FR3057368B1 - Dispositif de localisation d'un impact contre une surface interactive transparente - Google Patents

Abstract

Ce dispositif de localisation d'un impact (P) contre une surface interactive transparente (12) comporte au moins trois transducteurs (PTA, PTB, PTC, PTD) répartis contre la surface interactive transparente (12) et au moins un calculateur (14) programmé pour localiser l'impact (P) par une analyse de différences de temps de propagation d'ondes mécaniques progressives issues de l'impact (P) vers les transducteurs (PTA, PTB, PTC, PTD) sur la base d'instants de détection de l'impact (P) identifiés dans des signaux électriques fournis par les transducteurs. Il comporte en outre : un boîtier de protection (10), solidaire de la surface interactive transparente (12), destiné à recevoir au moins une partie d'un dispositif électronique (16) à écran d'affichage (18) de manière à placer l'écran d'affichage (18) en vis-à-vis de la surface interactive transparente (12) ; des moyens (22) de réglage de l'écran d'affichage (18) pour son centrage sur un repère (R) lié à la surface interactive transparente (12) ; et un calculateur (14) programmé pour convertir la localisation de l'impact (P) dans la surface interactive transparente (12) en une localisation de l'impact (P) dans l'écran d'affichage (18).

Description

La présente invention concerne un dispositif de localisation d’un impact contreune surface interactive transparente, par une analyse de différences de temps depropagation d’ondes mécaniques progressives se propageant à partir de l’impact.

On connaît de nombreux objets à surface interactive, notamment desdispositifs d’affichages, des téléphones mobiles ou autres dispositifs portablesd’assistance numérique personnelle. Leur interface est en général un écran plat etrectangulaire avec lequel un utilisateur peut interagir à l’aide d’un stylet ou d’un doigt.On notera cependant que l’invention s’applique plus généralement à tout type d’objetprésentant une surface interactive apte à faire propager des ondes mécaniquesprogressives à partir d’un impact, cette surface n’étant pas nécessairement plane, nide contour rectangulaire.

Par surface interactive, on entend une surface bidimensionnelle outridimensionnelle, capable de changer de forme au sens de l’élasticité statique etdynamique des matériaux lorsqu’elle est soumise à un impact tel qu’un toucher, uneforce de contact, une impulsion mécanique ou encore un choc, en permettant ainsi lapropagation d’ondes mécaniques progressives détectables à l’aide de transducteurs,notamment des ondes acoustiques de surface, à partir du lieu de l’impact. Ladéformation de surface peut être submillimétrique non perceptible à l’œil nu. Dessurfaces en plastique, verre ou métal conviennent.

Chacun des objets à surface interactive connus comporte un dispositif delocalisation d’impacts à l’aide d’une ou plusieurs techniques de détection. Il est parexemple connu d’utiliser : - des techniques résistives selon lesquelles deux surfaces conductrices sontrapprochées l’une contre l’autre, la localisation étant obtenue par uncontact électrique entre les deux surfaces lors d’un impact : non seulementcette solution est complexe, mais elle rend les dispositifs fragiles, - des techniques capacitives selon lesquelles une surface accumulant descharges est sensible à certains contacts (notamment celui d’un doigt) partransfert de charges : cette solution est également complexe et fragile,mais elle est en outre insensible à un certain nombre d’impacts, - des technologies à infrarouge, par transmission de chaleur ou interruptionde faisceaux modulés : cette solution est complexe et particulièrementcoûteuse.

Une tendance forte à la réduction du coût de fabrication vise à ne retenir queles technologies les plus simples utilisant un nombre limité de capteurs. L’invention concerne ainsi plus précisément un dispositif de localisation mettant en œuvre unetechnologie de détection de la propagation d’ondes mécaniques progressives dansune surface interactive, notamment à l’aide de détecteurs de type transducteurspiézoélectriques, basée sur la mesure d’une différence de temps de transit d’unpaquet d’ondes engendré par un impact vers une pluralité de détecteurspiézoélectriques et sur le calcul déterministe, à l’aide d’une formule mathématiquepréétablie, de la position d’une source émettrice du paquet d’ondes. Ainsi, cettesolution nécessite un dispositif de localisation d’impact comportant : - une surface interactive contre laquelle sont disposés et répartis au moinstrois transducteurs conçus pour capter les ondes mécaniques progressivesse propageant dans la surface interactive et les transformer en signauxélectriques, - une unité centrale électronique reliée aux transducteurs pour recevoir leurssignaux électriques, - un calculateur programmé pour identifier des instants de détection del’impact dans les signaux électriques reçus par l’unité centrale électronique,et - un calculateur programmé pour localiser l’impact dans la surface interactivepar une analyse de différences de temps de propagation des ondesmécaniques progressives issues de l’impact vers les transducteurs sur labase des instants de détection de l’impact identifiés. D’une façon générale, il est ainsi possible de localiser un impact, que ce soitcelui d’un projectile ou d’un stylet, puisque celui-ci est alors émetteur d’une impulsion.En particulier, cette solution est bien adaptée à des applications ludiques ou sportivesimpliquant des tirs de projectiles, la surface interactive pouvant être à la foisrésistante et sensible aux impacts. Le brevet US 6,367,800 B1 propose par exempleune application de tir où la cible elle-même comporte un dispositif de ce type etconstitue ainsi la surface interactive.

