STYLOGRAPHE EQUIPE D'UN TRANSDUCTEUR ACOUSTIQUE
La présente invention concerne un stylographe équipe d'un transducteur acoustique
Par stylographe, on entend au sens de la présente invention tout objet ayant pour fonction de produire directement ou indirectement, une représentation d'un mouvement qui lui est imprimé En particulier, il peut s'agir du mouvement imprime au stylographe par la main d'un utilisateur tenant le stylographe
A titre d'illustration d'un domaine d'application possible de l'invention, la figure 1 montre un exemple de dispositif pour l'utilisation d'un stylographe équipe d'un transducteur acoustique Sur cette figure, on a représente un stylographe 10 de forme sensiblement cylindrique et fuselée dont une première extrémité, formant une pointe, est maintenue en contact avec et est amenée a se déplacer sur un support plan 20 tel qu'une table à tracer. Le stylographe 10 comprend un transducteur d'émission acoustique 1 1 tel qu'une capsule uitrasonore fonctionnant en émission. Ce transducteur 11 émet des ondes acoustiques dans le milieu ambiant, sous forme d'un train d'impulsions.
Au moins deux transducteurs de réception acoustique 31 et 32 fixes par rapport au support 20, tels que des capsules ultrasonores fonctionnant en réception, sont disposés à proximité de la table à tracer Ces transducteurs de réception 31 et 32 sont adaptes pour recevoir les ondes acoustiques émises par le transducteur d'émission 11 et pour les transformer en signaux électriques Ces signaux sont transmis à une unité de gestion, tel qu'un ordinateur 33, par des liaisons ad-hoc respectivement 35 et 36
L'ordinateur 33 exécute un programme qui permet, en fonction des signaux électriques ainsi reçus, de produire des données représentant la trajectoire de la pointe du stylographe sur le support 20 Ce logiciel implemente une méthode de triangulation, connue en soi, pour mesurer la
position instantanée de la pointe du stylographe 10 sur le support 20. Dit autrement, le dispositif comprend des moyens pour générer une représentation du mouvement de la pointe du stylographe 10 dans un système de coordonnées lié au support 20. La représentation ainsi obtenue est une représentation codée informatiquement, à savoir une série d'informations binaires définissant la trajectoire de la pointe du stylographe dans ledit système de coordonnées. Les données produites peuvent ensuite être traitées par l'ordinateur 30 de toute manière appropriée, par exemple pour être restituées sous forme visible sur un écran de l'ordinateur, et/ou être imprimées à l'aide d'une imprimante connectée à l'ordinateur en sorte d'obtenir une représentation graphique indirecte du 5 mouvement de la pointe du stylographe.
Il est bien évident que le transducteur d'émission acoustique 11 doit être placé le plus près possible de la pointe du stylographe, afin que la mesure de position soit la plus précise possible. En particulier, si le transducteur du stylographe est placé dans ou sur le corps du stylographe à une certaine distance de la pointe, on risque d'interpréter un mouvement de pivotement du stylographe sur sa pointe comme un déplacement de celle-ci alors qu'elle reste en réalité immobile. Cette contrainte est soulignée dans le brevet américain
US 4,814,552 qui divulgue un dispositif d'entrée pour un ordinateur comprenant un instrument d'écriture et un transducteur d'émission ultrasonore, ce dernier émettant des impulsions ultrasonores reçues par des transducteurs de réception pour permettre la détection, par triangulation, de la position du stylographe.
Toutefois, l'agencement du transducteur acoustique au niveau de la pointe du stylographe pose de nombreux problèmes, compte tenu justement de la forme en pointe de l'extrémité du stylographe, ainsi qu'il est également souligné dans le document US 4,246,439. Ce document divulgue un stylographe ayant une zone d'émission acoustique disposée à la surface du corps du stylographe, à proximité immédiate d'une extrémité de ce corps.
