FR3119691A1 - Système haptique avec retour lumineux - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système haptique (10) comprenant un empilement de couches, dont une nappe de capteurs haptiques pour détecter une entrée haptique d’un utilisateur, et une couche lumineuse comportant plusieurs éléments lumineux, tels que des LEDs par exemple. Un dispositif de contrôle est apte à recevoir des données haptiques de la nappe et à générer des commandes lumineuses pour un dispositif de pilotage de la couche lumineuse. Les éléments lumineux activés sont en regard d’une position du doigt de l’utilisateur. FIG. 1
Description
La présente invention appartient au domaine des systèmes haptiques aptes à recevoir et traiter des entrées haptiques d’utilisateur. Elle concerne en particulier, mais non exclusivement, un système haptique pour le contrôle d’équipements ou d’un écran d’un véhicule automobile.
Elle est particulièrement avantageuse dans le cas où le système haptique est intégré dans le cockpit, la console centrale ou le panneau de porte d’un véhicule automobile.
Des réalisations de l’art antérieur proposent des systèmes permettant de piloter à distance un écran d’un véhicule automobile.
Une première réalisation de l’art antérieur est un « trackpad » classique comprenant une surface tactile intégrée dans une console centrale d’un véhicule automobile. Un tel « trackpad » permet de contrôler un écran à distance, tout comme le fait un trackpad d’ordinateur portable ou une souris d’ordinateur. De telles surfaces tactiles sont rectangulaires et planes.
Une deuxième réalisation de l’art antérieur propose un tableau de bord comprenant des pictogrammes statiques rétroéclairés sous une matière remplissant une fonction esthétique. A l’état éteint, les pictogrammes ne sont pas visibles mais apparaissent à la suite d’un stimulus, tel que le démarrage du véhicule ou l’approche d’un doigt de l’utilisateur. Une telle réalisation est généralement appelée « Black Panel »
Toutefois, de telles réalisations posent plusieurs problèmes. D’une part, la première réalisation est limitée dans ses possibilités, et ce qu’elle est une surface plane, sans reconfiguration ni retour visuel possible.
Des écrans tactiles peuvent être prévus afin de proposer un retour visuel en plus de la saisie d’une entrée haptique d’un utilisateur. Toutefois, une telle solution a pour conséquence un surcoût de prix de revient de fabrication, ainsi que des contraintes d’intégration plus nombreuses en raison de l’écran.
Un autre inconvénient de l’écran tactile est que l’écran est allumé en permanence, ce qui induit une consommation électrique et un échauffement de la surface tactile accrus.
Quant aux pictogrammes de la deuxième réalisation, ils sont figés et ne permettent pas d’obtenir d’effet dynamique. Les interactions permises sont par ainsi très limitées pour chaque pictogramme : activation et désactivation uniquement.
Il existe ainsi un besoin d’un système haptique n’induisant pas une consommation électrique trop importante et avec des possibilités améliorées d’interactions avec l’utilisateur.
La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un système haptique comprenant:
- un empilement de couches comprenant au moins un ensemble de capteurs haptiques et une couche lumineuse, l’ensemble de capteurs haptiques étant apte à détecter une entrée haptique d’un utilisateur et à générer des données haptiques indiquant au moins une position de ladite entrée haptique, et la couche lumineuse comprenant une pluralité d’éléments lumineux;
- un dispositif de contrôle apte à recevoir la position d’une entrée haptique depuis l’ensemble de capteurs haptiques ;
- un dispositif de pilotage de la couche lumineuse.
L’ensemble de capteurs haptiques est une nappe de capteurs haptiques, les capteurs haptiques de la nappe étant en regard des éléments lumineux de la couche lumineuse et le dispositif de contrôle est apte à déterminer une commande lumineuse en fonction des données haptiques, la commande lumineuse indiquant au moins une position des éléments lumineux à activer. Sur réception de la commande lumineuse, le dispositif de pilotage de la couche lumineuse est configuré pour activer un ou plusieurs des éléments lumineux de la couche lumineuse, déterminés en fonction de la commande lumineuse reçue du dispositif de contrôle.
Ainsi, un retour lumineux issu de l’activation d’éléments lumineux permet à l’utilisateur de constater la présence du système haptique, sans utiliser un écran allumé en permanence. De plus, un tel système peut être dynamique, notamment lorsque les entrées haptiques de l’utilisateur changent, que l’utilisateur touche plusieurs positions, change la position de son doigt, ou effectue un glissement avec son doigt. L’utilisation d’une nappe de capteurs haptiques ainsi que d’une pluralité d’éléments lumineux, tels que des LEDs par exemple, permet de nombreuses configurations possibles pour l’empilement de couches, en termes de formes et de surfaces. L’intégration sous matière ou film décoratif est ainsi facilitée, un tel type d’intégration étant complexe dans le cas d’un écran tactile selon la réalisation de l’art antérieur.
