WO2005026939A1 - Interface unit between a user and an electronic device - Google Patents

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WO2005026939A1 PCT/FR2003/002540 FR0302540W WO2005026939A1 WO 2005026939 A1 WO2005026939 A1 WO 2005026939A1 FR 0302540 W FR0302540 W FR 0302540W WO 2005026939 A1 WO2005026939 A1 WO 2005026939A1
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Abstract

The invention relates to an interface unit between a user and an electronic device. The inventive unit comprises a control logic and a scan cathode ray tube display (3) in which the spot of light successively occupies all points on the screen according to a pre-determined scanning cycle. According to the invention, the control unit comprises at least two light sensors which, by means of a microprocessor, can be used to calculate the on-screen movement of an area targeted by the control unit on the screen and to transmit said information to the electronic device.

Description

ENSEMBLE D'INTERFACE ENTRE UN UTILISATEUR ET UN DISPOSITIF ELECTRONIQUE INTERFACE ASSEMBLY BETWEEN A USER AND AN ELECTRONIC DEVICE
La présente invention est relative à un ensemble d'interface entre un utilisateur et un dispositif électronique comportant une logique de commande et un écran cathodique rectangulaire à balayage. Un tel écran cathodique est balayé par un spot lumineux qui occupe successivement tous les points de l'écran selon un cycle de balayage prédéterminé. L'invention s'applique en particulier aux télécommandes pour commander le fonctionnement d'une télévision ou d'un magnétoscope. La commande du fonctionnement de ces dispositifs au moyen des télécommandes habituellement rencontrées est fastidieuse dans la mesure où les fenêtres d'option de commande doivent être successivement affichées à l'écran pour qu'un utilisateur puisse sélectionner l'un des modes de fonctionnement de la télévision ou du magnétoscope. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en fournissant un ensemble d'interface qui permette une commande aisée d'un dispositif électronique et ce, par des moyens simples, efficaces et peu coûteux. A cet effet, selon l'invention, un ensemble d'interface du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que l'ensemble comprend un boîtier de commande comportant: au moins un capteur d' éclairement D2 adapté au balayage de l'écran par le spot lumineux, ayant un champ de détection qui se limite à une zone Z réduite de l'écran ; - un amplificateur à large bande et un filtre passe-haut pour chacun des capteurs d'éclairement ; - des moyens de détection de l'apparition du spot lumineux dans le champ de détection de chacun des capteurs pour produire un signal de niveau logique prédéterminé ; - des moyens de traitements logiques et arithmétiques des signaux logiques pour calculer: la différence de temps existant entre d'une part, l'apparition du signal logique associé à un capteur d'éclairement D2 et qui correspond au passage du spot lumineux devant la zone Z visée au cours du balayage d'une trame donnée, et d'autre part l'apparition du signal logique associé au même capteur d'éclairement D2 et qui correspond au passage du spot lumineux devant la zone Z visée au cours du balayage d'une trame postérieure le déplacement de la zone Z visée sur l'écran à partir de la différence de temps calculée précédemment une chaîne de transmission du boîtier vers le dispositif électronique, le dispositif comprenant une logique adaptée pour être modifiée par les informations reçues, et en ce que le boîtier de commande est placé à distance de l'écran cathodique. Ainsi, grâce à ses dispositions, l'ensemble d'interface permet à l'utilisateur facilement et à distance de définir un déplacement sur un écran cathodique, de la même manière qu'une «souris» informatique permet de définir un déplacement, qui se traduit ensuite par le déplacement d'un curseur sur un écran d'ordinateur, ou par d'autres effets graphiques. Dans des modes de réalisation préférés de l'ensemble d' interface selon la présente invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: le capteur d' éclairement D2 dont le champ de détection est réduit comprend un détecteur d'éclairement et un système de lentilles et/ou de miroirs pour focaliser la lumière provenant de la zone Z visée sur la surface active du détecteur; - le dispositif électronique comprend en outre des moyens de commande de l'écran pour afficher à l'écran un effet graphique à une position en relation avec le déplacement défini par l'utilisateur; - le boîtier de commande comprend des moyens positivement actionnables par l'utilisateur et dont le résultat de l'action est transmis au dispositif électronique par le boîtier; - les moyens de commande sélectivement actionnables sont choisis parmi des touches, des potentiomètres, des capteurs de pression, des capteurs d'angle, des capteurs de position, des gyroscopes, au moins une commande vocale et au moins un manche à balai . - le boîtier de commande transmet des informations au dispositif électronique lorsque le déplacement défini par l'utilisateur est supérieur à une valeur minimale prédéterminée . - le boîtier de commande comprend en outre des moyens d'identification adaptés pour que le dispositif électronique reconnaisse le boîtier de commande, ces moyens dl identification générant sélectivement des données d'identification du boîtier envoyées au dispositif électronique; - plusieurs boîtiers de commande communiquent avec le dispositif électronique et les moyens de commande du dispositif de chaque boîtier de commande transmettent un certain nombre de fois leurs informations au dispositif électronique pour augmenter la probabilité que le dispositif électronique reçoive les informations émises par chaque boîtier sans interférence avec les informations émises par les autres boîtiers; - l'émetteur et le récepteur communiquent par ondes; - l'émetteur et le récepteur sont reliés par un câble de transmission. - le boîtier de commande comprend, d'une part, deux capteurs d'éclairement D2 d'axes parallèles et proches ayant des champs de détection qui se limitent chacun à une zone réduite de l'écran, et d'autre part, des moyens de traitement logiques et arithmétiques supplémentaires pour mesurer la différence de position de deux points distincts sur l'écran et calculer l'angle de rotation du boîtier de commande par rapport à l'axe commun desdits capteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique avec schéma- blocs de l'ensemble d'interface selon la présente invention comprenant un boîtier de commande; et les figures 2 à 5 représentent schématiquement les capteurs d'éclairement du boîtier de commande de la figure 1. L'ensemble d'interface selon la présente invention prend par exemple la forme d'un boîtier de télécommande 1 destiné à être utilisé par un opérateur pour commander le fonctionnement d'un dispositif électronique 2 qui est associé à un écran cathodique à balayage 3. Le dispositif électronique 2 permet d'afficher des informations sur l'écran à tube cathodique 3 telles qu'une image vidéo fixe ou animée, des textes, ou des menus ou analogues . A partir des informations affichées sur 1 ' écran cathodique 3, l'opérateur effectue un choix et/ou saisit des données à l'aide du boîtier de commande 1 placé à distance de 1 ' écran 3 et qui va être décrit ci-après . Le boîtier de commande 1 comprend au moins un capteur d'éclairement D2 tels que des photo-diodes dont les axes sont éventuellement parallèles et voisins, et dont les angles de capture sont proches ou identiques. Le champ de détection de chaque capteur d'éclairement D2 est réduit et se limite à une zone Z de l'écran pointée à l'intérieur de la surface de l'écran cathodique 3. Afin de déterminer le déplacement de la zone visée sur l'écran, les moyens de traitement du boîtier de commande se fondent sur la différence de temps existant entre les signaux logiques issus du même capteur d'éclairement D2 et D2, provenant de trames ou d'images affichées différentes, après amplification du signal et filtrage passe-haut. Dans l'exposé qui suit, on utilisera le mot trame, pour définir une succession de lignes de balayage qui déplacent le faisceau lumineux sur toute la surface de l'écran. A titre d'exemple, les standards de télévision PAL/SECAM définissent un nombre de trames égal à 50 par seconde et le standard NTSC définit un nombre de trames égal à 60 par seconde. Le capteur d'éclairement D2 est constitué, figure 2, d'un détecteur d'éclairement 50 placé éventuellement au fond d'un tube étroit 51 dont la surface intérieure absorbe les rayons lumineux 52. Dans une variante représentée à la figure 3 et à la figure 4, le capteur D2 comprend, outre le détecteur 50 et le tube 51, un système de lentilles et de miroirs optiques 53 et 54, qui est assimilable optiquement à une lentille convexe. Ce système permet d'améliorer la sensibilité et la directivité du capteur en focalisant sur une partie active du détecteur 50, car les rayons lumineux 52 en provenance de la zone Z visée sont captés par le système dont la surface est nettement supérieure au détecteur, et si la longueur focale de la lentille convexe qui correspond aux lentilles et miroirs 53 est très supérieure aux dimensions de la partie active du détecteur 50, cette lentille convexe assure pour le détecteur 50 une fonction analogue à celle d'un téléobjectif en photographie. Dans une autre variante, figure 5, le détecteur 50 est associé à un miroir parabolique 