Mais les applications ludiques ou sportives sont limitées, une telle surfaceinteractive résistante ne permettant généralement pas d’autre interaction que lalocalisation des impacts. Par ailleurs, les surfaces à fortes interactions, notammentcelles d’écrans d’affichage de dispositifs électroniques tels que des téléphonesmobiles, des tablettes numériques, ou autres écrans d’ordinateurs fixes ou portables,privilégient les techniques résistives ou capacitives et sont de ce fait fragiles(techniques résistives) ou insensibles aux impacts (techniques capacitives).

La demande de brevet US 2015/0123346 A1 propose des solutionsd’interactivité pour un dispositif comme celui du document US 6,367,800 B1, tellesque la transmission de données de localisations détectées par la cible vers undispositif électronique de l’utilisateur, ou l’affichage d’images ou de vidéos sur unécran d’ordinateur disposé derrière la cible dont la surface interactive est alorsconstituée d’un matériau transparent. Mais ces solutions sont à interactivité limitée oucomplexes à mettre en œuvre.

Il peut ainsi être souhaité de concevoir un dispositif de localisation d’impactqui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintesprécités.

Il est donc proposé un dispositif de localisation d’un impact contre une surfaceinteractive transparente apte à faire propager des ondes mécaniques progressives àpartir de l’impact, comportant : - la surface interactive transparente contre laquelle sont disposés et répartisau moins trois transducteurs conçus pour capter les ondes mécaniquesprogressives se propageant dans la surface interactive transparente et lestransformer en signaux électriques, - une unité centrale électronique reliée aux transducteurs pour recevoir leurssignaux électriques, - un calculateur programmé pour identifier des instants de détection del’impact dans les signaux électriques reçus par l’unité centrale électronique, - un calculateur programmé pour localiser l’impact dans la surface interactivetransparente par une analyse de différences de temps de propagation desondes mécaniques progressives issues de l’impact vers les transducteurssur la base des instants de détection de l’impact identifiés, - un boîtier de protection solidaire de la surface interactive transparente etdont le volume intérieur est destiné à recevoir au moins une partie d’undispositif électronique à écran d’affichage dans une disposition selonlaquelle l’écran d’affichage est placé en vis-à-vis de la surface interactivetransparente, le boîtier de protection présentant une ouverture par laquelleladite au moins une partie du dispositif électronique peut être insérée, - des moyens, solidaires du boîtier de protection, de réglage d’unpositionnement de l’écran d’affichage par rapport à la surface interactivetransparente pour un centrage de l’écran d’affichage sur un repère lié à lasurface interactive transparente, et - un calculateur programmé pour convertir la localisation de l’impact dans lasurface interactive transparente en une localisation de l’impact dans l’écrand’affichage lorsque ladite au moins une partie du dispositif électronique estinsérée dans le boîtier de protection et lorsque le positionnement de l’écrand’affichage est réglé.

Ainsi, on combine à moindres coûts et en toute sécurité la simplicité et larésistance d’un dispositif de localisation d’impact à détection d’ondes mécaniquesprogressives avec les possibilités d’interactivités offertes par l’écran d’affichage d’undispositif électronique. Cette combinaison astucieuse permet d’imaginer desapplications ludiques ou sportives grand public qui seraient inenvisageablesautrement.

De façon optionnelle, le boîtier de protection est conformé de manière àrecevoir dans son volume intérieur l’un des éléments de l’ensemble constitué d’untéléphone mobile, d’une tablette numérique, d’un support d’écran plat pour ordinateurportable, d’un support de clavier pour ordinateur portable, d’un moniteur pourordinateur, d’un récepteur de télévision et d’un projecteur vidéo associé à un écrande rétroprojection.

