Télécommande sans fil à interface tactile pour équipement multimedia et de téléphonie mains-libres de véhicule automobile

Abstract

 La télécommande (10) comprend une touche centrale (20) et des touches latérales (22a, 22b ; 24a, 24b). Des capteurs tactiles sont associés à chacune des touches, avec pour la touche centrale une pastille tactile multizone activable de façon différenciée en fonction du déplacement du doigt sur cette pastille. Il est prévu un ensemble de contacteurs électromécaniques à bouton-poussoir, avec un contacteur latéral commun aux touches de chaque paire de touches latérales, et un contacteur central. Des moyens sélecteurs permettent, sur détection d'une transition d'état d'un contacteur latéral, de sélectionner un signal de commande en fonction de celui des capteurs tactiles qui est activé par le contact avec l'une des touches latérales associée à ce contacteur. Le déplacement du doigt sur la touche centrale est analysé pour discriminer entre mouvement rectiligne (46) et mouvement circulaire (48) du doigt, et pour déterminer le sens de ce mouvement.

Description

[0001] L'invention concerne une télécommande sans fil à interface tactile pour un équipement multimédia et de téléphonie "mains libres" de véhicule automobile.

[0002] Une telle télécommande est destinée à piloter un équipement proprement dit qui est en général placé sur la planche de bord, à un endroit qui se révèle souvent trop éloigné du conducteur pour qu'il puisse l'atteindre aisément sans gêner la conduite. C'est pour cette raison que l'équipement est complété par une télécommande destinée à faciliter l'accès aux commandes des fonctions de base de l'équipement.

[0003] Une telle télécommande sans fil est particulièrement adaptée aux équipements installés en "seconde monte" sur un véhicule.

[0004] Cette télécommande peut être fixée sur le volant ou sur un support collé sur la planche de bord, à portée de main du conducteur. L'utilisation d'une transmission sans fil des commandes permet en particulier un montage sur le volant de la télécommande sous forme d'un élément rapporté, ne nécessitant pas de fil de liaison à l'équipement.

[0005] Pour une simple fonction de téléphonie "mains libres", le nombre de commandes nécessaires reste relativement limité : décrochage/raccrochage, appel d'une fonction de reconnaissance vocale, contrôle du volume.

[0006] En revanche, l'arrivée de nouveaux équipements comportant un nombre de plus en plus grand de fonctionnalités et de contrôles conduit à des difficultés de mise en oeuvre d'une telle télécommande.

[0007] En effet, les équipements de nouvelle génération intègrent généralement la possibilité de coupler le système audio du véhicule non seulement à une installation de téléphonie mains libres mais également à un appareil de reproduction sonore tel qu'un baladeur, ou encore un support de stockage de données audio tel qu'une "clef USB" ou une carte SD card ou autre. Il est alors nécessaire de mettre à la disposition de l'utilisateur, outre les commandes propres à la téléphonie, des commandes telles que : sélection de source, morceau suivant/morceau précédent, lecture/pause, réglage fin du volume sonore, etc.

[0008] Or, une télécommande manipulable par un conducteur de véhicule automobile impose une ergonomie irréprochable, et la télécommande doit se fondre dans l'environnement de l'habitacle, tout en préservant la sécurité et le plaisir de conduite.

[0009] En particulier, les commandes au volant par un élément rapporté fixé sur le volant risquent d'introduire une gêne à la conduite, notamment s'il faut que le conducteur réfléchisse ou détourne son regard de la route pour sélectionner le bouton de la télécommande à actionner.

[0010] De plus, les commandes doivent se trouver à proximité immédiate de la main en toutes circonstances, mais elles ne doivent pas non plus être actionnées par inadvertance.

