FR3041444A1 - ROTARY SWITCH AGENCY ON A SCREEN - Google Patents

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Abstract

Dispositif de commutateur/sélecteur (1) rotatif agencé sur un écran (10), comprenant deux sources lumineuses (S1, S2) émises par l'écran, chacune présentant un motif périodique répétitif le long du cercle, avec un décalage angulaire des motifs d'une source lumineuse par rapport à l'autre, un support (2) fixé à la surface supérieure de l'écran, un ensemble mobile (4) qui comprend un rotor(41) et une molette (42), deux doigts guides de lumière (11, 12), deux anneaux collecteur de lumière (21, 22), le doigt guide de lumière transmettant sélectivement la lumière depuis les sources lumineuses jusqu'à l'anneau collecteur de lumière, deux capteurs optiques (31, 32), l'anneau collecteur de lumière transmettant la lumière vers les capteurs optiques, de sorte que les capteurs optiques peuvent alors détecter un mouvement angulaire de la molette avec sa direction et une information sur son amplitude et sa vitesse.Rotary switch / selector device (1) arranged on a screen (10), comprising two light sources (S1, S2) emitted by the screen, each having a repetitive periodic pattern along the circle, with an angular offset of the patterns of a light source relative to the other, a support (2) fixed to the upper surface of the screen, a movable assembly (4) which comprises a rotor (41) and a wheel (42), two guide fingers of light (11, 12), two light collecting rings (21, 22), the light guide finger selectively transmitting light from the light sources to the light collecting ring, two optical sensors (31, 32), the light collector ring transmitting the light to the optical sensors, so that the optical sensors can then detect an angular movement of the wheel with its direction and information on its amplitude and speed.

Description

La présente invention est relative aux commutateurs rotatifs agencés sur un écran (notamment tactile) en particulier pour les interfaces homme-machine dans un véhicule automobile.The present invention relates to rotary switches arranged on a screen (particularly tactile) in particular for man-machine interfaces in a motor vehicle.

Les écrans tactiles sont de plus en plus utilisés, y compris dans les interfaces homme-machine (« IHM ») des véhicules automobiles.Touch screens are increasingly used, including in human-machine interfaces ("HMI") of motor vehicles.

Il s'avère cependant que l'utilisation de boutons physiques présente une ergonomie que ne peut pas offrir un écran tactile, en particulier en situation de conduite, où les doigts de l’utilisateur peuvent trembler et ne sont pas précis.However, it turns out that the use of physical buttons has ergonomics that can not offer a touch screen, especially in a driving situation, where the fingers of the user can shake and are not accurate.

Par conséquent, il est apparu un besoin de combiner la versatilité d'un écran tactile avec l'ergonomie de boutons physiques dans une même unité IHM.Therefore, there has been a need to combine the versatility of a touch screen with the ergonomics of physical buttons in the same HMI unit.

Un des boutons physiques dont l'ergonomie est la plus appréciée par les utilisateurs conducteurs est une molette rotative équipée en outre optionnellement d'un mouvement axial de validation. On parle aussi de « molette multifonctions », la partie technique sous-jacente de la molette est basée sur un encodeur à principe optique ou à effet Hall.One of the physical buttons whose ergonomics are most appreciated by the user drivers is a rotary wheel optionally further equipped with an axial validation movement. We also speak of "multifunction wheel", the underlying technical part of the wheel is based on an optical principle encoder or Hall effect.

Certains ont proposé des solutions, comme celle divulguée par le document US 2010 0 214 213, pour intégrer une telle molette/encodeur dans un écran tactile. Cependant, il est nécessaire de prévoir un trou dans l'écran tactile (ce qui le rend non standard) et le fonctionnement de cet encodeur peut perturber le fonctionnement de la détection de l'écran tactile.Some have proposed solutions, such as that disclosed by US 2010 0 214 213, to integrate such a wheel / encoder in a touch screen. However, it is necessary to provide a hole in the touch screen (which makes it non-standard) and the operation of this encoder can disturb the operation of the detection of the touch screen.

Il est donc apparu un besoin de proposer une solution améliorée pour intégrer un ensemble molette/encodeur sur un écran tactile. À cet effet, il est proposé ici un dispositif de commutateur/sélecteur rotatif agencé sur un écran, notamment mais pas exclusivement tactile, le dispositif comprenant : • deux sources lumineuses de forme générale circulaire, émises par l'écran, chacune présentant un motif périodique répétitif le long du cercle généré par la forme générale circulaire, l'une étant décalée angulairement par rapport à l’autre, • un support fixé à la surface supérieure de l'écran, • un ensemble mobile qui comprend un rotor et une molette, le rotor étant monté à rotation par rapport au support, • au moins un doigt guide de lumière, monté sur le rotor, • au moins un anneau collecteur de lumière, fixe, l’au moins un doigt guide de lumière transmettant sélectivement la lumière depuis la source lumineuse jusqu'à l’anneau collecteur de lumière correspondant, • deux capteurs optiques, l’anneau collecteur de lumière transmettant la lumière vers les capteurs optiques, lesdits capteurs optiques étant adaptés pour détecter un mouvement angulaire de la molette, sa direction de rotation ainsi qu’une information sur son amplitude et sa vitesse.It has therefore appeared a need to propose an improved solution for integrating a wheel / encoder assembly on a touch screen. For this purpose, there is proposed here a rotary switch / selector device arranged on a screen, in particular but not exclusively tactile, the device comprising: two light sources of generally circular shape, emitted by the screen, each having a periodic pattern repetitive along the circle generated by the generally circular shape, one being angularly offset relative to the other, • a support fixed to the upper surface of the screen, • a movable assembly which comprises a rotor and a wheel, the rotor being rotatably mounted relative to the support, at least one light guide finger mounted on the rotor, at least one fixed light collecting ring, the at least one light guide finger selectively transmitting light from the light source up to the corresponding light collecting ring, • two optical sensors, the light collector ring transmitting the light to the sensors optical, said optical sensors being adapted to detect an angular movement of the wheel, its direction of rotation as well as information on its amplitude and its speed.