Selon un mode de réalisation, l’empilement de couches peut comprendre en outre une couche extérieure, la nappe de capteurs haptiques étant comprise entre la couche extérieure et la couche lumineuse.
Une telle couche extérieure permet de protéger les autres couches de l’empilement et permet en outre de rendre plus discret, ou « seamless », les capteurs et les éléments lumineux.
Selon un mode de réalisation, la couche extérieure peut comprendre un matériau texturé et/ou stylisé, le matériau étant apte à laisser passer au moins une partie de rayons lumineux émis par le ou les éléments lumineux activés et étant apte à cacher les couches de l’empilement à proximité des éléments lumineux désactivés.
Ainsi, le système haptique est rendu invisible depuis l’extérieur par l’utilisateur, lorsqu’il n’est pas utilisé. Il permet un gain de place important, notamment lorsqu’il est intégré dans un véhicule automobile en ce qu’il remplir en outre une une fonction esthétique.
En complément ou en variante, l’empilement de couches peut comprendre en outre un masque, le masque étant compris entre la couche extérieure et la nappe de capteurs haptiques, le masque comprenant une alternance de zones opaques et de zones transparentes de manière à ce que la lumière émise par le ou les éléments lumineux activés soit filtrée par ledit masque avant d’atteindre la couche extérieure.
L’utilisation d’un tel masque permet d’augmenter les possibilités de configuration d’un élément lumineux. En particulier, un masque peut permettre une luminosité plus importante au centre de l’empilement de couches, de manière à indiquer la position du système haptique à l’utilisateur, ce qui est particulièrement utile lorsque le système haptique comprend une couche extérieure qui dissimule les autres couches.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle peut en outre être apte à générer une commande en fonction des données haptiques et à transmettre ladite commande à une entité externe au système haptique.
Ainsi, le système haptique selon l’invention remplit également la fonction de contrôle à distance, sans nécessiter d’écran, avec une précision de saisie élevée pour l’utilisateur et une configurabilité très importante en termes d’entrées haptiques.
En complément, l’entité externe peut être un écran et/ou un équipement d’un véhicule automobile.
Le système haptique peut ainsi remplir la fonction d’un trackpad ou peut commander des équipements tels qu’une climatisation par exemple.
Selon un mode de réalisation, la commande lumineuse peut commander l’activation d’éléments lumineux situés à moins d’une première distance prédéterminée de la position de l’entrée haptique, à une première intensité lumineuse.
Ainsi, la précision associée à l’entrée haptique de l’utilisateur est améliorée en ce que l’utilisateur peut identifier la position de son doigt qui a été captée.
En complément, la commande lumineuse peut commander l’activation d’éléments lumineux situés entre la première distance et une deuxième distance de la position de l’entrée haptique à une deuxième intensité lumineuse, la deuxième distance étant supérieure à la première distance et la deuxième intensité lumineuse étant inférieure à la première intensité lumineuse.
Un tel mode de réalisation facilite la localisation de la position touchée par l’utilisateur, et améliore ainsi la précision de l’entrée haptique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle est configuré pour décroître avec le temps l’intensité lumineuse d’un élément lumineux activé, jusqu’à éteindre ledit élément lumineux.
Ainsi, la consommation électrique du système haptique est réduite et la précision associée à l’entrée haptique est améliorée puisque l’utilisateur a un retour lumineux indiquant en outre la durée entre l’instant de l’entrée haptique et un instant courant.
Selon un mode de réalisation, la nappe de capteurs haptiques peut être apte à transmettre en temps réel des données haptiques indiquant la position du doigt de l’utilisateur au dispositif de contrôle, et lorsque l’entrée haptique est un glissement du doigt de l’utilisateur entre une première position et une deuxième position, le dispositif de contrôle est apte à générer en temps réel, sur réception des données haptiques, une commande lumineuse et à transmettre ladite commande lumineuse au dispositif de pilotage de la couche lumineuse.
Ainsi, le retour lumineux est dynamique, ce qui permet des entrées haptiques variées, de type glissement notamment, avec une précision élevée dans la mesure où l’utilisateur a un retour direct et en temps réel sur le parcours effectué par son doigt.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
La présente un système haptique 10 selon un mode de réalisation de l’invention. Le système haptique 10 peut être installé dans un équipement, tel qu’un équipement d’un véhicule automobile, pouvant être une portière ou un tableau de bord par exemple. Toutefois, aucune restriction n’est attachée à l’équipement dans lequel le système haptique 10 est installé.