55, qui assure une focalisation des rayons lumineux 52 équivalente à celle d'une lentille optique convexe . S'il y a plus d'un capteur D2, les rayons lumineux 52 proviennent de l'écran cathodique 3 placé à distance de sorte que ces rayons peuvent être considérés comme provenant d'une source commune et distante, et comme sensiblement parallèles entre eux si les axes des capteurs D2 sont proches et parallèles . Le signal fourni par le ou les capteurs D2 se compose d'un bruit, et notamment d'un bruit blanc, et d'un signal électrique (courant ou tension) , typiquement proportionnel à son éclairement. Par exemple, on peut utiliser la photodiode amplifiée de Burr Bro n ayant pour référence OPT210, ou une photodiode conventionnelle telle que la photo diode SFH203 ou SFH213 de Infineon. Le signal d'une photodiode conventionnelle peut avantageusement attaquer à basse impédance l'émetteur d'un transistor à faible bruit, tel qu'un BC559C, monté en base commune. Chaque capteur D2 est relié à un ensemble réalisant les fonctions suivantes : - filtre passe-haut à fréquence de coupure de, par exemple, 10 kHz et 6db/octave d'atténuation, ce qui permet d'éliminer l'influence de la lumière du jour et de ses variations, ainsi que l'effet des éclairages artificiels, qui fournissent typiquement une lumière dont l'intensité est modulée avec une fréquence de 100 ou 120 Hz suivant les pays - amplification dans une bande de fréquences suffisamment large pour permettre l'extraction de l'information d'apparition du faisceau lumineux dans la zone de capture des capteurs D2, mais suffisamment étroite pour limiter le bruit des photocapteurs et de la chaîne d'amplification; en pratique une largeur de bande à -3 db allant de 10 Khz à 50 Khz ou de 10 Khz à 70 Khz pourra s'avérer avantageuse Ces deux fonctions peuvent être réalisées par exemple au moyen d'amplificateurs opérationnels utilisés de façon classique. On peut par exemple utiliser l'amplificateur opérationnel à faible bruit fabriqué par ST Microelectronics sous la référence TS464. On pourra aussi utiliser une combinaison d'étages à transistors utilisés selon des schémas conventionnels d'amplification à faible bruit pour des fréquences inférieures à 100 Khz, ou encore des combinaisons de tels amplificateurs à transistors et d'amplificateurs opérationnels L' amplification du signal doit avoir une bande passante élevée pour fournir une information temporelle calculée avec une bonne précision. Les photo-diodes ont un temps de réponse très rapide, de l'ordre de la micro-seconde. Il sera toutefois nécessaire de limiter la bande passante des amplificateurs à la bande passante utile du signal, qui est de quelques centaines de kilohertz au maximum. La détection du spot lumineux dans le champ de capture de chaque capteur d'éclairement D2 est réalisée au moyen de comparateurs alimentés par le signal alternatif fourni par les étages d'amplification et dont la tension de référence est réglée à un niveau supérieur à celui du bruit ambiant . Par exemple, chaque comparateur est du type LM339 dont la tension de référence est établie à 6db au dessus du niveau de bruit. Une variante dans l'utilisation d'un comparateur peut être la détection d'une crête, cette crête devant se situer au dessus d'un seuil pré déterminé, par exemple à 6 db au dessus du bruit. Chaque comparateur est relié à un microcontrôleur 60 qui permet de mesurer l'instant où le signal logique correspondant à chaque capteur a changé de niveau. Le microcontrôleur doit permettre des mesures de temps avec une précision de 0.5 ou 1 microseconde sur un ou plusieurs signaux logiques simultanément. Il est possible d'utiliser un micro-contrôleur fabriqué par ST Microelectronics dans la gamme ST7, qui comporte des moyens d'acquisition de données temporelles dl entrée et de capacité de mémoire vive suffisants, et dont la vitesse de traitement maximum permet en moins de 64 microsecondes de traiter les signaux logiques associé à un ou deux capteur (s) D2. On pourra par exemple utiliser un microcontrôleur de la gamme ST7 possédant les caractéristiques suivantes: Mémoire vive de 256 octets (qui permet la mémorisation de plusieurs mesures d'instants d'apparition des signaux logiques associés au début de l' éclaire ent du ou des capteur (s) D2) - Un ou deux tinters de 16 bits avec deux canaux chacun - Horloge du microcontrôleur pilotée par un quartz en raison de la précision requise pour les mesures de temps Le microcontrôleur est par exemple configuré de la manière suivante: - Deux broches sont utilisées pour recevoir des signaux logiques et déclencher des interruptions: - une broche pour le signal logique correspondant au début de l' éclairement d'un capteur D2 - une broche pour le signal logique correspondant au début de l' éclairement d'un autre capteur D2 - Le premier timer a ses deux canaux configurés en «Input capture», ce qui permet au microcontrôleur de mémoriser automatiquement dans sa mémoire l'instant d'apparition sur ses broches de chacun des signaux logiques associés au début de 1 ' éclairement du ou des capteurs D2 et de générer une interruption pour chacun des signaux logiques une routine de traitement Le deuxième timer génère des interruptions périodiques et sert d'horloge système Certains signaux vidéo ont une fréquence ligne bien plus élevée que celle des standards PAL, SECAM ou NTSC (qui est de l'ordre de 16 Khz, ce qui correspond à une durée de ligne de 64 microsecondes environ) . Par exemple, les écrans des moniteurs informatiques ont des fréquences lignes de 60 KHz ou plus, ce qui correspond à une durée d'une ligne de 16,7 microsecondes ou moins. Pour pouvoir effectuer les mesures de temps et de déplacement avec les moyens précédents, on peut se ramener au cas d'une fréquence ligne au voisinage de 16 Khz en ne sélectionnant au moyen d'un assemblage de portes logiques qu'un signal logique sur N pour les signaux logiques correspondant aux débuts d'éclairement des capteurs D2. Par exemple, si la fréquence ligne est de 60 KHz, on ne sélectionnera qu'un signal sur 4 et on se ramènera ainsi au cas d'une fréquence ligne de 15 Khz. Cette sélection de lignes ne change pas la précision de la mesure du déplacement en X. En pratique elle ne réduit pas non plus la précision de la mesure en Y car une fréquence ligne élevée correspond typiquement à un nombre élevé de lignes de balayage, le nombre de lignes et la fréquence de balayage étant en première approximation directement proportionnels . Le microcontrôleur .60 est relié à l'interface utilisateur permettant à l'utilisateur d'indiquer que le boîtier doit effectuer une mesure de déplacement. Lorsque l'on veut connaître le déplacement indiqué par l'utilisateur, le microcontrôleur 60 procède comme suit : - il détecte l'indication par l'utilisateur du début de la mesure; cette indication peut être donnée au moyen d'un clavier, par exemple en appuyant sur une touche et en laissant la touche appuyée pendant toute la mesure du déplacement; - il détecte l'instant Tl du changement de niveau logique généré par le comparateur alimenté par le signal d'un capteur D2 dont le champ de détection est limité à une zone Z pointée par l'utilisateur, ce changement de niveau correspond au début du passage du spot dans la zone visée au cours du balayage d'une image ou d'une trame TRI (on définira le balayage d'une image ou d'une trame comme le parcours de tout l'écran par le faisceau lumineux; dans les standards PAL/SECAM et NTSC, le faisceau lumineux balaie 50 ou 60 fois par seconde 1 ' écran, chaque balayage correspondant à une trame, et une image correspondant à deux trames) . - il détecte ensuite l'instant T2 du changement de niveau logique généré par le comparateur alimenté par le signal du capteur D2 dont le champ de détection est limité à la zone Z pointée, ce changement de niveau correspond au début du passage du spot dans la zone visée au cours du balayage d'une trame TR2 postérieure à la trame ou à 1 ' image TRI . Les moyens de traitement arithmétiques du boîtier ou du dispositif (2) calculent alors le déplacement de la zone Z visée par l'utilisateur à partir des instants Tl et T2. Plusieurs méthodes sont en principe possibles pour définir un déplacement uniquement à partir des instants Tl et 2 et en supposant connues les caractéristiques techniques de l'image affichée sur l'écran, et en particulier les caractéristiques suivantes : nombre e lignes, durée totale d'une ligne, durée totale de l'image. Le principe général suivant est avantageux car les calculs correspondants sont simples et la valeur donnée correspond à l'attente et à l'intuition de l'utilisateur. Ce principe général du calcul sera décrit à partir d'un exemple concret. Le standard de l'image affichée sur l'écran cathodique 3 est supposé être le suivant (ce standard est très proche des standards PAL/SECAM, avec quelques simplifications dans les valeurs pour rendre perte de généralité les calculs plus simples sans; en particulier, on ne distingue pas les trames paires et les trames impaires) :The present invention relates to an interface assembly between a user and an electronic device comprising a control unit and a rectangular scanning cathode screen. Such a cathode-ray screen is scanned by a light spot which successively occupies all the points of the screen according to a predetermined scanning cycle. The invention applies in particular to remote controls for controlling the operation of a television or a video recorder. Controlling