Grâce à ces dispositions, on peut ainsi former une molette/encodeur implantée directement sur l'écran et qui utilise des ressources de l'écran. Avantageusement, l'utilisation d'une telle molette/encodeur ne nécessite pas une mobilisation visuelle à 100 % de l'utilisateur comme c'est le cas lorsqu'on effectue un toucher sur une interface tactile. Ainsi, le réglage d’un paramètre peut être fait au moyen de la molette/encodeur sans mobiliser complètement la fonction visuelle du conducteur qui reste disponible pour la conduite. On peut prévoir également un retour haptique sur le mouvement de rotation de la molette/encodeur.Thanks to these provisions, it is thus possible to form a wheel / encoder implanted directly on the screen and which uses screen resources. Advantageously, the use of such a wheel / encoder does not require a 100% visual mobilization of the user as is the case when making a touch on a touch interface. Thus, the setting of a parameter can be done by means of the wheel / encoder without fully mobilizing the visual function of the driver who remains available for driving. One can also provide a haptic feedback on the rotational movement of the wheel / encoder.

Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes : • on peut avoir deux sources lumineuses, les première et deuxième sources lumineuses étant à des positions radiales différentes depuis l'axe de rotation, un premier doigt guide de lumière et un deuxième doigt guide de lumière étant agencés en correspondance respective avec les deux sources lumineuses, un premier anneau collecteur de lumière et un deuxième anneau collecteur de lumière étant agencés en correspondance respective avec chacun des deux doigts guides de lumière, les deux anneaux collecteurs de lumière transmettant respectivement des faisceaux lumineux aux premier et second capteurs optiques. Grâce à deux canaux indépendants présentant un léger décalage angulaire, la détection du sens de rotation est relativement aisée par l'électronique de traitement, car il s'agit simplement de déterminer l'ordre des fronts de commutation ; • le doigt guide de lumière introduit une déviation des rayons lumineux reçus de la source lumineuse correspondante d’un angle prédéterminé voisin de 90° ou voisin de 180°. • Les faisceaux lumineux peuvent être ainsi conviés vers un capteur optique de type photodiode et l'encombrement du dispositif reste relativement petit, le tout étant de préférence logé dans le volume intérieur de la molette ; • la molette est montée par rapport au rotor avec un mouvement de translation axiale mais de façon solidaire en rotation. Ceci procure un mouvement intuitif pour la fonction « validation » ; • alternativement, la molette et le rotor peuvent former une seule pièce (bouton rotatif classique sans mouvement axial) • une des sources lumineuses peut comprendre un liseré de lumière circulaire continu. Ceci permet un autodiagnostic du dispositif et permet d'aider à la décision pour la fonction de translation axiale ; • de plus, dans cette configuration, le mouvement axial de la molette provoque la coupure du ou des faisceaux lumineux dans leur parcours entre la source lumineuse et l'anneau collecteur de lumière. Ceci permet une discrimination entre rotation de la molette et un appui de validation, notamment grâce au liseré continu ; • les capteurs optiques sont de préférence agencés sur un circuit électronique imprimé posé sur l'écran, préférentiellement à des positions décalées dans le sens circonférentiel. On obtient un encombrement limité et une bonne intégration ; • le nombre de répétitions de motifs périodiques de source lumineuse par tour est configurable par application logicielle. On peut choisir la finesse de réglage souhaitée pour un paramètre à régler, ceci de façon spécifique pour chaque paramètre ; • chaque motif de source lumineuse peut être formé par une alternance d’un arc de cercle noir et d’un arc de cercle blanc, les motifs étant répétés Λ//' fois sur la circonférence du cercle généré par la forme circulaire. Ce motif est particulièrement facile à décoder même avec un capteur optique très simple ; • chaque motif de la première source lumineuse peut être formé par une alternance d’un arc de cercle noir et d’une première couleur primaire RVB (Rouge, Vert, Bleu), chaque motif de la deuxième source lumineuse étant formé par une alternance d’un arc de cercle noir et d’une seconde couleur primaire RVB, les motifs étant répétés Ni fois sur la circonférence du cercle généré par la forme circulaire. En utilisant deux couleurs primaires au lieu du blanc, émises sur un seul cercle, on peut utiliser un seul doigt guide de lumière et un seul anneau collecteur de lumière pour obtenir la même fonction que précédemment (avec deux sources lumineuses séparées et de canaux optiques séparés) ; • chaque anneau collecteur de lumière peut comprendre une pluralité de petits miroirs de réflexion pour réfléchir et guider la lumière depuis un point d'entrée quelconque selon la position angulaire du doigt guide de lumière vers le capteur optique correspondant. D’autres aspects, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d’un de ses modes de réalisation, donné à titre d’exemple non limitatif, notamment en regard des dessins joints : - la figure 1 représente une vue générale d'un écran équipé d'un dispositif de molette-encodeur selon l’invention, - la figure 2 représente une vue en perspective de la molette-encodeur, - la figure 3 représente une vue éclatée du dispositif molette-encodeur, - la figure 4 est une vue en coupe axiale de principe du dispositif molette-encodeur, - les figures 5A et 5B illustrent des sources lumineuses utilisées, la figure 5B montrant un liseré continu, - les figures 6A et 6B illustrent le fonctionnement optique des anneaux collecteurs de lumière, respectivement en vue de dessus et en développé circonférentiel, - la figure 7 représente un chronogramme illustrant les signaux issus des capteurs optiques - la figure 8 montre un diagramme fonctionnel du traitement électronique.In various embodiments of the invention, one or more of the following provisions may also be used: • two light sources may be present, the first and second light sources being at different positions; different radials from the axis of rotation, a first light guide finger and a second light guide finger being arranged in respective correspondence with the two light sources, a first light collector ring and a second light collector ring being arranged in correspondence respective with each of the two light guide fingers, the two light collecting rings respectively transmitting light beams to the first and second optical sensors. Thanks to two independent channels having a slight angular offset, detection of the direction of rotation is relatively easy by the processing electronics, because it is simply to determine the order of the switching edges; The light guide finger introduces a deviation of the light rays received from the corresponding light source by a predetermined angle close to 90 ° or close to 180 °. • The light beams can thus be invited to a photodiode type optical sensor and the size of the device remains relatively small, the whole being preferably housed in the inner volume of the wheel; • The wheel is mounted relative to the rotor with a translational movement axial but integrally in rotation. This provides intuitive movement for the "validation" function; • alternatively, the wheel and the rotor can form a single piece (conventional rotary knob without axial movement) • one of the light sources can include a continuous circular light border. This allows a self-diagnosis of the device and helps to decide the axial translation function; In addition, in this configuration, the axial movement of the wheel causes the cut of the light beam (s) in their path between the light source and the light collecting ring. This allows a discrimination between rotation of the wheel and a validation support, in particular thanks to the continuous edging; The optical sensors are preferably arranged on a printed electronic circuit placed on the screen, preferably at positions offset in the circumferential direction. We obtain a limited size and good integration; The number of repetitions of periodic patterns of light source per revolution is configurable by software application. One can choose the fineness of adjustment desired for a parameter to be set, this specifically for each parameter; • Each light source pattern can be formed by alternating a black arc and a white arc, the patterns being repeated Λ // 'times on the circumference of the circle generated by the circular shape. This pattern is particularly easy to decode even with a very simple optical sensor; Each pattern of the first light source may be formed by alternating a black circular arc and a first RGB primary color (Red, Green, Blue), each pattern of the second light source being formed by an alternation of a black circular arc and a second primary color RGB, the patterns being repeated Ni times on the circumference of the circle generated by the circular shape. Using two primary colors instead of white, emitted on a single circle, a single light guide finger and a single light-collecting ring can be used to achieve the same function as before (with two separate light sources and separate optical channels ); Each light collecting ring may comprise a plurality of small reflection mirrors for reflecting and guiding light from any point of entry depending on the angular position of the light guide finger to the corresponding optical sensor. Other aspects, objects and advantages of the invention will appear on reading the following description of one of its embodiments, given by way of non-limiting example, especially with reference to the accompanying drawings: FIG. a general view of a screen equipped with a wheel-encoder device according to the invention, - Figure 2 shows a perspective view of the wheel-encoder, - Figure 3 shows an exploded view of the wheel-encoder device, FIG. 4 is an axial axial sectional view of the wheel-encoder device, FIGS. 5A and 5B illustrate light sources used, FIG. 5B showing a continuous border, FIGS. 6A and 6B illustrate the optical operation of the rings. light collectors, respectively in top view and in circumferential development, - Figure 7 shows a timing diagram illustrating the signals from the optical sensors - Figure 8 shows a function diagram electronic processing.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.In the different figures, the same references designate identical or similar elements.