Le système haptique 10 comprend en empilement 100 de couches qui se superposent au moins partiellement.
L’empilement de couches 100 peut comprendre une couche extérieure 101, accessible au toucher par un utilisateur. La couche extérieure peut être un film ou une couche de matière, plus épaisse qu’un film. Aucune restriction n’est attachée à la matière de la couche extérieure 101, la seule condition étant qu’elle est éclairée par un élément lumineux à son contact, au moins une partie du faisceau lumineux traverse la couche extérieure 101, même atténué. La couche extérieure 101 n’est donc pas complètement opaque : elle permet d’une part de cacher les autres couches de l’empilement 100 et d’autre part d’être rétroéclairée comme détaillé dans ce qui suit.
La couche extérieure 101 peut notamment remplir une fonction esthétique. A cet effet, la couche extérieure peut être texturée et/ou stylisée. Elle peut présenter un effet bois ou marbré par exemple.
L’empilement de couches 100 peut comprendre en outre un masque 102, qui est également une couche. Il convient de noter que le masque 102 est optionnel selon l’invention. Un masque est une couche comprenant une alternance de zones opaques et de zones au moins partiellement transparentes, agencées selon un motif donné.
L’empilement de couches100 peut comprendre en outre un ensemble de capteurs haptiques, tel qu’une nappe de capteurs haptiques 103. La nappe de capteurs haptiques 103 est apte à détecter une entrée haptique de l’utilisateur. L’entrée haptique comprend le toucher ou contact, la pression ou la présence proche du doigt d’un utilisateur. A cet effet, la nappe 103 peut par exemple être une nappe capacitive. En variante, la nappe 103 peut être une nappe résistive, ou toute autre technologie apte à détecter une telle entrée haptique d’un utilisateur.
L’utilisation d’une nappe permet un ensemble de capteurs qui est souple et adaptable à des surfaces non planes, ce qui améliore les capacités de configuration du système haptique selon l’invention.
L’empilement de couches 100 peut comprendre en outre une couche lumineuse 104, comprenant un ensemble d’éléments lumineux 105. La couche lumineuse 104 est apte à émettre de la lumière. Par exemple, les éléments lumineux 105 peuvent être des diodes, telles que des diodes de type LED par exemple. Toutefois, aucune restriction n’est attachée à la technologie employée pour les éléments lumineux 105.
La couche lumineuse 104 peut ainsi être une matrice de LEDs comprenant en outre un substrat commun à l’ensemble des LEDs. Dans une matrice de LEDs, les espacements entre les LEDs peuvent être réguliers et correspondre à un espacement 106, comme illustré sur la . Toutefois, de manière alternative, l’espacement entre les LEDs de la matrice peut varier.
On entend par couche toute structure planaire s’étendant principalement dans deux dimensions, bien qu’une couche puisse être déformée de manière tridimensionnelle. Une telle couche peut être plus ou moins souple ou rigide.
Aucune restriction n’est attachée à la forme des couches. En particulier, les couches peuvent ne pas être planes, mais ondulées, ou selon toute forme tridimensionnelle, bien qu’elles s’étendent principalement dans deux dimensions, appelées dimensions principales. Les couches peuvent également être flexibles et adopter la forme d’un support rigide situé sous la couche 104 et non représenté sur la .
Les deux directions principales peuvent correspondre à deux axes et chaque position à la surface d’une couche peut ainsi être repérée par deux coordonnées X et Y, comme il sera détaillé dans ce qui suit.
Aucune restriction n’est attachée à l’épaisseur des couches de l’empilement 100, qui peuvent être des films et/ou des couches de matière plus épaisse. Quoi qu’il en soit, l’épaisseur est significativement inférieure aux deux dimensions principales de la couche.
Le système haptique 10 selon l’invention peut comprendre en outre un dispositif de contrôle 110, apte à déterminer des coordonnées X et Y en temps réel correspondant à la position du doigt de l’utilisateur sur le capteur haptique 100, lorsqu’une entrée haptique est détectée par le capteur haptique 103. De telles données peuvent être reçues depuis un microcontrôleur du capteur haptique 103, non représenté sur la . Le dispositif de contrôle 110 peut en outre déterminer un nouveau contact haptique, suite à une absence de contact haptique, ou la fin d’un contact haptique, comme il sera mieux compris à la description de ce qui suit. En outre le dispositif de contrôle 110 peut déterminer un double contact haptique, et les deux couples de coordonnées X et Y associés. Le dispositif de contrôle 110 est configuré pour déterminer des commandes lumineuses sur la base des données reçues depuis le capteur haptique 130, ou depuis le microcontrôleur du capteur haptique 130. La génération des commandes lumineuses sera détaillée davantage dans ce qui suit.