De façon optionnelle également, la surface interactive transparente estconçue dans un matériau de rigidité suffisante, notamment en polycarbonate, pourque l’impact n’affecte pas de manière sensible l’écran d’affichage du dispositifélectronique lorsque le positionnement de l’écran d’affichage est réglé.

De façon optionnelle également, l’une des parois du boîtier de protectioncomporte la surface interactive transparente et le volume intérieur du boîtier deprotection est destiné à recevoir au moins l’écran d’affichage du dispositifélectronique.

De façon optionnelle également, un dispositif de localisation d’un impact selonl’invention peut comporter un élément de fermeture de l’ouverture par laquelle l’écrand’affichage peut être inséré, notamment un élément de fermeture hermétique.

De façon optionnelle également, un dispositif de localisation d’un impact selonl’invention peut comporter : - une source autonome et rechargeable d’énergie électrique solidaire duboîtier de protection, ou - des moyens de connexion électrique au dispositif électronique, pour une alimentation électrique de l’unité centrale électronique qui est solidaire duboîtier de protection.

De façon optionnelle également : - la surface interactive transparente est conçue de manière à présenter uneinclinaison vers l’avant d’un angle non nul par rapport à la verticale lorsquele boîtier de protection est disposé sur un support stable, et - un réceptacle est disposé de manière à recueillir des projectiles dont unetrajectoire est déviée par la surface interactive transparente inclinée.

De façon optionnelle également, le réceptacle inclut un matériau amortissantet est monté amovible et/ou en liaison pivot sur le boîtier de protection.

De façon optionnelle également, un dispositif de localisation d’un impact selonl’invention peut comporter le dispositif électronique connecté à l’unité centraleélectronique et au moins l’un desdits calculateurs peut être intégré dans des moyensde calcul du dispositif électronique.

De façon optionnelle également : - une lentille divergente est interposée entre l’écran d’affichage du dispositifélectronique et la surface interactive transparente, lorsque ladite au moinsune partie du dispositif électronique est insérée dans le boîtier deprotection et lorsque le positionnement de l’écran d’affichage est réglé, et - une feuille de rétroprojection est étendue sur une face intérieure de lasurface interactive transparente. L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre,donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexésdans lesquels : - les figures 1 et 2 représentent schématiquement en vues de face et de côtéla structure générale d’un dispositif de localisation d’impact selon unpremier mode de réalisation de l’invention, - les figures 3 et 4 représentent schématiquement en vues de côté lastructure générale d’un dispositif de localisation d’impact selon undeuxième mode de réalisation de l’invention, - les figures 5 et 6 représentent schématiquement en vues de face et de côtéla structure générale d’un dispositif de localisation d’impact selon untroisième mode de réalisation de l’invention, - la figure 7 représente schématiquement en vue de côté la structuregénérale d’un dispositif de localisation d’impact selon un quatrième modede réalisation de l’invention, et - la figure 8 représente schématiquement en vue de côté la structuregénérale d’un dispositif de localisation d’impact selon un cinquième modede réalisation de l’invention.

Le dispositif de localisation d’impact représenté schématiquement en vues deface et de côté sur les figures 1 et 2 comporte un boîtier de protection 10 dont uneface avant est constituée d’une surface interactive transparente 12 apte à fairepropager des ondes mécaniques progressives à partir d’un impact P.

Quatre transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD sont disposés et répartis contre lasurface interactive transparente 12, plus précisément aux quatre coins du rectanglequ’elle forme. Ils sont conçus pour capter les ondes mécaniques progressives sepropageant dans la surface interactive 12 et les transformer en signaux électriques.Ils sont reliés à une unité centrale électronique 14, par exemple fixée au fond duboîtier de protection 10, dont un calculateur reçoit leurs signaux électriques et estprogrammé pour identifier des instants de détection de l’impact P dans les signauxélectriques reçus. L’unité centrale électronique 14 comporte en outre un calculateurprogrammé pour localiser l’impact P dans la surface interactive transparente 12 parune analyse de différences de temps de propagation des ondes mécaniquesprogressives issues de l’impact P vers les transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD sur labase des instants de détection de l’impact identifiés. Les deux calculateurs précitéspeuvent n’en former qu’un, la distinction étant purement fonctionnelle. Ils peuvent seprésenter sous la forme d’un ou plusieurs microprocesseurs programmés pourréaliser un certain nombre de fonctions pouvant être mises en œuvre à l’aide deprogrammes d’ordinateurs, c’est-à-dire sous la forme d’un dispositif informatique.Mais ces fonctions pourraient aussi être au moins en partie micro programmées oumicro câblées dans des circuits intégrés dédiés. Ainsi, en variante, le dispositifinformatique mettant en œuvre les calculateurs précités pourrait être remplacé par undispositif électronique composé uniquement de circuits numériques (sans programmed’ordinateur) pour la réalisation des mêmes fonctions.