La figure 1 représente une vue de face d'un écran 10 d’un véhicule automobile. De préférence, l'écran en question est tactile, toutefois un écran non tactile peut aussi convenir pour la présente invention.Figure 1 shows a front view of a screen 10 of a motor vehicle. Preferably, the screen in question is tactile, however a non-touch screen may also be suitable for the present invention.

Sur cet écran 10, est installé un dispositif de commutateur/sélecteur rotatif, repéré 1, autrement dit un dispositif de type molette/encodeur. Ce dispositif de commutateur/sélecteur 1 est de préférence agencé près d'une bordure 10A de l'écran 10, car comme il sera vu plus loin, il peut être prévu une nappe 38 de pistes électriques qui permet de relier des capteurs optiques du dispositif de commutateur/sélecteur 1 vers une unité de traitement 8, intégrée ou pas à la logique de contrôle de l'écran 10.On this screen 10, is installed a rotary switch / selector device, marked 1, in other words a device type wheel / encoder. This switch / selector device 1 is preferably arranged close to a border 10A of the screen 10, since as will be seen later, it can be provided a layer 38 of electrical tracks which allows to connect optical sensors of the device switch / selector 1 to a processing unit 8, integrated or not to the control logic of the screen 10.

Dans l'exemple illustré aux figures 2 et 3, selon un premier mode de réalisation, le dispositif de commutateur/sélecteur 1 comprend une molette 42 (« bouton-molette >>) qui peut être tournée autour d'un axe A selon un premier sens W1 et un deuxième sens W2. Par ailleurs, selon une option, la molette 42 peut être pressée en direction de l'écran (flèche V), pour une fonction de validation connue en soi.In the example illustrated in Figures 2 and 3, according to a first embodiment, the switch / selector device 1 comprises a wheel 42 ("knob-wheel") which can be rotated about an axis A according to a first sense W1 and a second sense W2. Furthermore, according to one option, the wheel 42 can be pressed towards the screen (arrow V) for a validation function known per se.