Le système haptique 10 selon l’invention peut comprendre en outre un dispositif de pilotage 130 de la couche lumineuse 104. Le dispositif de pilotage 130 peut être un driver, apte à commander les éléments 105 de la couche lumineuse 104 soit individuellement, soit par sous-groupes d’éléments 105.
Selon l’invention, le dispositif de pilotage 130 est apte à recevoir et traiter les commandes lumineuses reçues depuis le dispositif de contrôle 110, et à commander au moins certains des éléments lumineux 105 en fonction de ces commandes lumineuses. Des exemples de telles commandes seront donnés dans la description qui suit. Les commandes lumineuses peuvent notamment indiquer des positions ou des index des éléments lumineux 105 à activer, les intensités lumineuses et/ou les colorimétries respectives.
De manière complémentaire, le dispositif de contrôle 110 peut en outre générer, des commandes d’écran sur la base des données reçues depuis le capteur haptique 103.
Les commandes d’écran peuvent être transmises à un écran 120, et l’écran 120 est configuré pour modifier un affichage sur la base des commandes d’écran reçu. Aucune restriction n’est attachée au format des commandes d’écran ni à la modification induite par la réception des commandes d’écran par l’écran 120.
Ainsi, en plus d’effectuer un retour lumineux sur détection d’une entrée haptique de l’utilisateur, le système haptique 10 peut permettre le contrôle de l’écran 120 à distance.
Toujours de manière complémentaire, le dispositif de contrôle 110 peut en outre générer des commandes véhicule sur la base des données reçues depuis le capteur haptique 103. Les commandes véhicule peuvent être envoyées à un dispositif de commande du véhicule 140, apte à activer/désactiver des équipements du véhicule ou à modifier le fonctionnement de certains éléments du véhicule. Par exemple, une commande véhicule peut être une commande d’ouverture d’une fenêtre. Lorsque la commande véhicule est transmise au dispositif de commande du véhicule 140, la fenêtre indiquée dans la commande d’ouverture peut être ouverte. Plus généralement, les commandes véhicule peuvent être des commandes d’équipement pour contrôler tout équipement, y compris des équipements non compris dans un véhicule automobile.
Ainsi, en plus d’effectuer un retour lumineux sur détection d’une entrée haptique, de l’utilisateur, le système haptique 10 peut permettre de contrôler des éléments du véhicule, lorsque le système haptique 10 est installé dans un véhicule.
La présente les étapes d’un procédé de génération d’une commande par le dispositif de contrôle 110, selon un mode de réalisation de l’invention.
Comme expliqué précédemment, à une étape 200, le dispositif de contrôle 110 reçoit des données du capteur haptique 103, ou du microcontrôleur du capteur haptique 103. Aucune restriction n’est attachée au format de telles données.
A une étape 201, le dispositif de contrôle 110 traite les données haptiques reçues. A cet effet, le dispositif de contrôle 110 peut exécuter un programme stocké dans une mémoire. En particulier, un tel programme peut mettre en regard chaque entrée haptique de l’utilisateur, représentée par les données haptiques, à une commande lumineuse, par exemple en consultant une base de données ou un tableur. Optionnellement, et en complément, une commande d’écran, de véhicule ou d’équipement peut également correspondre à l’entrée haptique de l’utilisateur.
A une étape 202, le dispositif de contrôle 110 transmet la commande lumineuse correspondant à l’entrée haptique, à la couche lumineuse 104. De manière complémentaire, comme détaillé précédemment, le dispositif de contrôle 110 peut envoyer une commande d’écran à l’écran 120 et/ou une commande de véhicule au dispositif de contrôle du véhicule 140, à une étape 203.
Le procédé peut être itéré de manière dynamique. En particulier, certaines entrées haptiques impliquent plusieurs touchers successifs, ou un glissement, comme il sera mieux compris à la lecture de ce qui suit.
La présente la structure d’un dispositif de contrôle 110 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le dispositif de contrôle 110 comprend un processeur 302 et une mémoire 301. La mémoire peut stocker des instructions de programme, de manière notamment à être exécutées par le processeur 302 pour la mise en œuvre des étapes du procédé décrit en référence à la . La mémoire 301 peut en outre stocker temporairement ou de manière permanente toute donnée exploitable par le processeur. Par exemple, la mémoire peut stocker des tables de correspondance entre des entrées haptiques et des commandes lumineuses, et/ou des commandes véhicule, et/ou des commandes d’écran.