[0011] Le but de l'invention est de remédier à ces difficultés, en proposant une télécommande :

• qui puisse conserver de petites dimensions malgré un nombre élevé de commandes différentes, de manière à permettre une installation plus discrète et une gêne moindre lors de la manipulation du volant ;
• dont la conception mécanique permette une réalisation simplifiée et robuste ;
• dont toutes les fonctions soient accessibles d'un seul doigt, par exemple du pouce, sans que la main ne quitte le volant ; et
• qui empêche l'envoi involontaire de commandes lors de la conduite du véhicule, en imposant certaines actions mécaniques précises ou un guidage du doigt du conducteur pour l'envoi effectif de commandes.

[0012] Comme on le verra par la suite, l'invention permet de réaliser une telle télécommande permettant de concentrer sur une très petite surface un nombre important de commandes, en offrant (par exemple et de manière non limitative) :

• décrochage du téléphone en cas d'appel incident ;
• raccrochage en fin d'appel ;
• changement de source musicale ;
• lancement de la fonction de reconnaissance vocale (notamment pour l'appel à un répertoire pour la composition d'un numéro de téléphone, ou bien pour la recherche d'u morceau de musique),
• départ/arrêt de la lecture de la musique ;
• augmentation/diminution du volume sonore ;
• lecture du morceau suivant ;
• lecture du morceau précédent.

[0013] Il s'agit de pouvoir piloter d'un seul doigt toutes ces fonctions par des commandes intégrées dans un espace minimum, tout en offrant une ergonomie d'utilisation très satisfaisante et une gêne minimale malgré la présence de la télécommande rapportée sur le volant du véhicule.

[0014] A cet effet, l'invention propose une télécommande sans fil comprenant, de manière en elle-même connue : un boîtier avec un corps supportant une face apparente comportant une pluralité de zones formant touches de commande, avec une pluralité de capteurs tactiles associés à chacune des touches ; des moyens pour produire sélectivement des signaux de commande en fonction d'une touche correspondante actionnée par un utilisateur ; et des moyens émetteurs radio, pour émettre à destination d'un équipement distant des messages contenant ces signaux de commande. De façon caractéristique de l'invention, la face apparente comprend une touche centrale et au moins une paire de touches latérales disposées sur un bord du boîtier, et la télécommande comprend en outre un ensemble de contacteurs électromécaniques à bouton-poussoir, avec un contacteur latéral commun aux touches de chaque paire de touches latérales. La face apparente est mobile et/ou déformable par rapport au corps du boîtier de manière à permettre l'actionnement sélectif de chaque contacteur latéral en exerçant un effort sur l'une ou l'autre touche de la paire de touches latérales correspondant à ce contacteur. La touche centrale comprend une pastille tactile multizone activable de façon différenciée en fonction du déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de cette pastille. La télécommande comprend en outre des moyens sélecteurs aptes, sur détection d'une transition d'état d'un contacteur latéral, à sélectionner un signal de commande en fonction de celui des capteurs tactiles qui est activé par un contact avec l'une des touches latérales de la paire de touches associée à ce contacteur.

[0015] Selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses :

• la télécommande comprend deux paires de touches latérales disposées symétriquement de part et d'autre de la touche centrale, avec pour chaque paire un contacteur latéral associé commun ;
• la touche centrale est mobile et/ou déformable dans le sens de l'enfoncement par rapport au corps du boîtier, et il est prévu en outre un contacteur central électromécanique à bouton-poussoir actionnable en exerçant ledit enfoncement sur la touche centrale ;
• la touche centrale s'étend dans un plan médian en retrait par rapport au plan médian des touches de la face apparente du boîtier ;
• la face apparente est formée sur un couvercle du corps du boîtier, ce couvercle portant deux paires de touches latérales disposées symétriquement de part et d'autre de la touche centrale, et étant articulé sur le corps du boîtier autour d'un axe de pivotement orienté selon un diamètre de la touche centrale et formant axe de symétrie pour les deux paires de touches latérales ;
• des moyens d'analyse du déplacement du doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone permettent de discriminer entre un mouvement rectiligne et un mouvement circulaire du doigt, et de déterminer le sens de ce mouvement circulaire ou rectiligne ;
• un accéléromètre permet de déterminer l'orientation du boîtier de la télécommande dans un repère absolu, et d'inverser si besoin l'indication du sens du mouvement rectiligne en fonction de l'orientation ;
• les moyens d'analyse du déplacement du doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone sont des moyens mis en oeuvre soit par un circuit incorporé dans le boîtier, soit par un circuit de l'équipement distant, les moyens émetteurs radio étant dans ce dernier cas aptes à émettre des signaux représentatifs du déplacement du doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone ;
• la télécommande comprend des moyens pour inhiber la production des signaux de commande en cas de détection concomitante i) d'un déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone et ii) d'un contact sur au moins l'un des capteurs tactiles associés aux touches latérales ;
• les capteurs tactiles sont des capteurs capacitifs, et il est prévu des moyens pour lire périodiquement l'état de ces capteurs et n'activer les moyens pour produire les signaux de commande et les moyens émetteurs radio qu'en cas de détection d'activation de l'un des capteurs capacitifs suite au contact par un doigt de l'utilisateur ;
• la télécommande comprend en outre des moyens d'éclairage associés à chaque paire de touches latérales, et des moyens pour activer sélectivement et temporairement ces moyens d'éclairage sur détection d'une approche d'un doigt de l'utilisateur par l'un des capteurs tactiles associés à ces touches.

[0016] On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du dispositif de l'invention, en référence aux dessins annexés où les mêmes références numériques désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement semblables.

La Figure 1 est une vue d'ensemble de dessus, en perspective, de la télécommande de l'invention, telle qu'elle apparaît à l'utilisateur lorsqu'elle est montée sur le volant du véhicule.

La Figure 2 est une vue en coupe de la télécommande, selon II-II de la Figure 1.

La Figure 3 montre la télécommande avec son couvercle ouvert, laissant apparaître les divers capteurs tactiles capacitifs et les éléments de circuit, notamment les contacteurs à bouton-poussoir.

La Figure 4 montre le corps de la télécommande avec les circuits électroniques, ainsi que la pièce-ressort flexible permettant de contrôler l'effet tactile lors d'une action du doigt sur le couvercle pivotant.

La Figure 5 est une vue en plan du circuit flexible portant les différents capteurs capacitifs tactiles, montrant en détail la configuration de ces divers capteurs.

La Figure 6 est un schéma général par blocs des différents éléments fonctionnels du circuit de la télécommande de l'invention.

La Figure 7 est un organigramme illustrant les différentes étapes de l'algorithme exécuté par le microcontrôleur de la télécommande, pour l'analyse des signaux délivrés par les capteurs et contacteurs.

La Figure 8 illustre un exemple typique de signal délivré par l'un des capteurs capacitifs de la pastille tactile multizone.

La Figure 9 est un organigramme des différentes étapes de l'algorithme, exécuté par le microcontrôleur de l'équipement distant, pour l'analyse du mouvement du doigt sur la pastille tactile multizone.

[0017] Sur les figures, on a représenté une télécommande, désigné de façon générale par la référence 10, destinée au pilotage d'un équipement multimédia et de téléphonie "mains libres", grâce à laquelle le conducteur d'un véhicule automobile peut émettre ou recevoir un appel téléphonique sans quitter les mains du volant et, de la même façon, lancer ou arrêter la lecture d'une source musicale, augmenter ou diminuer le volume de reproduction, passer au morceau précédent ou suivant, etc.

[0018] Cette télécommande 10 comprend un boîtier constitué essentiellement d'un corps 12 enfermant les différents circuits électroniques et fermé par un couvercle 14 dont la face supérieure, apparente, porte les différentes touches de commande. Le corps 12 du boîtier de la télécommande 10 est fixé au volant 16 au moyen d'une sangle 18 permettant d'assujettir ce boîtier 10 à l'endroit choisi par le conducteur, généralement à portée du pouce à l'endroit où il tient le volant.

[0019] Les dimensions hors tout du boîtier de la télécommande 10 sont par exemple de l'ordre de 50 x 46 mm, de manière à permettre une installation discrète sur le volant avec une gêne minimale pour la manipulation de celui-ci.