Dans l'exemple illustré, le dispositif de commutateur/sélecteur 1 permet par exemple de sélectionner un certain nombre d'options 15 qui sont affichées graphiquement dans une zone périphérique à l'extérieur du dispositif de commutateur/sélecteur 1. La rotation du dispositif de commutateur/sélecteur 1 peut aussi servir à régler un paramètre, à se déplacer dans des menus déroulants, etc.In the illustrated example, the switch / selector device 1 allows for example to select a number of options which are displayed graphically in a peripheral area outside the switch / selector device 1. The rotation of switch / selector 1 can also be used to set a parameter, to move in drop-down menus, etc.

Ledit dispositif de commutateur/sélecteur 1 comprend deux sources lumineuses S1, S2 émises par l'écran 10. C'est une application logicielle de contrôle de l'écran 10 qui génère ces deux sources lumineuses S1, S2.Said switch / selector device 1 comprises two light sources S1, S2 emitted by the screen 10. It is a software application for controlling the screen 10 which generates these two light sources S1, S2.

Comme illustré aux figures 3, 4 et 5A, une première source lumineuse S1 se présente sous une forme générale circulaire d'axe A. La première source lumineuse S1 présente un motif périodique répétitif le long du cercle généré par la forme générale circulaire d’axe A, c’est-à-dire un motif qui se répète un nombre N1 de fois sur un tour complet 360°. Ici N1 = 4.As illustrated in FIGS. 3, 4 and 5A, a first light source S1 is in a generally circular shape of axis A. The first light source S1 has a repetitive periodic pattern along the circle generated by the general circular shape of axis A, that is to say a pattern which repeats a number N1 of times over a complete turn 360 °. Here N1 = 4.

Dans le premier exemple illustré (figure 5A), chaque motif est constitué d'un arc de cercle noir suivi d'un arc de cercle blanc 91 lumineux. On peut définir un cercle primitif C1 situé à un rayon R1. Dans l'exemple illustré, chacun des arcs de cercle s'étend sur 45° angulaires, mais il pourrait en être autrerrent, les noirs et blancs pourraient être différents.In the first illustrated example (FIG. 5A), each pattern consists of a black circular arc followed by a white 91 bright circular arc. We can define a primitive circle C1 located at a radius R1. In the illustrated example, each of the circular arcs extends 45 ° angular, but it could be others, black and white could be different.

De manière similaire, la seconde source lumineuse S2 présente un motif périodique répétitif le long du cercle généré par la forme générale circulaire d’axe A, c'est-à-dire un motif qui se répète un nombre N2 de fois sur un tour complet 360°. Ici N2 = 4. Là aussi, chaque motif est constitué d'un arc de cercle noir suivi d'un arc de cercle blanc 92 lumineux et on peut définir un cercle primitif C2 situé à un rayon R2. Le cercle primitif passe par un rayon médian des arcs de cercle blancs.Similarly, the second light source S2 has a repetitive periodic pattern along the circle generated by the general circular shape of axis A, that is to say a pattern which repeats a number N2 of times over a complete revolution. 360 °. Here N2 = 4. Here again, each pattern consists of a black circular arc followed by a bright white arc of circle 92 and it is possible to define a pitch circle C2 situated at a radius R2. The primitive circle passes through a median radius of white circular arcs.

Sur la variante représentée à la figure 5B, on prévoit en plus un petit liseré lumineux circulaire continu 44 sur la source lumineuse S2.In the variant shown in FIG. 5B, a small continuous circular luminous edging 44 is additionally provided on the light source S 2.

Les signaux lumineux des sources lumineuses S1,S2 sont émis de préférence en permanence dès lors que l'écran 10 fonctionne et l’affichage est constant pour une opération donnée de réglage de paramètre ou de sélection d’élément.The light signals of the light sources S1, S2 are preferably emitted continuously when the screen 10 is operating and the display is constant for a given operation of parameter setting or element selection.

Toutefois, pour une autre opération de réglage de paramètre ou de sélection d’élément, les signaux lumineux des sources lumineuses S1, S2 peuvent être différents, en particulier le nombre de répétitions N1, N2 peut être différent d'une opération à l'autre. N1 et N2 pourraient être différents l'un de l'autre par exemple l'un étant un multiple de l'autre.However, for another parameter setting or element selection operation, the light signals of the light sources S1, S2 may be different, in particular the number of repetitions N1, N2 may be different from one operation to another . N1 and N2 could be different from each other, for example one being a multiple of the other.

On remarque qu'il est prévu un décalage angulaire Θ1 entre les motifs de la première source lumineuse S1 et les motifs de la seconde source lumineuse S2. Ce décalage sera avantageusement utilisé pour déterminer sans ambiguïté le sens de rotation appliquée à la molette 42. Il s'agit d'un décalage angulaire global, c'est de préférence le même décalage qui sépare toutes les transitions noir/blanc ou blanc/noir d'une source lumineuse par rapport à l'autre.Note that there is an angular offset Θ1 between the patterns of the first light source S1 and the patterns of the second light source S2. This offset will advantageously be used to determine without ambiguity the direction of rotation applied to the wheel 42. This is an overall angular offset, it is preferably the same offset that separates all the transitions black / white or white / black from one light source to the other.