Le dispositif de contrôle 110 peut comprendre une première interface apte à recevoir des données haptiques depuis le capteur haptique 103 ou depuis le microcontrôleur de la nappe 103.
Le dispositif de contrôle 110 peut comprendre une deuxième interface apte transmettre des commandes lumineuses à la couche lumineuse 104.
Le dispositif de contrôle 110 peut comprendre une troisième interface apte à transmettre des commandes d’écran à l’écran 120.
Le dispositif de contrôle 110 peut comprendre une quatrième interface apte à transmettre des commandes véhicule au dispositif de commande du véhicule 140.
La présente un exemple de rendu lumineux d’un système haptique selon l’invention. Dans l’exemple illustré sur la , l’utilisateur balaie la couche extérieure 101 avec son doigt, soit après une pression, soit après un simple contact dans une première position 402.1.
Le capteur haptique 103 détecte l’entrée utilisateur, à savoir la trajectoire du doigt de l’utilisateur entre les deux positions 402.1 et 402.2. Les données haptiques captées sont transmises, par exemple sous forme de coordonnées, à l’issue de l’entrée utilisateur, ou en temps réel, au dispositif de contrôle 110. En réponse à ces données haptiques, le dispositif de contrôle 110 génère des commandes lumineuses indiquant des éléments lumineux 105 ou groupes d’éléments lumineux 105 se situant sur la trajectoire du doigt de l’utilisateur détecté. A ce titre, les commandes lumineuses peuvent être transmises à la fin de l’entrée haptique, ou, préférentiellement, en temps réel sur réception et traitement des données haptiques elles-mêmes reçues en temps réel.
Un effet lumineux « évanescent »peut consister à réduire l’intensité lumineuse des éléments lumineux un certain temps après leur activation, ou de manière continue à partir de l’activation. Ainsi, la position courante 402.2 du doigt de l’utilisateur est signalée avec une luminosité plus importante que le reste de la trajectoire du doigt, notamment la position initiale 402.1. Un tel effet permet avantageusement d’améliorer la précision de l’entrée haptique de l’utilisateur et à réduire la consommation énergétique du système haptique 10.
Comme il est observable sur la , une trajectoire lumineuse 401 est visible depuis l’extérieur, la trajectoire lumineuse 401 suivant la trajectoire du doigt de l’utilisateur. La trajectoire lumineuse 401 présente un motif en nid d’abeille, correspondant au masque 102 optionnel décrit précédemment.
La présente l’exemple d’une entrée haptique de type « slide » ou glissement, à titre illustratif uniquement.
Les figures 5a et 5b illustrent des masques 102 selon plusieurs modes de réalisation de l’invention. Comme expliqué précédemment, le masque 102 est optionnel. Toutefois, lorsqu’un masque 102 est inséré entre la couche extérieure 101 et la nappe 103, le masque 102 permet la réalisation de motifs lumineux en retour du contact haptique de l’utilisateur.
La par exemple illustre un masque 102 selon un premier motif.
La illustre un masque 102 selon un deuxième motif, selon lequel les zones transparentes sont plus denses au centre du masque 102 qu’aux extrémités du masque 102. Le masque 102 présente notamment un gradient de densité des zones transparentes à mesure que la distance au centre du masque 102 augmente.
Sur les figures 5a et 5b, le masque 102 est représenté sous forme rectangulaire. Toutefois, aucune restriction n’est attachée à la forme du masque 102.
Les figures 6a présente une vue de face d’un système haptique selon un mode de réalisation de l’invention. Selon le mode de réalisation de la , un affichage lumineux 601 est produit par le système haptique 10.
Sur la , l’affichage lumineux 601 est circulaire, avec deux cercles concentriques de luminosité différentes, le plus petit cercle ayant une luminosité supérieure à la bande du plus grand cercle qui l’entoure.
Un tel affichage est donné à titre illustratif uniquement, d’autres formes d’affichage pouvant être prévues pour accueillir ou quitter l’utilisateur. De plus, sur la , l’empilement 100 est de format rectangulaire. Toutefois, l’invention couvre toute autre forme d’empilement 100.
L’affichage lumineux 601 peut être produit sans détection d’entrée haptique de l’utilisateur, mais pour indiquer la présence du système haptique, qui sinon est invisible en raison de la couche extérieure 101. Par exemple, lorsque le système haptique 10 est monté dans un véhicule, l’affichage lumineux 601 peut être produit au démarrage et/ou à l’extinction du véhicule, soit en tant que message d’accueil ou d’au revoir, soit afin de signaler la présence du système haptique 10 uniquement.