[0020] La télécommande 10 comporte une touche centrale 20 de forme circulaire, dont on exposera plus bas le fonctionnement, et deux paires 22, 24 de touches latérales disposées sur des bords opposés de la télécommande, symétriquement par rapport à un axe central 26. La paire de touches latérales 22 comprend par exemple une touche 22a correspondant à la fonction de décrochage et une touche 22b de lancement de la fonction de reconnaissance vocale, ces deux touches 22a et 22b étant de préférence de dimensions semblables et disposées symétriquement de part et d'autre d'un axe perpendiculaire à l'axe central 26. De la même façon, la paire de touches latérales 24 comprend, disposées de la même façon, une touche 24a pour la commande du raccrochage et une touche 24b pour la sélection de la source audio que l'on veut lire.

[0021] La touche centrale 20 est avantageusement disposée avec un épaulement 28 en retrait par rapport à la surface extérieure du couvercle, c'est-à-dire par rapport aux diverses touches 22a, 22b, 24a et 24b.

[0022] Cette disposition en retrait présente un double avantage :

• elle permet au conducteur de trouver la touche centrale 20 sur la télécommande simplement en posant son pouce, sans regarder la télécommande et donc sans détourner son regard de la route ;
• lorsque le doigt est posé sur la touche centrale, elle guide le mouvement de celui-ci, notamment pour permettre à l'extrémité du doigt de suivre un mouvement circulaire sur cette touche (le détail des mouvements du doigt sur la touche centrale sera décrit plus bas).

[0023] Il est donc possible d'utiliser la commande en aveugle. Cette sensation tactile peut être encore accrue en donnant à la touche centrale 20 une forme de dôme, légèrement bombée, comme cela est visible sur la coupe de la Figure 2.

[0024] Le boîtier est également pourvu de diodes électroluminescentes 30 et 32, par exemple une diode verte 30 sur la touche de décrochage et une diode rouge 32 sur la touche de raccrochage, pour permettre une utilisation simple de la télécommande dans un environnement à faible luminosité. Avantageusement, ces diodes luminescentes 30, 32 ne sont alimentées que sur détection (de la manière que l'on exposera plus bas) de l'approche d'un doigt près de l'une quelconque des touches centrale 20 ou latérales 22a, 22b, 24a, 24b.

[0025] La Figure 2 illustre plus précisément la manière dont le couvercle 14 est articulé sur le corps 12 du boîtier. En effet, ce couvercle est mobile à pivotement autour d'un axe médian 34, de manière à engendrer un léger basculement vers la gauche (avec les conventions de la Figure 2) par un appui 36 sur l'une ou l'autre des touches latérales 22a ou 22b, ou vers la droite par un appui 38 sur l'une ou l'autre des touches 24a et 24b. Le couvercle 14 ne dispose que d'un seul degré de liberté par rapport au corps 12, de sorte par exemple que l'appui indifféremment sur la touche 22a ou sur la touche 22b aura exactement le même effet en ce qui concerne le déplacement du couvercle par rapport au corps 12 (flèches 40), et de même pour les touches 24a et 24b.

[0026] Le couvercle 14 est un élément monobloc emboîté sur le corps 12 au moyen d'un système d'encliquetage anti-arrachement 42 permettant d'assembler sans jeu les deux pièces 12 et 14.

[0027] Ainsi, lorsque les touches latérales 22 ou 24 sont actionnées, les efforts de réaction proviendront (i) d'une part de l'effet de rappel élastique de l'élément situé sous le couvercle (un contacteur électromécanique ou bouton-poussoir, décrit plus bas) et (ii) d'autre part de la déformation du couvercle 14. La déformation maîtrisée des pièces plastique permet ainsi de majorer et de doser l'effort d'actionnement des commandes, pour empêcher tout envoi involontaire de commandes du fait d'un système trop sensible.