Le document US 5 308,936 divulgue un stylographe ayant un transducteur acoustique distant de la zone d'émission acoustique qui est constituée par des ouvertures disposées a I extrémité de la pointe du stylographe et non sur le corps du stylographe Un conduit dispose en eu et place d une mine d'écriture permet de guider les ondes acoustiques depuis le transducteur acoustique vers la zone d'émission acoustique
Les problèmes lies a l'agencement du transducteur acoustique sont de différentes natures difficulté de conjuguer les contraintes de design avec l'encombrement du transducteur acoustique, protection mécanique du transducteur acoustique ergonomie du stylographe liaison électrique du transducteur acoustique avec une unité de commande, etc Ces problèmes sont encore accentues lorsque le stylographe comprend en outre un instrument d'écriture tel qu'une mine, une plume ou analogue, implante également au niveau de la pointe du stylographe Le but de l'invention est de proposer des moyens pour faciliter l'agencement du transducteur acoustique
Ce but est atteint, conformément a l'invention, grâce a un stylographe comprenant un corps et un transducteur acoustique, dans lequel
- la surface du corps du stylographe comprend une zone d'émission et/ou de réception acoustique, a proximité immédiate d'une première extrémité du corps ,
- le transducteur acoustique est distant de la zone d'émission et/ou de réception acoustique
- le stylographe comprend un conduit acoustique qui relie le transducteur acoustique et la zone d'emission/reception acoustique
Avec un stylographe selon l'invention, le transducteur acoustique n'a pas besoin d'être agence au niveau de la pointe du corps du stylographe Le corps du stylographe peut donc être de forme fuselée sans que cela pose un problème d'agencement du transducteur acoustique De plus le transducteur acoustique peut être loge a l'intérieur du corps du stylographe, en sorte qu'il est protège des agressions extérieures Sa liaison électrique avec
une unité de commande est également plus aisée. En outre, le transducteur étant déporté, il ne gène pas l'ergonomie du stylographe. En particulier, des zones de préhension peuvent être prévues au niveau de la pointe du stylo de la même manière que pour les stylographes classiques D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement iliustrative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels on a représenté
- à la figure 1 , déjà analysée . un dispositif pour l'utilisation d'un stylographe selon l'invention ;
- à la figure 2 : le schéma d'un stylographe selon l'invention ,
- aux figures 3a à 3d : respectivement une vue de face en coupe, une vue de dessus, une vue de droite et une vue de gauche d'un embout du stylographe selon l'invention. A la figure 2, on a représenté le schéma d'un stylographe selon l'invention. Le stylographe comprend un corps 100 comprenant de préférence une partie principale 150, par exemple de forme sensiblement cylindrique, et un embout 160, par exemple de forme fuselée. La surface du corps 100 du stylographe comprend une zone d'émission et/ou de réception acoustique 130, à proximité immédiate d'une première extrémité 120 du corps 100. L'embout 160 se situe du côté de ladite première extrémité 120 du corps 100. La zone d'émission/réception acoustique 130 est par exemple réalisée sur l'embout 160
Le stylographe comprend un transducteur acoustique 1 10 qui est distant de la zone d'émission/réception acoustique 130, et un conduit acoustique 140 reliant le transducteur acoustique 110 et ladite zone 130
Le transducteur acoustique 110 est une capsule ultrasonore. La fréquence de l'onde ultrasonore générée par la capsule est par exemple 40 KHz (kilohertz). En général, elle est commandée par une unité de commande 170 pour fonctionner en émission. Elle émet un train d'impulsions ultrasonores. De préférence, le transducteur acoustique 110 est logé à
l'intérieur du corps 100 du stylographe. Dans un exemple préféré, il est logé dans la partie principale 150 dudit corps 100. De même, l'unité de commande 170 du transducteur acoustique 110, ainsi qu'une source d'alimentation électrique telle qu'une pile 180, sont logées dans la partie principale 150 du corps 100. Des liaisons électriques non représentées relient l'unité de commande 170 au transducteur 110 et a la pile 180
Le conduit acoustique 140 est par exemple compris dans l'embout 160, le transducteur acoustique 110 étant alors agencé dans la partie principale 150 du corps 100 de manière a se trouver contre l'entrée du conduit acoustique 140 lorsque la partie principale 150 et l'embout 160 du corps 100 sont assemblés, comme montré à la figure. Comme on l'aura compris, la zone d'emission/réception acoustique 130 est formée par l'intersection entre le conduit acoustique 140 et la surface du corps 100 Cette zone correspond donc à la sortie du conduit acoustique 140. L'embout 160 du corps 100 est préférentiellement de forme fuselée, en sorte que sa première extrémité 120 précitée du corps 100 présente sensiblement la forme d'une pointe. De préférence, cette première extrémité 120 du corps 100 est ouverte, de manière à offrir un passage à un instrument d'écriture tel qu'une mine, une plume, ou analogue. Dans l'exemple représenté à la figure 2, le stylographe 10 comprend une mine d'écriture 190, qui est logée dans le corps 100 et peut déboucher à l'extérieur dudit corps 100 par ladite première extrémité ouverte 120. Dans l'exemple d'application décrit plus haut en regard de la figure 1 , l'extrémité de la mine d'écriture débouchant du corps 100 assure le contact entre le stylographe 10 et le support 20 par l'intermédiaire d'une feuille de papier 200 ou analogue maintenue sur le support 20. Une telle mine d'écriture a pour fonction de transcrire directement le mouvement de la pointe du stylographe 10 sur la feuille de papier. Dit autrement, le stylographe permet alors de produire directement une représentation graphique (sur la feuille de papier 200) du mouvement qui est imprimé par la main de l'utilisateur à la pointe 120 du stylographe 10.