the operation of these devices by means of the remote controls usually encountered is tedious since the command option windows must be successively displayed on the screen so that a user can select one of the operating modes of the television or VCR. The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks by providing an interface assembly which allows easy control of an electronic device by simple, effective and inexpensive means. To this end, according to the invention, an interface assembly of the type in question is essentially characterized in that the assembly comprises a control unit comprising: at least one illumination sensor D2 suitable for scanning the screen by the light spot, having a detection field which is limited to a reduced zone Z of the screen; - a broadband amplifier and a high-pass filter for each of the illumination sensors; - means for detecting the appearance of the light spot in the detection field of each of the sensors to produce a signal of predetermined logic level; means of logical and arithmetic processing of the logic signals to calculate: the time difference existing between on the one hand, the appearance of the logic signal associated with an illumination sensor D2 and which corresponds to the passage of the light spot in front of the area Z aimed during the scanning of a given frame, and on the other hand the appearance of the logic signal associated with the same illumination sensor D2 and which corresponds to the passage of the light spot in front of the zone Z targeted during the scanning of a posterior frame the displacement of the zone Z targeted on the screen from the time difference previously calculated a transmission chain from the box to the electronic device, the device comprising logic adapted to be modified by the information received, and by that the control unit is placed at a distance from the cathode screen. Thus, thanks to its provisions, the interface assembly allows the user to easily and remotely define a movement on a cathode-ray screen, in the same way as a computer “mouse” makes it possible to define a movement, which is then translated by moving a cursor on a computer screen, or by other graphic effects. In preferred embodiments of the interface assembly according to the present invention, recourse is also had to one and / or the other of the following arrangements: the illumination sensor D2 whose detection field is reduced comprises an illumination detector and a system of lenses and / or mirrors for focusing the light coming from the targeted zone Z onto the active surface of the detector; - The electronic device further comprises screen control means for displaying on the screen a graphic effect at a position in relation to the movement defined by the user; - The control unit comprises means positively actuable by the user and the result of the action of which is transmitted to the electronic device by the unit; - the selectively actuable control means are chosen from keys, potentiometers, pressure sensors, angle sensors, position sensors, gyroscopes, at least one voice command and at least one joystick. - the control unit transmits information to the electronic device when the displacement defined by the user is greater than a predetermined minimum value. - The control unit further comprises identification means suitable for the electronic device to recognize the control unit, these means dl identification selectively generating identification data of the housing sent to the electronic device; - several control boxes communicate with the electronic device and the device control means of each control box transmit their information a certain number of times to the electronic device to increase the probability that the electronic device receives the information transmitted by each box without interference with the information emitted by the other boxes; - the transmitter and the receiver communicate by waves; - the transmitter and the receiver are connected by a transmission cable. the control unit comprises, on the one hand, two illumination sensors D2 with parallel and close axes having detection fields which are each limited to a reduced area of the screen, and on the other hand, means additional logic and arithmetic processing to measure the difference in position of two separate points on the screen and calculate the angle of rotation of the control unit relative to the common axis of said sensors. Other characteristics and advantages of the invention will appear during the following detailed description of one of its embodiments, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic view with diagrams of the interface assembly according to the present invention comprising a control unit; and Figures 2 to 5 schematically represent the illumination sensors of the control unit of Figure 1. The interface assembly according to the present invention takes for example the form of a remote control unit 1 intended for use by an operator to control the operation of an electronic device 2 which is associated with a cathode-ray scanning screen 3. The electronic device 2 makes it possible to display information on the cathode-ray tube screen 3 such as a fixed or animated video image, texts, or menus or the like. From the information displayed on the cathode screen 3, the operator makes a choice and / or enters data using the control unit 1 placed at a distance from the screen 3 and which will be described below. The control unit 1 comprises at least one illumination sensor D2 such as photo-diodes whose axes are possibly parallel and neighboring, and whose capture angles are close or identical. The detection field of each illumination sensor D2 is reduced and is limited to an area Z of the screen pointed inside the surface of the cathode screen 3. In order to determine the displacement of the targeted area on the screen, the control unit processing means are based on the time difference between the logic signals from the same light sensor D2 and D2, from different frames or displayed images, after signal amplification and filtering high pass. In the following description, we will use the word frame, to define a succession of scanning lines which move the light beam over the entire surface of the screen. For example, the PAL / SECAM television standards define a number of frames equal to 50 per second and the NTSC standard defines a number of frames equal to 60 per second. The illumination sensor D2 consists, in FIG. 2, of an illumination detector 50 possibly placed at the bottom of a narrow tube 51 whose inner surface absorbs the light rays 52. In a variant represented in FIG. 3 and at FIG. 4, the sensor D2 comprises, in addition to the detector 50 and the tube 51, a system of lenses and optical mirrors 53 and 54, which is optically comparable to a convex lens. This system makes it possible to improve the sensitivity and directivity of the sensor by focusing on an active part of the detector 50, since the light rays 52 coming from the targeted zone Z are captured by the system whose surface is clearly greater than the detector, and if the focal length of the convex lens which corresponds to the lenses and mirrors 53 is much greater than the dimensions of the active part of the detector 50, this convex lens performs for the detector 50 a function analogous to that of a telephoto lens in photography. In another variant, FIG. 5, the detector 50 is associated with a parabolic mirror 55, which ensures focusing of the light rays 52 equivalent to that of a convex optical lens. If there is more than one sensor D2, the light rays 52 come from the cathode screen 3 placed at a distance so that these rays can be considered as coming from a common and distant source, and as substantially parallel to each other if the axes of the D2 sensors are close and parallel. The signal supplied by the sensor (s) D2 consists of noise, and in particular white noise, and an electrical signal (current or voltage), typically proportional to its illumination. For example, one can use the amplified photodiode of Burr Bro n having for reference OPT210, or a conventional photodiode such as the photo diode SFH203 or SFH213 of Infineon. The signal from a conventional photodiode can advantageously drive at low impedance the emitter of a low noise transistor, such as a BC559C, mounted in common base. Each D2 sensor is connected to an assembly performing the following functions: - high-pass filter with cutoff frequency of, for example, 10 kHz and 6db / octave attenuation, which eliminates the influence of light from the day and its variations, as well as the effect of artificial lighting, which typically provide a light whose intensity is modulated with a frequency of 100 or 120 Hz depending on the country - amplification in a frequency band wide enough to allow the extraction of the information on the appearance of the light beam in the capture zone of the sensors D2, but sufficiently narrow to limit the noise of the photosensors and of the amplification chain; in practice a bandwidth of -3 db going from 10 Khz to 50 Khz or from 10 Khz to 70 Khz could prove to be advantageous These two functions can be carried out for example by means of operational amplifiers used in conventional manner. One can for example use the low noise operational amplifier manufactured by ST Microelectronics under the reference TS464. It is also possible to use a combination of transistor stages used