Par ailleurs, le dispositif de commutateur/sélecteur 1 comprend : • un support 2 fixé à la surface supérieure de l'écran 10, avec un corps 20 qui peut se présenter comme un moyeu évidé au travers duquel un utilisateur peut voir la surface de l'écran 10 au centre 16 dudit dispositif de commutateur/sélecteur 1, • un ensemble mobile 4 qui comprend un rotor 41, le rotor 41 étant monté à rotation d’axe A par rapport au support 2, et la molette 42 déjà mentionnée, qui est montée avec un degré de liberté axiale par rapport au rotor 41 mais avec une liaison rigide en rotation autour de l'axe A, • un équipement optique qui sera détaillé plus loin, • une carte électronique 3 (PCB) équipée de deux capteurs optiques 31,32, autrement dits en pratique des photodiodes ou phototransistors, un premier capteur optique 31 chargé de récupérer un flux lumineux F1 en provenance de la première source lumineuse S1 et un second capteur optique 32 chargé de récupérer un flux lumineux F2 en provenance de la seconde source lumineuse S2.Furthermore, the switch / selector device 1 comprises: a support 2 fixed to the upper surface of the screen 10, with a body 20 which can be a hollow hub through which a user can see the surface of the screen 10 in the center 16 of said switch / selector device 1, • a mobile assembly 4 which comprises a rotor 41, the rotor 41 being rotatably mounted with axis A relative to the support 2, and the wheel 42 already mentioned, which is mounted with an axial degree of freedom with respect to the rotor 41 but with a rigid connection in rotation about the axis A, • optical equipment which will be detailed later, • an electronic card 3 (PCB) equipped with two optical sensors 31, 32, otherwise known in practice photodiodes or phototransistors, a first optical sensor 31 responsible for recovering a luminous flux F1 from the first light source S1 and a second optical sensor 32 responsible for recovering a light. luminous flux F2 from the second light source S2.

Par ailleurs, le dispositif de commutateur/sélecteur 1 comprend en particulier, concernant son équipement optique : • un premier doigt guide de lumière 11 et un deuxième doigt guide de lumière 12, montés sur le rotor 41 (donc tournants) dans des logements, de préférence isolés par des parois 27 vis-à-vis de l'environnement extérieur, • un premier anneau collecteur de lumière de lumière 21 et un deuxième anneau collecteur de lumière 22, montés fixes par rapport à la surface de l'écran 10.Furthermore, the switch / selector device 1 comprises in particular, with regard to its optical equipment: a first light guide finger 11 and a second light guide finger 12, mounted on the rotor 41 (thus rotating) in housings, preferably insulated by walls 27 with respect to the external environment, • a first light-light collecting ring 21 and a second light-collecting ring 22, fixedly mounted relative to the surface of the screen 10.

Grâce à ces éléments (cf. figures 4, 6A et 6B), un premier trajet optique peut être établi depuis la première source lumineuse S1 jusqu'au premier capteur optique 31 : en effet, le premier doigt guide de lumière 11 transmet sélectivement la lumière reçue depuis la première source lumineuse S1 jusqu'au premier collecteur de lumière 21 (moyennant le passage par deux réflexions successives à 90° sur les coins coupés du doigt guide de lumière), et ensuite le premier anneau collecteur de lumière 21 transmet la lumière reçue du premier doigt guide de lumière 11 jusqu'au premier capteur optique 31.Thanks to these elements (see FIGS. 4, 6A and 6B), a first optical path can be established from the first light source S1 to the first optical sensor 31: indeed, the first light guide pin 11 selectively transmits light received from the first light source S1 to the first light collector 21 (by passing through two successive reflections at 90 ° on the cut corners of the light guide finger), and then the first light collecting ring 21 transmits the light received from the first light guide finger 11 to the first optical sensor 31.

De façon analogue, mais à des positions légèrement plus éloignées de l'axe A, un second trajet optique peut être établi depuis la deuxième source lumineuse S2 jusqu'au deuxième capteur optique 32, en passant par le deuxième doigt guide de lumière 12 le deuxième anneau collecteur de lumière 22.Similarly, but at positions slightly further from the axis A, a second optical path can be established from the second light source S2 to the second optical sensor 32, passing through the second light guide finger 12 the second ring light collector 22.

Chacun des doigts guides de lumière 11,12 se présente comme un guide optique en forme de L inversé avec deux pans coupés à 45° ce qui procure les réflexions susmentionnées.Each of the light-guiding fingers 11, 12 is in the form of an inverted L-shaped optical guide with two sections cut at 45 °, which provides the aforementioned reflections.

Le premier doigt guide de lumière 11 et le deuxième doigt guide de lumière 12 sont agencés dans l'exemple illustré à des positions diamétralement opposées ; toutefois il n'est pas exclu qu'ils se trouvent à des positions angulaires autres (mais en cohérence avec les motifs des sources lumineuses), voire même l'un au-dessus de l'autre.The first light guide finger 11 and the second light guide finger 12 are arranged in the illustrated example at diametrically opposed positions; however it is not excluded that they are at other angular positions (but consistent with the patterns of light sources), or even one above the other.

En outre, la portion supérieure de chaque doigt guide de lumière 11, 12 est interrompue par un intervalle 13 dont l'utilité sera vue plus loin.In addition, the upper portion of each light guide finger 11, 12 is interrupted by a gap 13 whose utility will be seen further.

Les premier et deuxième anneaux collecteurs de lumière 21,22 sont agencés coaxialement autour de A, le deuxième à l'extérieur du premier. Chacun des anneaux collecteurs de lumière comprend une projection 72 vers le bas qui se trouve en vis-à-vis du capteur optique de type correspondant.The first and second light collecting rings 21, 22 are arranged coaxially around A, the second outside the first. Each of the light collecting rings includes a downward projection 72 facing the corresponding type optical sensor.

Les deux capteurs optiques 31,32 sont agencés sur le circuit électronique imprimé (PCB), de préférence l'un à la suite de l'autre dans le sens circonférentiel comme visible à la figure 3.The two optical sensors 31, 32 are arranged on the printed electronic circuit (PCB), preferably one after the other in the circumferential direction as can be seen in FIG.