On notera en outre que, de façon générale, la surface interactive transparente12 est quelconque, pas nécessairement rectangulaire. Le nombre de transducteursest également quelconque, au minimum égal à trois pour permettre une localisationpar analyse des différences de temps de propagation comme enseigné dans ledocument US 6,367,800 B1.

Conformément à un mode de réalisation possible de l’invention, le boîtier deprotection 10 présente un volume intérieur destiné à recevoir un dispositif électronique 16 à écran d’affichage 18 dans une disposition selon laquelle l’écrand’affichage 18 est placé en vis-à-vis de la surface interactive transparente 12. Defaçon avantageuse, les transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD sont disposés de manièreà ne pas se trouver dans la zone de l’écran d’affichage 18. Le boîtier de protection 10présente une ouverture 20 par laquelle le dispositif électronique 16, par exemple untéléphone mobile ou une tablette numérique, peut être inséré. De façon optionnelle, ilpeut en outre comporter un élément de fermeture de l’ouverture 20, notamment unélément de fermeture hermétique pour un usage extérieur ou même sous l’eau. II estavantageusement dimensionné, en taille et format, pour s’adapter précisément auxdimensions du dispositif électronique 16 qu’il est destiné à recevoir.

Des moyens 22 de réglage d’un positionnement de l’écran d’affichage 18 parrapport à la surface interactive transparente 12, pour un centrage de l’écrand’affichage 18 sur un repère R lié à la surface interactive transparente 12, sontprévus dans le boîtier de protection 10. Dans l’exemple de la figure 1, ils sont plusprécisément au nombre de quatre, solidaires des quatre parois latérales du boîtier deprotection 10 et constitués de systèmes à ressorts et cales. En fonction descontraintes de conception du boîtier de protection 10 et des applications visées, ilspeuvent être conçus sous la forme de tous moyens de réglages équivalents connuscommandés manuellement ou électroniquement, tels que des systèmes à vis etécrous, vérins ou autres. Le repère R est par exemple un marquage très fin dediagonales sur la surface interactive transparente 12, mais il peut également s’agird’un autre type de marquage, par exemple une simple croix au centre de la faceavant du boîtier de protection 10, plus ou moins discret et à définir en fonction descontraintes de conception du boîtier de protection 10. Un logiciel embarqué dans ledispositif électronique 16 peut alors venir positionner un repère visuel sur l’écrand’affichage 18 en correspondance avec le repère R au cours d’une initialisationexécutée après positionnement.

La surface interactive transparente 12 est avantageusement conçue dans unmatériau de rigidité suffisante, notamment en polycarbonate, pour que l’impact Pn’affecte pas de manière sensible l’écran d’affichage 18 du dispositif électronique 16lorsque le positionnement de l’écran d’affichage 18 est réglé, notamment pour unimpact de quelques joules. Par ailleurs, il convient de noter qu’elle permet égalementd’exploiter toutes les ressources du dispositif électronique 16, telles que seséventuels caméra(s) embarquée(s), microphone(s), haut-parleur(s), ainsi que sonécran d’affichage 18 et ses capacités d’accès à Internet, pour une interactivité optimisée en animations visuelles et sonores en fonction des applications envisagées(ludiques, sportives ou autres).

Enfin, l’unité centrale électronique 14 comporte un calculateur programmépour convertir la localisation de l’impact P dans la surface interactive transparente 12en une localisation de l’impact P dans l’écran d’affichage 18 lorsque le dispositifélectronique 16 est inséré dans le boîtier de protection 10 et lorsque lepositionnement de l’écran d’affichage 18 est réglé à l’aide des moyens 22. Commeprécédemment, ce calculateur peut être différents des deux calculateurs précités oun’en former qu’un avec eux, la distinction étant purement fonctionnelle. Il peutégalement être implémenté indifféremment dans un dispositif informatique ouélectronique.

Lorsque le dispositif électronique 16 est inséré dans le boîtier de protection10, il est avantageusement relié à l’unité centrale électronique 14, par exemple parconnexion USB (de l’anglais « Universal Serial Bus ») ou autre. Ainsi, l’unité centraleélectronique 14 peut transmettre les résultats de ses calculs au dispositif électronique16. Ainsi également, le dispositif électronique 16 peut fournir l’alimentation électriquenécessaire au fonctionnement de l’unité centrale électronique 14, bien que celle-cipuisse aussi disposer de sa propre source autonome et rechargeable d’énergieélectrique par exemple solidaire du boîtier de protection 10.