according to conventional low noise amplification schemes for frequencies below 100 kHz, or alternatively combinations of such transistor amplifiers and operational amplifiers. Signal amplification must have a high bandwidth to provide time information calculated with good accuracy. Photo-diodes have a very fast response time, on the order of a microsecond. However, it will be necessary to limit the bandwidth of the amplifiers to the useful bandwidth of the signal, which is a few hundred kilohertz at most. The detection of the light spot in the capture field of each illumination sensor D2 is carried out by means of comparators supplied by the alternating signal supplied by the amplification stages and whose reference voltage is adjusted to a level higher than that of the ambient noise. For example, each comparator is of the LM339 type, the reference voltage of which is established at 6 dB above the noise level. A variant in the use of a comparator can be the detection of a peak, this peak having to be situated above a predetermined threshold, for example at 6 dB above the noise. Each comparator is connected to a microcontroller 60 which makes it possible to measure the instant when the logic signal corresponding to each sensor has changed level. The microcontroller must allow time measurements with an accuracy of 0.5 or 1 microsecond on one or more logic signals simultaneously. It is possible to use a microcontroller manufactured by ST Microelectronics in the ST7 range, which includes means for acquiring temporal data of input and sufficient RAM capacity, and whose maximum processing speed allows in less than 64 microseconds to process the logic signals associated with one or two D2 sensor (s). We could for example use a microcontroller from the ST7 range having the following characteristics: 256-byte RAM (which allows the memorization of several measurements of instants of appearance of the logic signals associated with the start of the lighting of the sensor (s) (s) D2) - One or two 16-bit tinters with two channels each - Clock of the microcontroller controlled by a quartz due to the precision required for time measurements The microcontroller is for example configured as follows: - Two pins are used to receive logic signals and trigger interruptions: - a pin for the logic signal corresponding to the start of the illumination of a D2 sensor - a pin for the logic signal corresponding to the start of the illumination of another D2 sensor - The first timer has its two channels configured as "Input capture", which allows the microcontroller to automatically memorize in its memory the moment d appearance on its pins of each of the logic signals associated with the start of the illumination of the sensor (s) D2 and of generating an interruption for each of the logic signals a processing routine The second timer generates periodic interruptions and serves as system clock Some Video signals have a line frequency much higher than that of PAL, SECAM or NTSC standards (which is of the order of 16 Khz, which corresponds to a line duration of approximately 64 microseconds). For example, the screens of computer monitors have line frequencies of 60 KHz or more, which corresponds to a line duration of 16.7 microseconds or less. In order to be able to carry out the time and displacement measurements with the above means, it is possible to reduce to the case of a line frequency in the vicinity of 16 Khz by selecting only by means of an assembly of logic gates a logic signal on N for the logic signals corresponding to the start of illumination of the D2 sensors. For example, if the line frequency is 60 KHz, we will only select one signal out of 4 and we will thus reduce to the case of a line frequency of 15 Khz. This selection of lines does not change the precision of the displacement measurement in X. In practice it does not reduce also not the accuracy of the measurement in Y because a high line frequency typically corresponds to a high number of scanning lines, the number of lines and the scanning frequency being at first approximation directly proportional. The microcontroller .60 is connected to the user interface allowing the user to indicate that the housing must perform a displacement measurement. When the movement indicated by the user is to be known, the microcontroller 60 proceeds as follows: - it detects the indication by the user of the start of the measurement; this indication can be given by means of a keyboard, for example by pressing a key and leaving the key pressed during the entire measurement of the displacement; - it detects the instant Tl of the change in logic level generated by the comparator supplied by the signal from a sensor D2 whose detection field is limited to an area Z pointed by the user, this change in level corresponds to the start of the passage of the spot in the target area during the scanning of an image or a TRI frame (we will define the scanning of an image or a frame as the path of the entire screen by the light beam; PAL / SECAM and NTSC standards, the light beam scans the screen 50 or 60 times per second, each scan corresponding to one frame, and one image corresponding to two frames). - it then detects the instant T2 of the change in logic level generated by the comparator supplied by the signal from the sensor D2 whose detection field is limited to zone Z pointed, this change in level corresponds to the start of the passage of the spot in the targeted zone during the scanning of a frame TR2 posterior to the frame or to the image TRI. The arithmetic processing means of the housing or of the device (2) then calculate the displacement of the zone Z targeted by the user from the instants T1 and T2. Several methods are in principle possible to define a displacement only from instants T1 and 2 and assuming known the technical characteristics of the image displayed on the screen, and in particular the following characteristics: number e lines, total duration of one line, total duration of the image. The following general principle is advantageous since the corresponding calculations are simple and the value given corresponds to the user's expectation and intuition. This general principle of calculation will be described from a concrete example. The standard of the image displayed on the cathode screen 3 is supposed to be the following (this standard is very close to the PAL / SECAM standards, with some simplifications in the values to make loss of generality the calculations simpler without; in particular, no distinction is made between even and odd frames):
Durée totale d'une ligne : 64 microsecondes Durée visible d'une ligne : 52 microsecondes Nombre total de lignes dans une trame : 312 Nombre de lignes visibles dans une trame : 280 Durée totale d'une trame : 19 968 microsecondes Durée visible d'une trame : 1 920 microsecondes On suppose que les points PI et P2 et les instants correspondants sont les suivants (tous les temps et toutes les durées sont exprimées en microsecondes dans les calculs suivants) :Total duration of a line: 64 microseconds Visible duration of a line: 52 microseconds Total number of lines in a frame: 312 Number of visible lines in a frame: 280 Total duration of a frame: 19,968 microseconds Visible duration of one frame: 1,920 microseconds It is assumed that the points PI and P2 and the corresponding instants are the following (all the times and all the durations are expressed in microseconds in the following calculations):
Point 1 : Point 2 : Trame Trame 2 Ligne 50 Ligne 30 Position en X 15 Position en X 5Point 1: Point 2: Weft Weft 2 Line 50 Line 30 Position in X 15 Position in X 5
Instant 1 du point P1 : Instant 2 du point P2 : Origine 6 000 Origine 6 000 Trame Trame 39 936 Ligne 3 200 Ligne 1 920 Position en X 15 Position en X 5 Instant 1 : 9215 Instant 2 : 47 861Time 1 of point P1: Time 2 of point P2: Origin 6,000 Origin 6,000 Weft Weft 39,936 Line 3,200 Line 1,920 Position in X 15 Position in X 5 Instant 1: 9215 Instant 2: 47,861
Le point PI appartient à la trame 0, tandis que le point P2 appartient à la trame 2. Les coordonnées des points PI et P2 sont définies respectivement par: le numéro de la ligne de balayage à laquelle appartient le point - le temps en microsecondes écoulé entre le début du balayage de la ligne à laquelle le point appartient et l'instant d'apparition du faisceau lumineux correspondant à ce point La valeur correspondant à l'origine (6.000 dans l'exemple précédent) signifie que la mesure de temps a commencé à un instant arbitraire (égal à -6.000 avant le début de la trame 0 dans l'exemple précédent). On remarque que le point P2 est en haut à gauche du point PI, le déplacement sera donc négatif dans les deux coordonnées X et Y.Point PI belongs to frame 0, while point P2 belongs to frame 2. The coordinates of points PI and P2 are defined respectively by: the number of the scanning line to which the point belongs - the time in microseconds elapsed between the start of the scanning of the line to which the point belongs and the instant of appearance of the light beam corresponding to this point The value corresponding to the origin (6,000 in the previous example) means that the time measurement has started at an arbitrary time (equal to -6,000 before the start of frame 0 in the previous example). Note that the point P2 is at the top left of the point PI, the displacement will therefore be negative in the two coordinates X and Y.