Comme illustré aux figures 3,6A et 6B, (les figures 6A et 6B ne montrent qu’un seul des deux équipements optiques du premier mode de réalisation), le doigt guide de lumière 11 parcourt un trajet circulaire avec une zone de pied 11a qui se situe toujours au-dessus du cercle primitif de la première source lumineuse, soit au-dessus d'un arc de cercle blanc soit au-dessus d'une zone noire, le doigt guide de lumière 11 capte les rayons lumineux issus de la source lumineuse notamment en particulier les rayons les plus puissants issus perpendiculairement à la surface de l'écran 10. Les rayons lumineux ainsi captés subissent ensuite le long du doigt guide de lumière 11 deux réflexions à 90°, et par conséquent sont, à la sortie 11b du doigt guide de lumière, dirigés vers l'écran 10 perpendiculairement à ce dernier. À cet endroit, ils viennent impacter la surface supérieure de l'anneau collecteur de lumière 21. À l'intérieur de l'anneau collecteur de lumière 21, les rayons lumineux forment un trajet optique 7 interne avec une ou plusieurs réflexions sur une zone de collecte semi-circulaire 70 jusqu'à une zone de sortie 71 qui se poursuit par la projection 72 déjà mentionnée. À l'endroit de la zone de sortie, les rayons lumineux sont dirigés sensiblement vers le capteur optique 31 qui se trouve en vis-à-vis au-dessous de l'anneau collecteur de lumière 21.As illustrated in FIGS. 3,6A and 6B, (FIGS. 6A and 6B show only one of the two optical devices of the first embodiment), the light guide finger 11 travels a circular path with a foot zone 11a which is always above the primitive circle of the first light source, either above a white arc or above a black area, the light guide finger 11 captures light rays from the source especially the most powerful rays perpendicular to the surface of the screen 10. The light rays thus captured then undergo along the light guide finger 11 two reflections at 90 °, and therefore are at the exit 11b a light guide finger, directed towards the screen 10 perpendicular to the latter. At this point, they impact the upper surface of the light-collecting ring 21. Inside the light-collecting ring 21, the light rays form an internal optical path 7 with one or more reflections on a zone of light. semicircular collection 70 to an exit zone 71 which continues with projection 72 already mentioned. At the location of the exit zone, the light rays are directed substantially towards the optical sensor 31 which is located opposite the light collecting ring 21.

On note que l'anneau collecteur de lumière est constitué de deux moitiés qui se rejoignent d'une part à l'emplacement du capteur optique (0°) et d'autre part à l'opposé dans la zone 75 diamétralement opposée (180°).It should be noted that the light collecting ring consists of two halves which meet on the one hand at the location of the optical sensor (0 °) and on the other hand on the opposite side in the diametrically opposite zone (180 °). ).

On prévoit un rappel élastique de la molette 42 vers la direction opposée à l'écran 10, par exemple grâce à des ressorts 17 interposés entre le rotor 41 et la molette 42 elle-même.An elastic return of the wheel 42 is provided in the direction opposite to the screen 10, for example by means of springs 17 interposed between the rotor 41 and the wheel 42 itself.

La figure 7 illustre les signaux 51,52 optiques captés respectivement par le premier capteur optique 31 et par le second capteur optique 32. L'unité de traitement 8 traite ces signaux et détecte notamment les fronts descendants et les fronts montants, ce qui permet d'élaborer les signaux de tops rotation 61,62 respectivement selon un sens W1 et l'autre W2.FIG. 7 illustrates the optical signals 51, 52 captured respectively by the first optical sensor 31 and by the second optical sensor 32. The processing unit 8 processes these signals and detects in particular the falling fronts and the rising edges, which allows elaborating the rotation tops signals 61, 62 respectively in one direction W1 and the other W2.

On remarque que l'unité de traitement 8 pourrait travailler uniquement sur les fronts montant ou les fronts descendants.Note that the processing unit 8 could work only on rising edges or falling edges.

Dans la partie gauche de la figure 7, on remarque que le signal 51 du premier capteur optique 31 est en avance sur le signal 52 du second capteur optique 32, ce qui permet à l'unité de traitement 8 de conclure à une rotation selon le sens des aiguilles d'une montre. À l'inverse, dans la partie droite de la figure 7, le signal 51 du premier capteur optique 31 est en retard sur le signal 52 du second capteur optique 32, ce qui permet à l'unité de traitement 8 de conclure à une rotation selon le sens trigonométrique.In the left-hand part of FIG. 7, it is noted that the signal 51 of the first optical sensor 31 is in advance on the signal 52 of the second optical sensor 32, which allows the processing unit 8 to conclude that it is rotating according to the clockwise. Conversely, in the right-hand part of FIG. 7, the signal 51 of the first optical sensor 31 is delayed on the signal 52 of the second optical sensor 32, which allows the processing unit 8 to conclude that it is rotating. according to the trigonometric sense.

On remarque aussi que, comme le décalage angulaire Θ1 est petit, même lorsqu'elle la molette 42 est tournée rapidement (référence 84 figure 7), le décalage entre le premier et le second signal reste petit par rapport à la largeur des créneaux, ce qui permet à l'unité de traitement 8 de continuer à discriminer l'un ou l'autre des sens de rotation.Note also that, since the angular offset Θ1 is small, even when the wheel 42 is rotated rapidly (reference 84 Figure 7), the offset between the first and the second signal remains small compared to the width of the slots, this which allows the processing unit 8 to continue to discriminate one or other of the directions of rotation.

Le support 2 comprend, dans l'exemple illustré, un corps cylindrique 20, et est équipé de trois pattes flexibles, configurées pour retenir le rotor 41 en position après son montage.The support 2 comprises, in the illustrated example, a cylindrical body 20, and is equipped with three flexible tabs, configured to retain the rotor 41 in position after mounting.

