lesdites lames ressort (36) sont associées à un élément d'ajustement (37) adapté pour modifier la raideur desdites lames ressort (36).
  6. 6. Contrôleur haptique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits éléments d'amortissement (81, 82) sont des éléments présentant un profil de déformation non-linéaire en fonction de l'effort appliqué.
  7. 7. Contrôleur haptique (1) selon la revendication 6, dans lequel lesdits éléments d'amortissement (81, 82) sont des profilés déformables comprenant une base plane, une face incurvée opposée à ladite base plane et un perçage longitudinal..
  8. 8 Contrôleur haptique (1) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'organe de pilotage (3) comprend un support de pilotage (33) adapté pour recevoir une surface de pilotage amovible pouvant être munie de capteurs.
  9. 9. Contrôleur haptique (1) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre un contrôleur (9) et des capteurs adaptés pourmesurer la déformation des éléments d'amortissement (81, 82) et pour délivrer un signal de sortie en fonction des déformations mesurées.
  10. 10. Contrôleur haptique (1) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre un contrôleur (9) et des capteurs adaptés pour mesurer le déplacement de l'organe de liaison (4) et de l'organe de pilotage (3), et pour délivrer un signal de sortie en fonction des déplacements mesurés.10
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