Le déplacement pour aller de P1 à P2 est donc le suivant : (P2 est en haut à gauche de P1 ; les déplacements sont donc négatifs) Nombre de lignes : -20 Position en X : -10The displacement to go from P1 to P2 is therefore as follows: (P2 is at the top left of P1; the displacements are therefore negative) Number of lines: -20 Position in X: -10
Les Instants 1 et 2 correspondants aux points Pi et P2 sont calculés. Les calculs qui suivent utilisent uniquement les données suivantes: les caractéristiques techniques du standard de l'image affichée, les Instants 1 et 2 Les premières opérations effectuées sont les suivantes : - calcul de la différence Instant 2 - Instant 1 - soustraction à cette différence d'un multiple de la durée totale d'une trame afin de se ramener à une différence inférieure à la durée totale d'une trameInstants 1 and 2 corresponding to points Pi and P2 are calculated. The following calculations use only the following data: the technical characteristics of the standard of the displayed image, Instants 1 and 2 The first operations performed are as follows: - calculation of the difference Instant 2 - Instant 1 - subtraction from this difference d '' a multiple of the total duration of a frame in order to reduce to a difference less than the total duration of a frame
Instant 2 - Instantl (DifO) : 47 861 9 215 38646 DifO moins la durée totale d'une trame (Dif1): 38 646 19 968 18 678 DifO moins la durée totale de deux trames (Dif2): 38 646 39 936 -1 290 On notera que: - la valeur retenue (Difl) est égale à DifO modulo la durée totale d'une trame (l'opération modulo la durée totale d'une trame est le reste de la division d'un nombre par la durée totale d'une trame) ; dans le cas général, c'est ce reste de la division qui doit être retenu pour la suite des calculs - le fait de soustraire Instant 1 de Instant 2 a pour conséquence que l'origine des mesures du temps n'intervient plus dans les calculs - Difl est toujours du point de vue mathématique une différence entre deux instants Le principe de l'étape suivante du calcul est la suivante: - la différence Difl va être ajoutée à l'instant qui correspond à une position arbitraire mais connue - la somme ainsi obtenue correspond à un nouvel instant, qui lui même correspond à une nouvelle position - le déplacement entre cette nouvelle position et la position arbitraire de départ est (dans le cas général) égal au déplacement entre les deux points visés par l'opérateur Le développement détaillé de 1 ' exemple précédent illustrera les détails du calcul correspondant à ce principe. La position arbitraire utilisée est, pour être le plus général possible, le centre de l'écran. Les coordonnées correspondantes et l'instant correspondant sont donc les suivants : Position P3 au centre de l'écran : utilisée par hypothèse comme position de départ Origine : - Trame : - Ligne : 140 Position en X : 26 lnstant3 : 8986Instant 2 - Instantl (DifO): 47,861 9,215 38,646 DifO minus the total duration of a frame (Dif1): 38,646 19,968 18,678 DifO minus the total duration of two frames (Dif2): 38,646 39,936 -1 290 It will be noted that: - the value retained (Difl) is equal to DifO modulo the total duration of a frame (the operation modulo the total duration of a frame is the remainder of the division of a number by the total duration d 'a frame) ; in the general case, it is this remainder of the division which must be retained for the continuation of the calculations - the fact of subtracting Instant 1 from Instant 2 has as a consequence that the origin of the measurements of time does not intervene any more in the calculations - Difl is always from a mathematical point of view a difference between two instants The principle of the next step of the calculation is as follows: - the difference Difl will be added at the instant which corresponds to an arbitrary but known position - the sum thus obtained corresponds to a new instant, which itself corresponds to a new position - the displacement between this new position and the arbitrary starting position is (in the general case) equal to the displacement between the two points targeted by the operator Detailed development of the previous example will illustrate the details of the calculation corresponding to this principle. The arbitrary position used is, to be as general as possible, the center of the screen. The corresponding coordinates and the corresponding instant are therefore the following: Position P3 in the center of the screen: hypothetically used as the starting position Origin: - Frame: - Line: 140 Position in X: 26 lnstant3: 8986
Difl est ensuite ajouté à cet Instant 3, puis si la somme est supérieure à la durée totale d'une trame, la durée totale d'une trame est soustraite pour obtenir un instant qui corresponde à une position qui soit dans la même trame que P3.Difl is then added to this Instant 3, then if the sum is greater than the total duration of a frame, the total duration of a frame is subtracted to obtain an instant which corresponds to a position which is in the same frame as P3 .
Instant 4 (égal à Instant3 + Difl) : 8 986 18 678 27664 27 664 19 968 7 696Instant 4 (equal to Instant3 + Difl): 8,986 18,678 27,664 27,664 19,968 7,696
L'Instant 5 ainsi obtenu correspond à une position d'un point P5 qui appartient à la même trame que P3. Les coordonnées du point P5 peuvent être calculées de manière simple: Position 5 correspondant à l'Instant 5 : Le nombre de lignes est égal à : Instant 5 divisé par la durée totale d'une ligne, arrondi à l'entier inférieur Arrondi Ligne 120,25 120 La position en X dans la ligne est égale à : Instant 5 moins la durée des lignes qui précèdent la ligne de la Position 5 Position en X 7 696 7680 16 La Position 5 est donc la suivante : Ligne 120 Position en X : 16Instant 5 thus obtained corresponds to a position of a point P5 which belongs to the same frame as P3. The coordinates of point P5 can be calculated in a simple way: Position 5 corresponding to Instant 5: The number of lines is equal to: Instant 5 divided by the total duration of a line, rounded down Rounded Line 120.25 120 The position in X in the line is equal to: Instant 5 minus the duration of the lines preceding the line of Position 5 Position in X 7 696 7680 16 Position 5 is therefore as follows: Line 120 Position in X: 16
En effet : - le numéro de la ligne de balayage est calculé en prenant le quotient de l'Instant 5 divisé par la durée totale d'une ligne de balayage, ce quotient étant arrondi à l'entier inférieur -la position en X à l'intérieur de la ligne de balayage est la différence entre l'Instant 5 moins l'instant qui correspond au début de la ligne de balayage à laquelle appartient le Point 5 Le déplacement pour aller de P3 à PS est donc le suivant:Indeed: - the number of the scanning line is calculated by taking the quotient of Instant 5 divided by the total duration of a scanning line, this quotient being rounded down to the nearest whole number - the position in X at l inside the scanning line is the difference between the Instant 5 minus the instant which corresponds to the beginning of the scanning line to which the Point 5 belongs The displacement to go from P3 to PS is therefore the following:
Le déplacement pour aller de P3 à P5 est donc le suivant : Nombre de lignes : -20 Position en X : -10 On vérifie que ce déplacement est bien égal au déplacement pour aller de PI à P2, qui avait été précédemment calculé à partir des coordonnées de PI et P2. Le calcul précédent supposait que le déplacement en X et en Y était inférieur en valeur absolue à un demi écran dans chacune des coordonnées. Le non respect de cette condition se traduit mathématiquement par une erreur (par exemple un déplacement de trois quarts d'écran vers le bas pourra apparaître sans traitement particulier supplémentaire comme un déplacement vers le haut) . En pratique: - l'existence de 50 trames (ou plus) par seconde et le fait qu'une mesure de déplacement peut être réalisée sans contrainte technique au cours d'une trame sur 2, permet de réaliser 25 (ou plus) mesures et calculs de déplacements par seconde, - il semble très difficile pour un utilisateur pointant une zone de l'écran au moyen d'un boîtier tenu dans sa main d'effectuer en l/25ème de seconde un déplacement de plus d'un demi écran en X ou en Y. Le cas général décrit ci-dessus permet donc en pratique d'utiliser l'invention pour désigner sans contrainte particulière pour l'utilisateur des déplacements sur un écran à balayage. La fin de la mesure du déplacement peut être indiquée par l'utilisateur par exemple en cessant d'appuyer sur la touche qu'il avait maintenue appuyée durant toute le mesure. Le fait d'accepter ou non ce déplacement (c'est à dire l'équivalent de «cliquer» avec une «souris» informatique) peut être indiqué par l'utilisateur, par exemple, en appuyant à nouveau et brièvement sur la touche qui a servi à indiquer le début et la fin de la mesure, ou encore en appuyant sur une autre touche.The displacement to go from P3 to P5 is therefore the following: Number of lines: -20 Position in X: -10 It is checked that this displacement is indeed equal to the displacement to go from PI to P2, which had been previously calculated from the coordinates of PI and P2. The previous calculation assumed that the displacement in X and Y was less in absolute value than half a screen in each of the coordinates. Failure to comply with this condition results mathematically in an error (for example a displacement of three quarters of the screen down may appear without additional special treatment such as displacement up). In practice: - the existence of 50 frames (or more) per second and the fact that a displacement measurement can be carried out without technical constraint during one frame out of 2, makes it possible to carry out 25 (or more) measurements and displacement calculations per second, - it seems very difficult for a user pointing to an area of the screen by means of a box held in his hand to make in l / 25th of a second a movement of more than half a screen in X or Y. The general case described above therefore makes it possible in practice to use the invention to designate displacements on a scanning screen without any particular constraint for the user. The end of the displacement measurement can be indicated by the user for example by ceasing to press the key which he had held down during the entire measurement. The fact of accepting or not this movement (ie the equivalent of "clicking" with a computer "mouse") can be indicated by the user, for example, by pressing the key which served to indicate the start and end of the measurement again and briefly, or by pressing another key.