Le rotor 41 comprend une jante extérieure 28 ; à l'endroit des doigts-guide de lumière 11, 12, il est prévu des parois verticales 27 qui permettent de maintenir les doigts guides de lumière 11, 12 et d'isoler les doigts guides de lumière notamment par rapport aux conditions d'éclairage ambiant. Par ailleurs, il est prévu une fente 26 dans ces parois verticales 27, pour laisser passer une jupe 43 saillante vers le bas à l'intérieur de la molette 42.The rotor 41 comprises an outer rim 28; at the location of the light-guiding fingers 11, 12, vertical walls 27 are provided which make it possible to hold the light-guiding fingers 11, 12 and to isolate the light-guiding fingers in particular with respect to the lighting conditions. ambient. Moreover, there is provided a slot 26 in these vertical walls 27, to let a skirt 43 projecting downwards inside the wheel 42.

Lorsque la molette 42 est équipée du mouvement axial de validation, on utilise un fin liseré circulaire continu 44 sur l'une des deux sources lumineuses (la deuxième dans le cas représenté à la figure 5B) ; par conséquent, lorsque la molette 42 n'est pas enfoncée, le second capteur optique 32 capte en permanence un éclairage résiduel minimum (qui peut servir d'ailleurs aussi à une fonction autodiagnostic du système), alors que à l'inverse lorsque la molette 42 est pressée vers l'écran 10, la jupe 43 descend dans les fentes 27 et dans les intervalles 13 susmentionnés des doigts guides de lumière, ce qui interrompt le parcours des trajets optiques. Dans ces conditions, la réception d'un éclairage nul sur les deux capteurs optiques à la fois signifie que le bouton est enfoncé.When the wheel 42 is equipped with the axial validation movement, a continuous circular end 44 is used on one of the two light sources (the second in the case shown in FIG. 5B); therefore, when the wheel 42 is not depressed, the second optical sensor 32 continuously captures a minimum residual illumination (which can also be used for a self-diagnostic function of the system), while conversely when the wheel 42 is pressed towards the screen 10, the skirt 43 descends into the slots 27 and in the aforementioned intervals 13 of the light-guiding fingers, which interrupts the path of the optical paths. Under these conditions, receiving zero illumination on both optical sensors at once means that the button is depressed.

Dans une variante de réalisation non représentée aux figures, la molette 42 et le rotor 41 peuvent ne former qu'une seule pièce, c'est-à-dire un bouton rotatif conventionnel, sans mouvement axial (auquel cas les fentes 26 et intervalles 13 ne sont pas nécessaires).In an alternative embodiment not shown in the figures, the wheel 42 and the rotor 41 may form a single piece, that is to say a conventional rotary knob, without axial movement (in which case the slots 26 and intervals 13 are not necessary).

Dans une autre variante de réalisation non représentée aux figures, les deux anneaux collecteurs de lumière 21,22 pourraient être agencés l’un au-dessus de l'autre à la même position radiale, avec un changement de direction de seulement 90° dans les doigts guides de lumière 12, 13, les capteurs optiques 31,32 recevant alors la lumière selon une direction essentiellement radiale (et non plus axiale).In another embodiment not shown in the figures, the two light collecting rings 21, 22 could be arranged one above the other at the same radial position, with a change of direction of only 90 ° in the light-guiding fingers 12, 13, the optical sensors 31, 32 then receiving the light in a substantially radial (and not axial) direction.

Selon un autre mode de réalisation, on peut utiliser pour la première source lumineuse S1, à la place des arcs de cercle de couleur blanche, un arc de cercle d'une première couleur primaire, par exemple vert, et pour la seconde source lumineuse S2, un arc de cercle d'une seconde couleur primaire, par exemple rouge. De plus, on positionne les deux sources lumineuses au voisinage d’un unique cercle primitif, c'est-à-dire au même rayon vu de l'axe A. Dans ces conditions, on utilise un seul doigt guide de lumière et on utilise un seul anneau collecteur de lumière, sur le même principe que précédemment. Selon cette configuration, les deux capteurs optiques 31,32 sont positionnés quasiment au même endroit, à savoir sous la zone de sortie 71 de l'anneau collecteur de lumière.According to another embodiment, it is possible to use, for the first light source S1, in place of the white circular arcs, an arc of a first primary color, for example green, and for the second light source S2. , an arc of a second primary color, for example red. In addition, the two light sources are positioned in the vicinity of a single pitch circle, that is to say at the same radius seen from the axis A. Under these conditions, a single light guide finger is used and a single ring light collector, on the same principle as before. According to this configuration, the two optical sensors 31, 32 are positioned almost in the same place, namely under the exit zone 71 of the light-collecting ring.

De plus, on place un filtre vert sur la première photodiode formant le premier capteur optique 31 et on place un filtre rouge sur la seconde photodiode formant le second capteur optique 32.In addition, a green filter is placed on the first photodiode forming the first optical sensor 31 and a red filter is placed on the second photodiode forming the second optical sensor 32.

Avantageusement, la première couleur primaire et la seconde couleur primaire peuvent être choisies pour correspondre exactement aux couleurs de deux des trois diodes d’émission de l'écran (c'est-à-dire les couleurs primaires de la dalle d'émission de l'écran).Advantageously, the first primary color and the second primary color can be chosen to correspond exactly to the colors of two of the three emission diodes of the screen (that is to say the primary colors of the emission slab of the screen. 'screen).