La présente une vue de face d’un système haptique selon un mode de réalisation de l’invention. Le mode de réalisation de la comprend l’affichage lumineux 601 circulaire de la . Comme détaillé précédemment, un tel affichage lumineux 601 peut être un message d’accueil ou d’au revoir. Une entrée haptique est détectée en plus du message d’accueil. En réponse à l’entrée haptique détectée par le capteur haptique 103, le dispositif de contrôle 110 génère une commande lumineuse envoyée à la couche lumineuse 104, qui produit un retour lumineux 602 pour l’utilisateur. Le retour lumineux 602 permet ainsi d’indiquer à l’utilisateur que le système haptique 10 est interactif et peut permettre de commander une entité externe telle que l’écran 120 ou un équipement du véhicule via le dispositif de commande du véhicule 140.
La présente un premier retour lumineux 701 associé à une première entrée haptique, selon un mode de réalisation de l’invention.
Le première entrée haptique correspond à une entrée qui peut comprendre :
- un appui maintenu ou soutenu. Par exemple, l’utilisateur appuie pendant une durée supérieure à un seuil donné sur le système haptique, le seuil donné pouvant être fixé à plusieurs centaines de millisecondes, par exemple 350 ms ;
- un appui maintenu, suivi d’un déplacement du doigt de l’utilisateur. Dans ce cas, le premier retour lumineux 701 de la n’indique que la position de l’appui maintenu ;
- un appui long, d’une durée supérieure à un seuil long. Par exemple, le seuil long peut être de 3 secondes ;
- un double appui.
En réponse à une telle entrée, le système haptique peut :
- optionnellement activer un « effet réveil », tel que l’affichage lumineux 601 présenté précédemment, si le système haptique était en veille ;
- puis allumer les éléments lumineux 105 positionnés dans un cercle ou deux cercles concentriques, à l’endroit où l’entrée haptique est captée, conformément au premier retour lumineux 701 de la . Par exemple, des cercles concentriques de rayons respectivement égaux à 1 et 2 cm peuvent être affichés aux coordonnées X et Y déterminées par le capteur haptique 103 ou par le dispositif de contrôle 110. Le retour lumineux peut disparaître une seconde après l’entrée haptique, ou après la fin de l’appui maintenu, ou une seconde après les 350 premières millisecondes d’appui maintenu, donc à l’issue de la durée seuil. En variante, le retour lumineux peut perdre progressivement en luminosité jusqu’à l’extinction des éléments lumineux 105.
Ainsi, le premier retour lumineux 701 est préférentiellement affiché pour des entrées haptiques de type toucher ou appui localisé.
En plus des retours lumineux, et comme déjà évoqué, le système haptique peut émettre des commandes d’écran et de commandes de véhicule correspondant à l’entrée haptique détectée.
La présente un deuxième retour lumineux 702 associé à une deuxième entrée haptique, selon un selon un mode de réalisation de l’invention.
La deuxième entrée haptique est un glissement du doigt de l’utilisateur sur la couche extérieure entre une position de départ 703 et une position d’arrivée 704. Dans le cas d’une telle deuxième entrée haptique, le deuxième retour lumineux 702 peut correspondre à la trajectoire parcourue par le doigt entre les deux positions 703 et 704. L’épaisseur de la ligne correspondant à la trajectoire peut être prédéterminée. Par exemple, elle peut correspondre à l’allumage des éléments lumineux 105 situés à plus ou moins D millimètres, par exemple 5 millimètres, de part et d’autre de chaque position détectée du doigt sur la trajectoire. Pour chaque position de la trajectoire, les éléments lumineux 105 avoisinants peuvent être allumés pendant une durée prédéterminée, telle qu’une seconde par exemple. De manière optionnelle, la luminosité des éléments lumineux 105 avoisinant une position donnée de la trajectoire peut décroître progressivement entre le moment de l’allumage et le moment de l’extinction, de manière à créer un effet rémanent. Ceci permet de faciliter la saisie de l’entrée haptique par l’utilisateur et d’améliorer sa précision.
La présente un troisième retour lumineux associé à une troisième entrée haptique selon un mode de réalisation de l’invention.
La deuxième entrée haptique correspond à un pincement ou un écartement entre deux doigts de l’utilisateur, par exemple pour zoomer ou dézoomer sur l’écran 120. Dans ce cas, le retour lumineux peut correspondre à deux cercles 705 et 706, respectivement centrés autour des positions de chaque doigt, et ayant un rayon fixé, de l’ordre d’un centimètre, par exemple égal à un centimètre. Ainsi, les éléments lumineux 105 situés à un centimètre ou à moins de 1cm de la position détectée de chaque doigt, sont activés par le dispositif de contrôle 110.