Durant toute le mesure, les calculs précédents peuvent être effectués plusieurs fois, par exemple une fois pour chaque trame, ou une fois chaque deux trames . Cette dernière méthode permet en effet d'envoyer une information de déplacement au cours de chaque trame pendant laquelle aucune mesure n'est effectuée. Si une mesure est effectuée au cours de chaque trame, l'information de déplacement peut être envoyée à la fin de la mesure, ou toutes les N trames, et de préférence aucune mesure ne sera effectuée durant cette trame (l'émission d'informations par ondes, et en particulier par ondes infra rouges rend difficile des mesures d'apparition de faisceau lumineux sur un écran, en particulier en raison des réflexions sur l'écran des ondes infra rouges) . Les calculs précédents, effectués plusieurs fois durant l'opération de mesure, peuvent être réalisés selon plusieurs modalités, et en particulier les suivantes: a) l'instant Tl de la première mesure reste l'instant de référence durant toute la mesure, et le déplacement correspondant à chaque instant T2 est calculé par rapport à ce même instant de référence b) l'instant T2 de la mesure précédente devient l'instant Tl de la mesure en cours, et le déplacement correspondant au dernier instant T2 est calculé par rapport à l'instant T2 de la mesure précédente La deuxième méthode présente l'avantage de mesurer des déplacements faibles puisqu'ils ont lieu durant une période de temps très brève - quelques dixièmes de seconde ou moins - et donc d'être très souvent ou en permanence dans le cas général du calcul décrit précédemment.During the whole measurement, the preceding calculations can be carried out several times, for example once for each frame, or once every two frames. This last method makes it possible to send displacement information during each frame during which no measurement is carried out. If a measurement is carried out during each frame, the displacement information can be sent at the end of the measurement, or all the N frames, and preferably no measurement will be carried out during this frame (the transmission of information by waves, and in particular by infrared waves makes it difficult to measure the appearance of light beams on a screen, in particular because of the reflections on the screen of infrared waves). The preceding calculations, carried out several times during the measurement operation, can be carried out according to several methods, and in particular the following: a) the instant Tl of the first measurement remains the reference instant during the whole measurement, and the displacement corresponding to each instant T2 is calculated with respect to this same reference instant b) the instant T2 of the previous measurement becomes the instant Tl of the measurement in progress, and the displacement corresponding to the last instant T2 is calculated with respect to time T2 of the previous measurement The second method has the advantage of measuring small displacements since they take place during a very short period of time - a few tenths of a second or less - and therefore to be very often or permanently in the general case of the calculation described above .
Pour augmenter la stabilité et la fiabilité de la mesure des instants auxquels le ou les capteur (s) D2 détectent l'apparition du spot, il pourra être utile que le micro contrôleur 60 effectue les actions suivantes dans ses traitements: - Ignorer systématiquement les premiers signaux émis par le ou les capteur (s) D2, par exemple les 5 premiers signaux - Mémoriser pour plusieurs lignes de balayage les signaux correspondant au début de l' éclairement du capteur D2 par une ligne du balayage de l'écran (3) (par exemple les signaux correspondant à 6 lignes de balayage de l'écran) Calculer la moyenne des durées ainsi mémorisées (Moyenne M2) - Utiliser cette Moyenne M2 de la même manière que les calculs décrits précédemment utilisaient l'instant correspondant au début de l' éclairement du capteur D2 par une ligne du balayage de l'écran (3)To increase the stability and reliability of the measurement of the instants at which the sensor (s) D2 detect the appearance of the spot, it may be useful for the microcontroller 60 to perform the following actions in its processing: - Systematically ignore the first signals emitted by the D2 sensor (s), for example the first 5 signals - Memorize for several scanning lines the signals corresponding to the start of illumination of the D2 sensor by a scanning line of the screen (3) ( for example the signals corresponding to 6 screen scanning lines) Calculate the average of the durations thus memorized (Average M2) - Use this Average M2 in the same way as the calculations described previously used the time corresponding to the start of the illumination of sensor D2 by a line of the screen scan (3)
L'imprécision sur la coordonnée apportée par ces moyennes est très réduite eu égard au nombre de lignes d'une image de télévision (250 à 280 lignes utiles typiquement) et compte tenu de l'amélioration de la stabilité et de la reproductibilité de la mesure de la coordonnée en X apportée par ces moyennes .The imprecision on the coordinate provided by these averages is very small having regard to the number of lines of a television image (typically 250 to 280 useful lines) and taking into account the improvement of the stability and the reproducibility of the measurement of the X coordinate provided by these means.
Par ailleurs, la capacité des moyens de traitement logiques et arithmétiques du dispositif électronique 2 est minimisée par la réduction du nombre de signaux qui leur est transmis et par la réduction du nombre d'informations émises vers le dispositif électronique pour matérialiser la position de la zone Z visée par un curseur. Ceci permet encore de minimiser la consommation d'énergie utilisée par ces moyens de traitement. Par exemple, il n'y a pas d'émission d'informations vers le dispositif électronique si le déplacement de la zone visée n'est pas supérieur en valeur absolue à une valeur pré déterminée. L'information calculée selon les méthodes décrites ci- dessus est un déplacement. On remarquera que cette information est de la même nature que l'information fournie par une « souris » informatique. En effet, de par sa nature même, une « souris » informatique ne peut fournir que des informations de déplacement car l'information qui est mesurée est en fait des angles de rotation sur divers axes de la boule qui est mise en rotation par le déplacement de la souris. Les mêmes méthodes et les mêmes outils logiciels peuvent donc être utilisés pour convertir l'information fournie par l' invention en une position sur l'écran. En particulier, il sera possible en sortie du dispositif des signaux électriques ayant le même format, les mêmes niveaux électriques et les mêmes chronogrammes que les signaux produits par une « souris » informatique.Furthermore, the capacity of the logic and arithmetic processing means of the electronic device 2 is minimized by the reduction in the number of signals transmitted to them and by the reduction in the number of information transmitted to the electronic device to materialize the position of the area. Z targeted by a cursor. This also makes it possible to minimize the energy consumption used by these processing means. For example, there is no transmission of information to the electronic device if the displacement of the target area is not greater in absolute value than a predetermined value. The information calculated according to the methods described above is a displacement. Note that this information is of the same nature as the information provided by a computer "mouse". Indeed, by its very nature, a computer "mouse" can only provide displacement information because the information that is measured is in fact angles of rotation on various axes of the ball which is rotated by displacement of the mouse. The same methods and the same software tools can therefore be used to convert the information provided by the invention into a position on the screen. In particular, it will be possible at the output of the device electrical signals having the same format, the same levels electric and the same timing diagrams as the signals produced by a computer "mouse".