Grâce à la présente invention, on peut remplacer une commande qui serait effectuée par un toucher avec un doigt (tremblant en situation de conduite) par une sélection et validation au moyen d'une molette de présentation et préhension classique et qui ne nécessite pas une attention visuelle à 100 % pendant l'opération.With the present invention, it is possible to replace a command that would be performed by a touch with a finger (trembling in a driving situation) by selection and validation using a conventional presentation and grip wheel and that does not require attention. 100% visual during the operation.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutateur/sélecteur (1 ) rotatif agencé sur un écran (10), le dispositif comprenant : • deux sources lumineuses (S1, S2) émises par l'écran (10), chacune de forme générale circulaire d’axe A, chacune présentant un motif périodique répétitif le long de la forme générale circulaire d’axe A, avec au moins un décalage angulaire des motifs d’une source lumineuse par rapport à fautre, • un support (2) fixé à la surface supérieure de l'écran (10), • un ensemble mobile (4) qui comprend un rotor(41 ) et une molette (42), le rotor (41 ) étant monté à rotation d’axe A par rapport au support (2), caractérisé en ce que le dispositif comporte : • au moins un doigt guide de lumière (11, 12), monté sur le rotor (41), • au moins un anneau collecteur de lumière (21, 22), fixe, fau moins un doigt guide de lumière (11,12) transmettant sélectivement la lumière depuis la(les) source(s) lumineuse(s) jusqu'à Tau moins un anneau collecteur de lumière (21, 22), • deux capteurs optiques (31,32), Tanneau collecteur de lumière (21,22) transmettant la lumière vers les capteurs optiques (31,32), de sorte que les capteurs optiques peuvent alors détecter un mouvement angulaire de la molette (42), sa direction de rotation et une information sur son amplitude et sa vitesse.1. Rotary switch / selector device (1) arranged on a screen (10), the device comprising: two light sources (S1, S2) emitted by the screen (10), each of generally circular shape of axis A each having a repeating periodic pattern along the generally circular shape of axis A, with at least one angular offset of the patterns of a light source relative to the other, • a support (2) fixed to the upper surface of the screen (10), • a movable assembly (4) which comprises a rotor (41) and a wheel (42), the rotor (41) being rotatably mounted with axis A relative to the support (2), characterized in that the device comprises: at least one light guide finger (11, 12), mounted on the rotor (41), at least one fixed light collecting ring (21, 22), at least one guide finger light (11, 12) selectively transmitting light from the light source (s) to at least one collecting ring of light (21, 22), • two optical sensors (31, 32), the light collecting ring (21, 22) transmitting the light to the optical sensors (31, 32), so that the optical sensors can then detect a movement angular of the wheel (42), its direction of rotation and information on its amplitude and speed. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les première source lumineuse (S1) et deuxième source lumineuse (S2) sont à des positions radiales différentes (R1, R2) depuis l'axe A, un premier doigt guide de lumière (11) et un deuxième doigt guide de lumière (12) sont agencés en correspondance respective avec les deux sources lumineuses (S1, S2), un premier anneau collecteur de lumière (21) et un deuxième anneau collecteur de lumière (22) sont agencés en correspondance respective avec chacun des deux doigts guides de lumière (11,12), les deux anneaux collecteurs de lumière (21,22) transmettant respectivement des faisceaux lumineux (F1, F2) aux premier capteur optique (31 ) et second capteur optique (32).2. Device according to claim 1, wherein the first light source (S1) and second light source (S2) are at different radial positions (R1, R2) from the axis A, a first light guide finger (11). and a second light-guiding finger (12) are arranged in respective correspondence with the two light sources (S1, S2), a first light-collecting ring (21) and a second light-collecting ring (22) are arranged in respective correspondence with each of the two light guide fingers (11,12), the two light collecting rings (21,22) respectively transmitting light beams (F1, F2) to the first optical sensor (31) and the second optical sensor (32). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le doigt guide de lumière (11, 12) introduit une déviation des rayons lumineux reçus de la source lumineuse (S1, S2) correspondante d’un angle prédéterminé voisin de 90° ou voisin de 180°.3. Device according to claim 1, wherein the light-guiding finger (11, 12) introduces a deviation of the light rays received from the corresponding light source (S1, S2) by a predetermined angle close to 90 ° or close to 180 °. °. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la molette (42) est montée par rapport au rotor (41) avec un mouvement de translation axiale mais de façon solidaire en rotation.4. Device according to claim 1, wherein the wheel (42) is mounted relative to the rotor (41) with an axial translation movement but integrally in rotation. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel une des sources lumineuses (S1, S2) comprend un liseré de lumière circulaire continu (44).The device of claim 4, wherein one of the light sources (S1, S2) comprises a continuous circular light border (44). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le mouvement axial de la molette (42) provoque la coupure du ou des faisceaux lumineux (F1, F2) dans leur parcours entre la source lumineuse (S1, S2) et l'anneau collecteur de lumière (21,22).6. Device according to claim 5, wherein the axial movement of the wheel (42) causes the cutting of the light beam or beams (F1, F2) in their path between the light source (S1, S2) and the collector ring. light (21,22). 7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les capteurs optiques (31,32) sont agencés sur un circuit électronique imprimé (3) posé sur l'écran (10), préférentiellement à des positions décalées dans le sens circonférentiel.7. Device according to claim 1, wherein the optical sensors (31,32) are arranged on a printed electronic circuit (3) placed on the screen (10), preferably at positions offset in the circumferential direction. 8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le nombre de répétitions de motifs périodiques de source lumineuse par tour(N1, N2) est configurable par application logicielle.8. Device according to claim 1, wherein the number of repetitions of periodic patterns of light source per revolution (N1, N2) is configurable by software application. 9. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque anneau collecteur de lumière (21, 22) comprend une pluralité de petits miroirs de réflexion pour réfléchir et guider la lumière depuis un point d'entrée quelconque selon la position angulaire du doigt guide de lumière (11,12) vers le capteur optique (31, 32) correspondant.The device according to claim 1, wherein each light collecting ring (21, 22) comprises a plurality of small reflecting mirrors for reflecting and guiding light from any point of entry depending on the angular position of the light guide finger. (11,12) to the corresponding optical sensor (31, 32).
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