Chaque cercle peut suivre le mouvement de chaque doigt, et disparaître lorsque les doigts ne sont plus en contact avec la couche extérieure 101.
La présente un capteur haptique 103 et un ensemble d’éléments lumineux 105, d’un système haptique 10 selon un mode de réalisation de l’invention, dans le cas d’une entrée haptique de type toucher, pression ou approche ponctuelle.
Sur la , la couche extérieure 101 n’est pas représentée afin de mieux comprendre le fonctionnement de la couche lumineuse et du capteur haptique.
Lorsque l’utilisateur touche, presse ou approche le système haptique 10 à une position de coordonnées 801 et 802 du capteur haptique 101, le capteur haptique détermine un tel couple de coordonnées et le transmet au dispositif de contrôle 110 discuté précédemment. En réponse à une telle entrée haptique, le dispositif de contrôle 110 peut générer une commande lumineuse et transmet la commande lumineuse au dispositif de pilotage 130 de la couche lumineuse comprenant les éléments lumineux 105. Sur réception de la commande lumineuse, le dispositif de pilotage 130 active certains des éléments lumineux 105, déterminés à partir de la commande lumineuse, afin de produire un retour lumineux 803.
Le retour lumineux 803 peut être composé de deux cercles concentriques 804 et 805 présentant des luminosités distinctes. Ainsi, les éléments lumineux situés à moins d’une première distance de la position correspondant aux coordonnées 801 et 802, donc positionnés dans le premier cercle 804, sont contrôlés pour avoir une première luminosité, tandis que les éléments lumineux situés entre la première distance et une deuxième distance, donc positionnés dans le deuxième cercle 805, sont contrôlés pour avoir une deuxième luminosité, inférieure à la première luminosité.
Par exemple, les éléments lumineux 105 situés dans le premier cercle 804 sont contrôlés pour éclairer à 100 % de leur intensité nominale, tandis que les éléments lumineux situés dans le deuxième cercle 805, mais en dehors du premier cercle 804, sont contrôlés pour n’éclairer qu’à une fraction de leur intensité nominale, par exemple 75 % de leur intensité nominale.
Un tel retour lumineux 803 permet d’améliorer la précision de l’entrée haptique par l’utilisateur.
La présente un capteur haptique 103 et un ensemble d’éléments lumineux 105 d’un système haptique 10 selon un mode de réalisation de l’invention, dans le cas d’une entrée haptique de type glissement, ou « slide » en anglais.
Sur la , la couche extérieure 101 n’est pas représentée afin de mieux comprendre le fonctionnement de la couche lumineuse et du capteur haptique 103.
Dans la situation illustrée sur la , l’utilisateur a précédemment touché le système haptique 10 à une première position, correspondant à des premières coordonnées 901 et 902 détectées par la nappe 103, puis a effectué un glissement jusqu’à une deuxième position, correspondant à des deuxièmes coordonnées 903 et 904.
En réponse à une telle entrée haptique, le dispositif de contrôle 110 peut générer une commande lumineuse et transmet la commande lumineuse au dispositif de pilotage 130 de la couche lumineuse 104 comprenant les éléments lumineux 105. Une succession de commandes lumineuses peut ainsi être transmise pour chaque position intermédiaire de la trajectoire entre la première position et la deuxième position.
Sur réception d’une commande lumineuse, le dispositif de pilotage 130 active certains des éléments lumineux 105, déterminés à partir de la commande lumineuse, afin de produire un retour haptique 910.
Selon l’invention, la luminosité d’un élément lumineux 105 peut décroître avec le temps après leur activation, suite au passage du doigt de l’utilisateur dans un voisinage de l’élément lumineux 105.
A cet effet, l’intensité lumineuse de l’élément lumineux 105 est maximale entre son activation à un instant t0 et le temps t0+d1, d1 étant une durée prédéfinie. Par exemple, d1 peut être de l’ordre d’une seconde, par exemple égale à 0,5 seconde.
Entre les instants t0 + d1 et t0 + d2, l’intensité lumineuse de l’élément lumineux 105 peut être inférieure à l’intensité maximale, par exemple égale à une intensité I1 égale à 75 % de l’intensité lumineuse maximale, d2 étant une durée supérieure à d1. La durée d2 peut être de l’ordre d’une seconde, par exemple égale à une seconde.
Après l’instant t0+d2, l’intensité lumineuse de l’élément lumineux 105 peut être inférieure à l’intensité I1, par exemple égale à une intensité I2 égale à 50 % de l’intensité lumineuse maximale.
L’élément lumineux 105 peut être éteint après une durée d3, supérieure à d2. La durée d3 peut par exemple être supérieure ou égale à 2 secondes.