Chaque déplacement défini sur l'écran par l'utilisateur au moyen du dispositif faisant l'objet de la présente invention pourra alors être pris en compte par tous les matériels et les logiciels adaptés pour l'utilisation d'une « souris » informatique.Each movement defined on the screen by the user by means of the device which is the subject of the present invention can then be taken into account by all the hardware and software suitable for the use of a computer "mouse".
Le curseur graphique affiché par le système (2) sur l'écran (3) pour matérialiser le déplacement défini par l'utilisateur ou la nouvelle position sur l'écran qui résulte du déplacement peut prendre la forme de tout effet graphique visualisable par l'utilisateur, tel que par exemple un changement de couleur ou de forme d'un objet ou bien l'affichage clignotant d'une forme géométrique quelconque. Le boîtier de commande selon la présente invention possède en outre des moyens de commande du dispositif électronique associé à l'écran. Il s'agit de moyens positivement actionnables par l'utilisateur tels que des touches, des potentiomètres, des capteurs de pression, une commande vocale ou bien encore un ou plusieurs manche (s) à balai permettant à l'utilisateur de transmettre des informations au dispositif électronique 2. Lorsque le dispositif électronique correspond par exemple à un jeu vidéo, il s'agit d'indiquer un déplacement ou de simuler un tir ou bien encore, lorsque le dispositif correspond à une télévision, il s'agit pour l'opérateur de sélectionner à distance une option dl un menu d'émissions de télévision. En variante, le boîtier de commande peut comporter deux capteurs D2 différents d'axes parallèles et voisins, ce qui permet au boîtier de mesurer la position de deux points distincts sur l'écran 3, et donc en déduire un angle de rotation du boîtier par rapport à 1 ' axe commun des capteurs D2. La gestion de deux capteurs D2 peut par exemple être réalisée de la manière suivante: En variante, le boîtier de commande peut comporter deux capteurs D2 différents d'axes parallèles et voisins, ce qui permet au boîtier de mesurer la position de deux points distincts sur l'écran 3, et donc en déduire un angle de rotation du boîtier par rapport à 1 ' axe commun des capteurs D2. La gestion de deux capteurs D2 peut par exemple être réalisée de la manière suivante: chaque capteur D2 est associé à une chaîne d'amplification et de filtrage, ainsi qu'à un comparateur logique - le programme du micro contrôleur 60 est adapté pour prendre en compte et enregistrer durant une même trame les signaux logiques fournis par chacun des capteurs D2, et pour calculer le déplacement de position correspondant à la différence des positions des zones Z captées par chacun des capteurs D2 au cours de la même trame - le microcontrôleur 60 ou le dispositif 2 peuvent alors en déduire l'angle de rotation du segment constitué par ces deux points par rapport à un axe de référence (par exemple l'axe horizontal, qui correspond aux lignes de balayage et à la coordonnée X) En variante, plusieurs boîtiers de commande peuvent être associés à un seul dispositif électronique, en particulier lorsque plusieurs joueurs utilisent simultanément le même jeu vidéo. Il est alors nécessaire que chacun des boîtiers de commande possède des moyens d'identification pour permettre au dispositif électronique de reconnaître chacun de ces boîtiers . De plus, chacun des boîtiers de commande peuvent en outre comporter des moyens de réémission des informations à transmettre au dispositif électronique pour minimiser la probabilité que deux boîtiers de commande émettent simultanément et donc pour augmenter la probabilité que l'information soit correctement reçue par le dispositif électronique . Le boîtier de commande peut aussi contenir une combinaison de moyens d'identification accessibles électriquement tels que des mémoires électroniques contenant un numéro de série ou un ensemble de contacts électriques tels que un ensemble d'interrupteurs qui conditionne le niveau logique sur des broches d'entrée du microcontrôleur 60. Le boîtier de commande et le ou les dispositifs électroniques possèdent respectivement un émetteur et un récepteur d' information qui communiquent par un câble ou par ondes telles que des ondes électromagnétiques (notamment infrarouges ou radio) , ou ondes acoustiques (notamment ultrasons) . Par ailleurs, le dispositif peut comporter des moyens d'indication à l'un au moins des boîtiers de commande que les signaux émis par ce boîtier ne sont pas compréhensibles, ou que le dispositif attend des informations d'un type bien précis de la part du boîtier de télécommande. Les signaux émis par les boîtiers peuvent ne pas être compréhensibles pour des raisons diverses, et notamment lorsque plusieurs boîtiers émettent simultanément.The graphic cursor displayed by the system (2) on the screen (3) to materialize the displacement defined by the user or the new position on the screen which results from the displacement can take the form of any graphical effect viewable by the user, such as for example a change of color or shape of an object or else the flashing display of any geometric shape. The control unit according to the present invention also has means for controlling the electronic device associated with the screen. These are means that can be positively actuated by the user, such as keys, potentiometers, pressure sensors, voice control or even one or more joysticks allowing the user to transmit information to the user. electronic device 2. When the electronic device corresponds for example to a video game, it is a question of indicating a movement or of simulating a shooting or even, when the device corresponds to a television, it is for the operator to remotely select an option from a menu of television broadcasts. As a variant, the control unit can comprise two different sensors D2 with parallel and neighboring axes, which allows the unit to measure the position of two distinct points on the screen 3, and therefore to deduce therefrom an angle of rotation of the unit by relative to the common axis of the D2 sensors. The management of two D2 sensors can for example be carried out as follows: As a variant, the control unit can comprise two different D2 sensors of parallel and neighboring axes, which allows the unit to measure the position of two distinct points on the screen 3, and therefore deduce therefrom an angle of rotation of the housing with respect to the common axis of the sensors D2. The management of two D2 sensors can for example be carried out as follows: each D2 sensor is associated with an amplification and filtering chain, as well as with a logical comparator - the program of the microcontroller 60 is adapted to take into account counts and records during the same frame the logic signals supplied by each of the sensors D2, and to calculate the position displacement corresponding to the difference in the positions of the Z zones captured by each of the sensors D2 during the same frame - the microcontroller 60 or the device 2 can then deduce therefrom the angle of rotation of the segment formed by these two points with respect to a reference axis (for example the horizontal axis, which corresponds to the scanning lines and to the X coordinate) As a variant, several control boxes can be associated with a single electronic device, in especially when several players are playing the same video game simultaneously. It is then necessary that each of the control boxes has identification means to allow the electronic device to recognize each of these boxes. In addition, each of the control units can further comprise means for re-transmitting the information to be transmitted to the electronic device to minimize the probability that two control units transmit simultaneously and therefore to increase the probability that the information is correctly received by the device. electronic. The control unit can also contain a combination of electrically accessible identification means such as electronic memories containing a serial number or a set of electrical contacts such as a set of switches which conditions the logic level on input pins. of the microcontroller 60. The control unit and the electronic device or devices respectively have a transmitter and a receiver of information which communicate by a cable or by waves such as electromagnetic waves (in particular infrared or radio), or acoustic waves (in particular ultrasound) ). Furthermore, the device may include means for indicating to at least one of the control boxes that the signals emitted by this box are not understandable, or that the device is waiting for information of a very specific type from the on the remote control. The signals emitted by the boxes may not be understandable for various reasons, and in particular when several boxes transmit simultaneously.