En variante, on notera que tout ou partie des calculateurs précités peut êtredéporté dans le dispositif électronique 16 qui dispose lui-même de ses propresmoyens de calcul. Par exemple, l’unité centrale électronique 14 peut ne comporteraucun des trois calculateurs précités, auquel cas elle se contente de transmettre lessignaux qu’elle reçoit des transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD au dispositifélectronique 16 pour traitement, après les avoir éventuellement amplifiés et comparésà des seuils prédéterminés, puis numérisés. Par exemple également, l’unité centraleélectronique 14 peut ne comporter que le premier des trois calculateurs précités,auquel cas elle transmet les instants de détection de l’impact P qu’elle a identifiés audispositif électronique 16 pour qu’il calcule lui-même la localisation de cet impact P.Par exemple également, l’unité centrale électronique 14 peut ne comporter que lesdeux premiers des trois calculateurs précités, auquel cas elle transmet la localisationde l’impact P qu’elle a calculée dans la surface interactive transparente 12 audispositif électronique 16 pour qu’il la convertisse lui-même en une localisation dansl’écran d’affichage 18.

On notera également que l’un des calculateurs précités peut estimer unepuissance de l’impact P en plus de sa localisation, par simple intégration des signauxreçus par l’unité centrale électronique 14.

On notera également que le boîtier de protection 10 peut comporter deséléments d’accrochage conventionnels 24 à l’arrière, pour un accrochage contre unsupport vertical.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention illustré schématiquement surles figures 3 et 4 en vues de côté, le dispositif de localisation d’impact présente uneface avant inclinée vers l’avant, par exemple d’un angle non nul compris entre 5 et 25degrés, par rapport au fond du boîtier de protection 10, de manière à présenter cettemême inclinaison par rapport à la verticale lorsque le boîtier de protection 10 estdisposé sur un support stable. De la sorte, la surface interactive transparente 12 estinclinée du même angle. En revanche, le dispositif électronique 16 une fois inséré etpositionné dans le boîtier de protection 10 doit être dans une disposition telle que sonécran d’affichage 18 reste vertical pour faciliter sa visibilité par un utilisateur. Il enrésulte une erreur de parallaxe qui peut être corrigée, à partir d’une connaissance decette inclinaison, dans le calcul de conversion de la localisation de l’impact P. Ainsi,dans une utilisation du dispositif de localisation d’impact selon laquelle l’impact P estengendré par un tir de projectile, cet angle non nul permet de dévier la trajectoire duprojectile en évitant tout rebond susceptible de blesser l’utilisateur.

De façon optionnelle et avantageuse, un réceptacle 26 peut en outre êtredisposé en partie inférieure de la surface interactive transparente 12, ce réceptacle26 incluant un matériau amortissant 28, par exemple une plaque de mousse, pourrecueillir les projectiles déviés par la face avant du boîtier de protection 10. Il peut enoutre être conformé pour s’adapter en tant que couvercle aux dimensions de lasurface interactive transparente 12 en position de rangement du dispositif delocalisation d’impact. Il peut être monté amovible et/ou en liaison pivot sur le boîtierde protection 10. Il est représenté en position déployée prête à l’utilisation sur lafigure 3 et en position de rangement, refermée contre la surface interactivetransparente 12, sur la figure 4.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention illustré schématiquement surles figures 5 et 6 en vues de face et de côté, le dispositif de localisation d’impactcomporte un boîtier de protection 30 conformé pour recevoir un support de clavier 32d’un ordinateur portable 34 comportant en outre un support 36 d’écran platd’affichage 38 en liaison pivot avec le support de clavier 32. A cet effet la face arrière 40 du boîtier de protection 30 présente une ouverture par laquelle le support declavier 32 peut être inséré. Le boîtier de protection 30 est solidaire, par la tranchesupérieure de sa face arrière 40, d’une surface interactive transparente 42 qui s’étendvers le haut selon un angle non nul, par exemple compris entre 5 et 25 degrés, parrapport à la verticale. La surface interactive transparente 42 est dimensionnée pourcorrespondre aux dimensions de l’écran d’affichage 38 de l’ordinateur portable 34.Elle est par ailleurs disposée pour être en vis-à-vis de l’écran d’affichage 38, celui-cidevant avantageusement rester vertical pour une meilleure visibilité par un utilisateur,lorsque le support de clavier 32 est correctement inséré et positionné dans le boîtierde protection 30. Il en résulte, comme dans l’exemple précédent, une erreur deparallaxe qui peut être corrigée, à partir d’une connaissance de cette inclinaison,dans le calcul de conversion de la localisation de l’impact P. Pour une meilleuremaîtrise de l’inclinaison par rapport à la verticale et de la correction de l’erreur deparallaxe, une cale 43 peut être disposée entre la surface interactive transparente 42incliné et l’écran d’affichage 38 ainsi maintenu vertical.