Ainsi, comme illustré sur la , à l’instant t1, le doigt de l’utilisateur est en deuxième position de coordonnées 903 et 904.
Les éléments lumineux 105 situés à proximité de la deuxième position ont donc été activés plus récemment que les éléments lumineux 105 situés près de la première position, ce qui explique le gradient d’intensité du retour lumineux 910 de la . Un tel gradient peut être continu comme sur la ou peut correspondre à des niveaux d’intensité comme décrits ci-dessus, tels que :
- un premier ensemble d’éléments lumineux 911, qui ont été activés entre t1-d1 et t, avec une intensité maximale ;
- un deuxième ensemble d’éléments lumineux 912, qui ont été activés entre t1-d2 et t1-d1, avec une intensité lumineuse I1 ;
- un troisième ensemble d’éléments lumineux 913, qui ont été activés avant t1-d2, avec une intensité lumineuse I2.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.
Claims (10)
- Système haptique (10) comprenant:
- un empilement de couches (100) comprenant au moins un ensemble de capteurs haptiques (103) et une couche lumineuse (104), ledit ensemble de capteurs haptiques étant apte à détecter une entrée haptique d’un utilisateur et à générer des données haptiques indiquant au moins une position de ladite entrée haptique, et ladite couche lumineuse comprenant une pluralité d’éléments lumineux (105);
- un dispositif de contrôle (110) apte à recevoir la position d’une entrée haptique depuis l’ensemble de capteurs haptiques ;
- un dispositif de pilotage (130) de la couche lumineuse ;
caractérisé en ce que
l’ensemble de capteurs haptiques est une nappe de capteurs haptiques, les capteurs haptiques de la nappe étant en regard des éléments lumineux de la couche lumineuse ;
le dispositif de contrôle est apte à déterminer une commande lumineuse en fonction des données haptiques, la commande lumineuse indiquant au moins une position des éléments lumineux à activer ;
et en ce que, sur réception de la commande lumineuse, le dispositif de pilotage de la couche lumineuse est configuré pour activer un ou plusieurs des éléments lumineux de la couche lumineuse, déterminés en fonction de la commande lumineuse reçue du dispositif de contrôle. - Système haptique selon la revendication 1, dans lequel l’empilement de couches (100) comprend en outre une couche extérieure (101), la nappe de capteurs haptiques (103) étant comprise entre la couche extérieure et la couche lumineuse (104).
- Système haptique selon la revendication 2, dans lequel la couche extérieure (101) comprend un matériau texturé et/ou stylisé, ledit matériau étant apte à laisser passer au moins une partie de rayons lumineux émis par le ou les éléments lumineux activés et étant apte à cacher les couches de l’empilement à proximité des éléments lumineux désactivés.
- Système haptique selon la revendication 2 ou 3 , dans lequel l’empilement de couches (100) comprend en outre un masque (102), le masque étant compris entre la couche extérieure (101) et la nappe de capteurs haptiques (103), le masque comprenant une alternance de zones opaques et de zones transparentes de manière à ce que la lumière émise par le ou les éléments lumineux activés soit filtrée par ledit masque avant d’atteindre la couche extérieure.
- Système haptique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de contrôle (110) est en outre apte à générer une commande en fonction des données haptiques et à transmettre ladite commande à une entité externe au système haptique (10).
- Système haptique selon la revendication 5, dans lequel l’entité externe est un écran (120) et/ou un équipement d’un véhicule automobile (140).
- Système haptique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la commande lumineuse commande l’activation d’éléments lumineux (105) situés à moins d’une première distance prédéterminée de la position de l’entrée haptique, à une première intensité lumineuse.
- Système haptique selon la revendication 7, dans lequel, la commande lumineuse commande l’activation d’éléments lumineux (105) situés entre la première distance et une deuxième distance de la position de l’entrée haptique à une deuxième intensité lumineuse, la deuxième distance étant supérieure à la première distance et la deuxième intensité lumineuse étant inférieure à la première intensité lumineuse.
- Système haptique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de contrôle (110) est configuré pour décroître, avec le temps, l’intensité lumineuse d’un élément lumineux (105) activé, jusqu’à éteindre ledit élément lumineux.
- Système haptique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la nappe (103) de capteurs haptiques est apte à transmettre en temps réel des données haptiques indiquant la position du doigt de l’utilisateur au dispositif de contrôle (110), et dans lequel lorsque l’entrée haptique est un glissement du doigt de l’utilisateur entre une première position et une deuxième position, le dispositif de contrôle est apte à générer en temps réel, sur réception des données haptiques, une commande lumineuse et à transmettre ladite commande lumineuse au dispositif de pilotage de la couche lumineuse.
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