Les moyens d'indication peuvent par exemple consister en une non émission d'image par le tube cathodique ou par une partie sélectionnée de ce dernier et ce, pendant un intervalle de temps prédéterminé. Cet intervalle de temps peut être suffisamment bref pour qu'il n'y ait pas de suppression d'image pour l'œil humain, mais peut être suffisamment long pour que cette suppression soit détectable par les boîtiers de commande. L'intervalle de temps peut par exemple correspondre à une non émission d'image pendant une image, soit l/50ième ou l/60ème de seconde. The indication means can for example consist of a non-emission of an image by the cathode ray tube or by a selected part of the latter and this, for a predetermined time interval. This time interval may be short enough so that there is no deletion of an image for the human eye, but may be long enough for this deletion to be detectable by the control units. The time interval can for example correspond to a non-emission of an image during an image, either 1/50 or 1/60 of a second.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble d'interface entre un utilisateur et un dispositif électronique (2) comportant une logique de commande et un écran cathodique rectangulaire à balayage (3) où un spot lumineux occupe successivement tous les points de l'écran (3) selon un cycle de balayage prédéterminé, caractérisé en ce que l'ensemble comprend un boîtier de commande comportant : - au moins un capteur d'éclairement D2 adapté au balayage de l'écran par le spot lumineux, ayant un champ de détection qui se limite à une zone Z réduite de l'écran (3) - un amplificateur et un filtre passe-haut pour chacun des capteurs d'éclairement; - des moyens de détection de 1 ' apparition du spot lumineux dans le champ de détection de chacun des capteurs pour produire un signal de niveau logique prédéterminé; - des moyens de traitements logiques et arithmétiques des signaux logiques pour calculer: a) la différence de temps existant entre d'une part, l'instant d'apparition du signal logique associé à un capteur d'éclairement D2 qui correspond au passage du spot lumineux devant la zone Z visée au cours du balayage d'une trame donnée, et d'autre part l'instant d' apparition du signal logique associé au même capteur d'éclairement D2 qui correspond au passage du spot lumineux devant la zone Z visée au cours du balayage d'une trame postérieure à la trame donnée b) le déplacement de position de la zone Z visée sur l'écran à partir de la différence de temps calculée précédemment - une chaîne de transmission du boîtier (1) vers le dispositif électronique (2) , le dispositif comprenant une logique adaptée pour être modifiée par les informations reçues et en ce que le boîtier de commande (1) est placé à distance de l'écran cathodique (3) 2. Ensemble d'interface selon la revendication 1 dans laquelle la mesure de la différence de temps opérée par le boîtier de commande est rendue plus stable et plus reproductible par l'utilisation de moyennes de mesures d'instants d'apparition, cette mesure étant réalisées sur plusieurs lignes de balayage appartenant à une même trame 3. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dan, lequel chaque capteur d'éclairement 02 dont le champ de détection est réduit comprend un détecteur d'éclairement (50) et un système de lentilles et/ou de miroir, (53) optiquement assimilable à une lentille convexe pour focaliser la lumière provenant de la zone visée sur la surface active du détecteur (50) 4. Ensemble d'interface selon lune quelconque des revendications précédentes dans lequel le dispositif électronique (2) comprend en outre des moyens de commande de l'écran pour afficher à l'écran un effet graphique tel qu'un curseur en une position en relation avec un déplacement indiqué par l'utilisateur 5. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le boîtier de commande (1) comprend des moyens positivement actionnables par l'utilisateur et dont le résultat de l'action est transmis au dispositif électronique (2) par le boîtier (1) . 6. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande sélectivement actionnables sont choisis parmi des touches, des potentiomètres, des capteurs de pression, des capteurs d'angle, des capteurs de position, des gyroscopes, au moins une commande vocale et au moins un manche à balai . 7. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le boîtier de commande (1) transmet des informations au dispositif électronique (2) lorsque la le déplacement calculé est supérieur à une valeur minimale prédéterminée. 8. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le boîtier de commande (1) comprend en outre des moyens d'identification adaptés pour que le dispositif électronique (2) reconnaisse le boîtier de commande, ces moyens d'identification générant sélectivement des données d'identification du boîtier (1) envoyées au dispositif électronique (2) . 9. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plusieurs boîtiers de commande (1) communiquent avec le dispositif électronique (2) et les moyens de commande du dispositif de chaque boîtier de commande transmettent un certain nombre de fois leurs informations au dispositif électronique (2) pour augmenter la probabilité que le dispositif électronique reçoive les informations émises par chaque boîtier sans interférence avec les informations émises par les autres boîtiers. 10. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur et le récepteur communiquent par ondes . 11. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur et le récepteur sont reliés par un câble de transmission. 12. Ensemble d'interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier de commande comprend, d'une part, deux capteurs d'éclairement D2 d'axes parallèles et proches ayant des champs de détection qui se limitent chacun à une zone réduite de l'écran, et d'autre part, des moyens de traitement logiques et arithmétiques adaptés pour mesurer au cours d'une même trame la différence de positions de deux points distincts sur 1 ' écran et en conséquence permettre au microcontrôleur (60) ou au dispositif (2) de calculer l'angle de rotation du boîtier de commande par rapport à un axe arbitraire de l'écran (3) . 1. Interface assembly between a user and an electronic device (2) comprising a control logic and a rectangular scanning cathode screen (3) where a light spot successively occupies all the points of the screen (3) according to a cycle predetermined scanning characteristic, characterized in that the assembly comprises a control unit comprising: - at least one illumination sensor D2 suitable for scanning the screen by the light spot, having a detection field which is limited to an area Reduced Z of the screen (3) - an amplifier and a high-pass filter for each of the lighting sensors; - means for detecting the appearance of the light spot in the detection field of each of the sensors to produce a signal of predetermined logic level; means of logical and arithmetic processing of the logic signals to calculate: a) the time difference existing between on the one hand, the instant of appearance of the logic signal associated with an illumination sensor D2 which corresponds to the passage of the spot light in front of the targeted zone Z during the scanning of a given frame, and on the other hand the moment of appearance of the logic signal associated with the same illumination sensor D2 which corresponds to the passage of the light spot in front of the targeted zone Z during the scanning of a frame after the given frame b) the displacement of the position of the targeted zone Z on the screen from the time difference previously calculated - a transmission chain from the housing (1) to the electronic device (2), the device comprising logic adapted to be modified by the information received and in that the control unit (1) is placed at a distance from the cathode screen (3) 2. Interface assembly according to claim 1 in which the measurement of the time difference operated by the control unit is made more stable and more reproducible by the use of averages of measurements of times of appearance, this measurement being carried out on several scanning lines belonging to the same frame 3. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which each illumination sensor 02 with a reduced detection field comprises an illumination detector (50) and a lens and / or mirror system, (53) optically similar to a convex lens for focusing light from the target area on the active surface of the detector (50) 4. Interface assembly according to any one of the preceding claims in which the electronic device (2) further comprises means for screen control to display on the screen a graphic effect such as a cursor in a position in relation to a movement indicated by the user 5. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the housing of control (1) comprises means positively actuable by the user and the result of the action of which is transmitted to the electronic device (2) by the housing (1). 6. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the selectively actuable control means are chosen from keys, potentiometers, pressure sensors, angle sensors, position sensors, gyroscopes , at least one voice command and at least one joystick. 7. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the control unit (1) transmits information to the electronic device (2) when the calculated displacement is greater than a predetermined minimum value. 8. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the control unit (1) further comprises identification means suitable for the electronic device (2) to recognize the control unit, these means of identification selectively generating identification data of the housing (1) sent to the electronic device (2). 9. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which several control boxes (1) communicate with the electronic device (2) and the device control means of each control box transmit a certain number of times their information to the electronic device (2) to increase the probability that the electronic device receives the information transmitted by each box without interference with the information emitted by the other boxes. 10. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the transmitter and the receiver communicate by waves. 11. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the transmitter and the receiver are connected by a transmission cable. 12. Interface assembly according to any one of the preceding claims, in which the control unit comprises, on the one hand, two illumination sensors D2 of parallel and close axes having detection fields which are each limited to a reduced area of the screen, and on the other hand, logical and arithmetic processing means adapted to measure during the same frame the difference in positions of two distinct points on the screen and consequently allow the microcontroller ( 60) or to the device (2) to calculate the angle of rotation of the control unit with respect to an arbitrary axis of the screen (3).
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