La surface interactive transparente 42 est comme précédemment munie desquatre transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD et du repère R. Quant au boîtier deprotection 30, il comporte comme dans les exemples précédents une unité centraleélectronique 44 raccordée aux quatre transducteurs PTA, PTB, PTC et PTD etconnectée à l’ordinateur portable 34, ainsi que des moyens 46, 48, 50 de réglaged’un positionnement du support de clavier 32 dans le boîtier de protection 30 pour uncentrage de l’écran d’affichage 38 sur le repère R de la surface interactivetransparente 42. Dans l’exemple des figures 5 et 6, ces moyens de réglagecomportent un plateau 46, destiné à recevoir le support de clavier 32, réglable enhauteur à l’aide d’un système à vis sans fin 48, et deux systèmes latéraux 50 àressorts et cales pour un centrage horizontal. Un contre-écrou peut aussi être prévupour assurer un verrouillage du positionnement de l’écran d’affichage 38 lorsquecelui-ci est correctement disposé par rapport au repère R.

De façon optionnelle et avantageuse illustrée sur la figure 6, un réceptacle 52peut en outre être aménagé au-dessus du boîtier de protection 30 devant la surfaceinteractive transparente 42, ce réceptacle 52 incluant un matériau amortissant 54, parexemple une plaque de mousse, pour recueillir les projectiles déviés par la surfaceinteractive transparente 42.

Un autre mode de réalisation de l’invention illustré schématiquement sur lafigure 7 en vue de côté diffère du premier mode de réalisation des figures 1 et 2 en ce qu’une lentille divergente 56 est interposée entre l’écran d’affichage 18 du dispositifélectronique 16 et la surface interactive transparente 12 et en ce qu’une feuille derétroprojection 58 est étendue sur la face intérieure de la surface interactivetransparente 12. Cela permet d’utiliser un dispositif électronique 16 avec un écrand’affichage 18 de petite taille (par exemple un téléphone mobile ou une tablettenumérique) dans un boîtier de protection 10 de grande taille à large surfaceinteractive transparente 12. Les images affichées par l’écran d’affichage 18 sont eneffet agrandies par la lentille divergente 56 pour être adaptées à la taille de la surfaceinteractive transparente 12. Une lentille de focale courte est de préférence utiliséepour disposer d’un boîtier de protection 10 de profondeur la plus faible possible.L’inconvénient de ce type de lentille est la déformation de l’image, mais elle peut êtrecompensée par logiciel comme cela est pratiqué de façon courante pour certainsvidéoprojecteurs. En ce qui concerne la feuille de rétroprojection, il peut s’agir d’unesimple feuille de papier calque ou d’une feuille plus performante telle qu’il en existede façon connue en soi dans le commerce. Pour assurer une rétroprojection efficacesur cette feuille, le boîtier de protection 10 est avantageusement opaque.

De façon optionnelle et avantageuse comme dans les deux modes deréalisation précédents, la surface interactive transparente 12 peut être inclinée versl’avant et un réceptacle avec matériau amortissant peut être disposé devant, pourrecueillir les projectiles déviés par la surface interactive transparente 12.

Un autre mode de réalisation de l’invention illustré schématiquement sur lafigure 8 en vue de côté diffère du mode de réalisation de la figure 7 en ce que ledispositif électronique 16 de type téléphone mobile ou une tablette numérique estremplacé par un vidéoprojecteur 60. Cette solution est possible parce qu’il existeaujourd’hui des vidéoprojecteurs très compacts à coûts réduits. Dans ce cas, lalentille divergente 56 est inutile puisqu’il en existe une intégrée dans levidéoprojecteur 60. Ce dernier est avantageusement raccordé à un port USB 62disposé en fond de boîtier 10 qui lui permet une connexion électrique à un ordinateurou une tablette numérique. Une telle connexion peut l’alimenter en énergie électrique.II peut aussi disposer d’une alimentation électrique autonome dans le boîtier ou parbranchement sur le secteur. Enfin, le bon positionnement du vidéoprojecteur 60 parrapport au repère R de la surface interactive transparente 12 peut se faire à lafabrication, mais il est aussi avantageusement réglable à l’aide des moyens 22. D’autres modes de réalisation non illustrés peuvent être envisagés.Notamment le boîtier de protection peut être conformé pour recevoir dans son volume intérieur un support d’écran plat pour ordinateur portable, un moniteur pour ordinateurou un récepteur de télévision.