Dans un autre exemple le stylographe comprend une mine fictive a la place de la mine d'ecπture 190 Une telle mine est par exemple réalisée en poly-carbonate ou en nylon® L'extrémité de cette mine fictive découchant du corps du stylographe 10 assure la fonction de point de contact avec le support 20, mais ne permet pas la production directe d'une représentation du mouvement de la pointe 120 sur ce support 20 La mine fictive permet a l'utilisateur de pouvoir utiliser le stylographe comme s'il s agissait d'un stylographe habituel
De préférence, le conduit acoustique 140 est réalise de matière avec l'embout 160 Plus particulièrement, le conduit acoustique 140 est un conduit ménage dans l'embout 160 Les figures 3a a 3d montrent respectivement une vue de face en coupe, une vue de dessus une vue de droite et une vue de gauche de l'embout 160 Outre le conduit acoustique 140, un conduit 300 est ménagé dans l'embout 160 pour permettre le passage de la mine d'écriture 190 L'embout 160 est une pièce monobloc réalisée par exemple par une technique de fπttage laser Cette technique présente l'avantage de permettre la réalisation de pièces qu'on ne pourrait fabriquer par une technique de moulage
Le conduit acoustique 140 et le conduit 300 sont sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du corps 100 du stylographe Néanmoins, la sortie du conduit acoustique (i.e , l'extrémité du conduit 160 située du côte de l'extrémité 120 du stylographe) présente un coude 141 La courbure du conduit au niveau de ce coude 141 est adaptée pour transmettre l'onde acoustique suivant une direction sensiblement parallèle au plan du support 20 lorsque le stylographe est tenu en position de fonctionnement par l'utilisateur Cette direction est repérée par une double flèche a la figure 2 Dans une position habituelle de fonctionnement, l'angle a entre l'axe longitudinal du corps 100 du stylographe et la projection de cet axe dans le plan du support 20 est de l'ordre de 60 degrés (figure 2) La forme de la zone d'emission/reception acoustique 130 qui resuite de la courbure du coude 141 du conduit acoustique 140 et de la
courbure de la surface de l'embout 160 au niveau de cette zone, permet de guider l'onde acoustique émise par la capsule 1 10 suivant la direction repérée par la double flèche a la figure 2 Ceci permet de limiter la formation de turbulences résultant de la reflexion de l'onde acoustique émise sur le support 20 De telles turbulences ont en effet pour conséquence de fausser la mesure de distance
La longueur du conduit 160 est déterminée suivant les règles classiques d'accord des guides d'onde, en fonction de la fréquence de l'onde acoustique émise, de manière a réaliser l'accord acoustique entre l'entrée et la sortie du conduit
Dans un exemple le conduit 160 est un conduit de section circulaire ayant un diamètre D qui vaut 4 mm (millimètres) Avec une onde acoustique a 40 KHz on peut réaliser un conduit ayant une longueur Y sensiblement égale a 14 mm La longueur Y est déterminée en considérant le centre de la zone 130 La distance X entre le centre de la zone 130 et l'extrémité 120 du corps 100 du stylographe est égale a 7 mm Dans d'autres exemples cette distance pourra être encore inférieure a cette valeur La distance Z entre les bords parallèles, respectivement du conduit acoustique 140 et du conduit 300, est égale a 2 mm Dans cet exemple, la zone 130 se présente, vue de l'extérieur du corps 100 du stylographe sous la forme d'une calotte spheπque concave de diamètre égal a 4 mm, inclinée par rapport a l'axe longitudinal de l'embout 160 Du fait de cette inclinaison, la projection de cette calotte 130 dans le plan de la figure 3b se présente sous la forme d'une ellipse
La zone 130 peut aisément s'insérer dans le concept esthétique retenu pour la forme du stylographe 10 et en particulier celle de son embout 160 En outre, elle ne nuit pas a l'ergonomie du stylographe Bien entendu, en fonctionnement, l'utilisateur veillera a ne pas obstruer le trou constitue par cette zone 130 a la surface du corps 100 du stylographe A cet effet on peut prévoir des emplacements privilégies pour la position des doigts de l'utilisateur sur l'embout 160, ces emplacements formant zones de préhension du stylographe
On notera que, en fonctionnement la distance entre le centre de la zone 130 et le support 20 n'est pas directement la distance X précitée mais dépend en outre de la longueur de la partie de la mine 190 qui débouche du corps 100 Toutefois, cette dernière longueur est faible, de l'ordre de 1 a 2 mm En conséquence, l'invention permet d'implanter la zone 130 a proximité immédiate de l'extrémité du stylographe 10 en contact avec le support 20, ce qui assure une bonne précision de la mesure de distance
La mesure de la distance entre l'extrémité 120 du stylographe et les transducteurs acoustiques de réception 31 et 32 (figure 1 ) est entachée d'une erreur constante, qui correspond sensiblement a la longueur Y du conduit acoustique 160 Cette erreur étant constante, il est aise d'en tenir compte dans le programme exécute par l'ordinateur 33
L'invention a ete décrite ci-dessus dans un mode de réalisation préfère mais non limitatif De même, seule une application d'un stylographe selon l'invention a été décrite ci-dessus, en référence au schéma de la figure 1 Néanmoins, de nombreuses autres applications sont envisageables Notamment, dans certaines applications, le mouvement de l'extrémité 120 du stylo peut intervenir dans trois dimensions, le support 20 n'étant pas plan mais étant un objet a trois dimensions