Avec tous ces modes de réalisation possibles, de multiples applications,ludiques, sportives ou autres, peuvent être imaginées, telles que : - une application musicale : à l’aide de baguettes et d’un dispositif delocalisation d’impact selon l’invention dans lequel on insère un dispositifélectronique connecté tel qu’un smartphone ou une tablette numérique, onpeut transformer ce dispositif électronique connecté en simulateur debatterie, xylophone ou autre instrument à percussion ; chaque impactlocalisé et calibré émet un son comme si l’utilisateur disposait d’un vraiinstrument à percussion ; on peut également guider l’utilisateur en luiproposant séquentiellement via l’écran d’affichage les zones à atteindre etla force de l’impact ; pour plus de réalisme, l’utilisateur peut utiliser unsmartphone pour simuler un premier instrument de musique et une tablettenumérique pour simuler un deuxième instrument de musique, les deuxéquipements pouvant alors être connectés par lien Bluetooth, - un jeu de flèches ou fléchettes : le dispositif de localisation d’impact estaccroché à un mur, les joueurs pouvant utiliser de vraies flèches oufléchettes avec une protection en extrémité ou de simple stylos ; l’écrand’affichage du dispositif électronique disposé dans le boîtier de protectionaffiche une cible de fléchette et, lorsqu’un impact est localisé, on vientsuperposer à l’image de la cible, l’image virtuelle de la flèche ou fléchetteplantée à l’endroit où l’impact a été détecté ; on peut ensuite compter lespoints et éventuellement identifier les joueurs et leur distanceapproximative via la caméra du dispositif électronique par traitementd’image, - un jeu de tir : l’écran d’affichage du dispositif électronique disposé dans leboîtier de protection peut afficher une scène active, par exemple un canardqui vole ; à l’aide d’un pistolet à bille, un joueur peut atteindre le canard cequi provoque par exemple une animation et un comptage de points ; onpeut utiliser également plusieurs dispositifs électroniques connectés pourplus d’interactivité (tablette numérique en face du joueur et derrière lui, ...) ;dans un mode multi-joueurs on peut utiliser des projectiles de naturesdifférentes afin d’identifier par la signature de l’impact les différents joueurset ainsi leurs actions respectives sur une même surface interactive, - etc. II apparaît clairement qu’un dispositif de localisation d’impact tel que l’un deceux décrits précédemment permet de combiner à moindres coûts et en toutesécurité la simplicité et la résistance d’un dispositif de localisation d’impact àdétection d’ondes mécaniques progressives avec les possibilités d’interactivitésvisuelles et sonores offertes par un dispositif électronique, notamment un dispositifélectronique connecté à Internet. II est en outre potentiellement facilement autonomeet transportable.

On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes deréalisation décrits précédemment. II apparaîtra en effet à l'homme de l'art quediverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans lesrevendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés commelimitant les revendications aux modes de réalisation exposés dans la présentedescription, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que lesrevendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à laportée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise enœuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de localisation d’un impact (P) contre une surface interactivetransparente (12 ; 42) apte à faire propager des ondes mécaniques progressives àpartir de l’impact (P), comportant : la surface interactive transparente (12; 42) contre laquelle sontdisposés et répartis au moins trois transducteurs (PTA, PTB, PTC,PTD) conçus pour capter les ondes mécaniques progressives sepropageant dans ia surface interactive transparente (12 ; 42) et lestransformer en signaux électriques, une unité centrale électronique (14; 44) reliée aux transducteurs(PTA, PTb, PTc, PTD) pour recevoir leurs signaux électriques, un calculateur (14 ; 44) programmé pour identifier des instants dedétection de l’impact (P) dans les signaux électriques reçus par l’unitécentrale électronique (14 ; 44), et un calculateur (14 ; 44) programmé pour localiser l’impact (P) dans iasurface interactive transparente (12 ; 42) par une analyse dedifférences de temps de propagation des ondes mécaniquesprogressives issues de l'impact (P) vers les transducteurs (PTA, PTB,PTC, PTD) sur la base des instants de détection de l’impact (P)identifiés, caractérisé en ce qu’il comporte en outre : un boîtier de protection (10 ; 30) solidaire de la surface interactivetransparente (12 ; 42) et dont le volume intérieur est destiné àrecevoir au moins une partie (16 ; 32 ;60) d’un dispositif électronique(16 ; 34 ; 60) à écran d’affichage (18 ; 38) dans une disposition selonlaquelle l’écran d’affichage (18 ; 38) est placé en vis-à-vis de lasurface interactive transparente (12 ; 42), le boîtier de protection (10 ;30) présentant une ouverture (20 ; 40) par laquelle ladite au moinsune partie (16 ; 32 ; 60) du dispositif électronique (16 ; 34 ; 60) peutêtre insérée, des moyens (22 ; 46, 48, 50), solidaires du boîtier de protection (10 ;30), de réglage d’un positionnement de l’écran d’affichage (18 ; 38)par rapport à la surface interactive transparente (12 ; 42) pour un centrage de l’écran d’affichage (18 ; 38) sur un repère (R) réalisé parun marquage sur la surface interactive transparente (12 ; 42), etun calculateur (14 ; 44) programmé pour convertir la localisation del’impact (P) dans la surface interactive transparente (12 ; 42) en unelocalisation de l'impact (P) dans l’écran d’affichage (18 ; 38) lorsqueladite au moins une partie (16; 32; 60) du dispositif électronique(16 ; 34 ; 60) est insérée dans le boîtier de protection (10 ; 30) etlorsque le positionnement de l’écran d’affichage (18 ; 38) est réglé.
2. 2. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon ia revendication 1, danslequel le boîtier de protection (10 ; 30) est conformé de manière à recevoir dans sonvolume intérieur l’un des éléments de l’ensemble constitué d’un téléphone mobile(16), d’une tablette numérique (16), d’un support (36) d’écran plat (38) pourordinateur portable (34), d’un support de clavier (32) pour ordinateur portable (34),d’un moniteur pour ordinateur, d’un récepteur de télévision et d’un projecteur vidéo(60) associé à un écran de rétroprojection (58). 3. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon la revendication 1 ou 2,dans lequel la surface interactive transparente (12 ; 42) est conçue dans un matériaude rigidité suffisante, notamment en polycarbonate, pour que l’impact (P) n’affectepas de manière sensible l’écran d’affichage (18 ; 38) du dispositif électronique (16 ;34 ; 60) lorsque le positionnement de l’écran d’affichage (18 ; 38) est réglé. 4. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon l’une quelconque desrevendications 1 à 3, dans lequel l’une des parois du boîtier de protection (10)comporte la surface interactive transparente (12) et le volume intérieur du boîtier deprotection (10) est destiné à recevoir au moins l’écran d’affichage (18) du dispositifélectronique (16 ; 60). 5. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon la revendication 4,comportant un élément de fermeture de l’ouverture (20) par laquelle l’écrand’affichage(18) peut être inséré, notamment un élément de fermeture hermétique. 6. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon l’une quelconque desrevendications 1 à 5, comportant : une source autonome et rechargeable d'énergie électrique solidairedu boîtier de protection (10 ; 30), ou des moyens de connexion électrique au dispositif électronique (16 ;34 ; 60), pour une alimentation électrique de l’unité centrale électronique (14; 44) qui estsolidaire du boîtier de protection (10 ; 30).
3. 7. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon l’une quelconque desrevendications 1 à 6 : dans lequel la surface interactive transparente (12 ; 42) est conçuede manière à présenter une inclinaison vers l’avant d’un angle nonnul par rapport à la verticale lorsque le boîtier de protection (10 ; 30)est disposé sur un support stable, et comportant en outre un réceptacle (26 ; 52) disposé de manière àrecueillir des projectiles dont une trajectoire est déviée par la surfaceinteractive transparente inclinée (12 ; 42).
4. 8. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon ia revendication 7, danslequel le réceptacle (26 ; 52) inclut un matériau amortissant (28 ; 54) et est montéamovible et/ou en liaison pivot sur le boîtier de protection (10 ; 30). 9. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon l’une quelconque desrevendications 1 à 8, comportant le dispositif électronique (16 ; 34 ; 60) connecté àl’unité centraie électronique (14 ; 44) et dans lequel au moins l’un desdits calculateursest intégré dans des moyens de calcul du dispositif électronique (16 ; 34 ; 60). 10. Dispositif de localisation d’un impact (P) selon l’une quelconque desrevendications 1 à 9, dans lequel : une lentille divergente (56) est interposée entre l’écran d’affichage(18) du dispositif électronique (16) et la surface interactivetransparente (12), lorsque ladite au moins une partie du dispositifélectronique (16) est insérée dans le boîtier de protection (10) etlorsque le positionnement de l’écran d’affichage (18) est réglé, et une feuille de rétroprojection (58) est étendue sur une face intérieurede la surface interactive transparente (12).