[0028] En ce qui concerne l'agencement mécanique de la touche centrale 20, celle-ci est mobile par enfoncement (flèche 44), de manière à pouvoir déclencher une fonction par un enfoncement axial résultant de l'appui d'un doigt sur cette touche centrale 20.

[0029] La touche centrale 20 permet en outre, grâce à sa forme circulaire, la détection de mouvements du doigt soit par glissement de la gauche vers la droite ou l'inverse (flèche 46 sur la Figure 1), soit par un mouvement circulaire du doigt dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse (flèches 48 sur la Figure 1), mouvement guidé par l'épaulement 28 du renfoncement de la touche centrale 20 par rapport au reste du couvercle.

[0030] La touche centrale 20 permet ainsi les commandes suivantes :

• jouer/arrêter la lecture de la musique, par enfoncement de la touche (flèche 44) ;
• morceau suivant/morceau précédent, par un glissement rectiligne en travers de la touche centrale 20, à droite ou à gauche (flèches 46) ;
• augmenter/baisser le volume, par un mouvement de rotation du doigt sur la zone tactile (flèches 48).

[0031] La Figure 3 montre le boîtier avec le couvercle 14 ouvert. Ce couvercle porte sur sa face intérieure un ensemble de capteurs tactiles capacitifs 50 et 52a, 52b, 54a, 54b, disposés respectivement au droit des touches centrale 20 et latérales 22a, 22b, 24a, 24b. Ces capteurs tactiles, dont la géométrie sera décrite plus en détail en référence à la Figure 5 ci-après, sont portés par un circuit imprimé souple disposé sur la face intérieure du couvercle 14. Ce circuit imprimé souple est prolongé par une série de conducteurs se terminant par un connecteur 56 relié au circuit 58 disposé dans le corps 12 du boîtier et portant les différents composants électroniques de la télécommande.

[0032] Ce circuit 56 porte en particulier trois contacteurs électromécaniques à bouton-poussoir, à savoir : un contacteur central 60 situé au droit de la touche centrale 20 (lorsque le couvercle 14 est refermé sur le boîtier 12) ; un contacteur latéral 62 situé au droit de la paire 22 de touches latérales 22a, 22b et commun à ces deux touches ; et un contacteur latéral 64 situé au droit de la paire 24 de touches 24a et 24b et commun à ces deux touches.

[0033] Le contacteur central 60 est actionné par un appui axial sur la touche centrale 20 (flèche 44 sur la Figure 2). Le contacteur latéral 62 est actionné par un appui sur l'une quelconque des touches latérales 22a ou 22b (flèche 36 sur la Figure 2) du fait du pivotement (flèche 40) du couvercle 14 sur le corps 10 suite à l'appui sur l'une ou l'autre de ces touches. De la même façon, le contacteur latéral 64 est actionné par un appui sur l'une quelconque des touches latérales 24a ou 24b (flèche 38 sur la Figure 2) du fait du pivotement du couvercle 14 sur le corps 10 suite à l'appui sur l'une ou l'autre de ces touches.

[0034] Les contacteurs 60, 62, 64, lorsqu'ils sont actionnés par l'un des mouvements que l'on vient de citer, délivrent à l'utilisateur un retour à la fois tactile (sensation d'enfoncement brusque du bouton-poussoir) et auditif (clic), ce qui lui permet de valider la commande par un moyen non visuel.

[0035] Les contacteurs à bouton-poussoir 60, 62 et 64 assurent également, par le ressort inclus dans leur tige d'actionnement, un effet de rappel sur les touches. Cet effet de rappel peut être accru par la déformation des pièces en plastique en ce qui concerne les touches latérales 22a, 22b, 24a, 24b, comme exposé plus haut, pour rendre le système moins sensible aux actionnements involontaires.

[0036] Il est également possible de prévoir en complément une pièce-ressort 66, illustrée Figure 4, montée sur le corps 12 du boîtier et présentant des éléments latéraux élastiques flexibles 68, 70, procurant un effet de ressort supplémentaire. En ce qui concerne la touche centrale, la pièce-ressort 70 porte un élément central 72 en contact avec la touche centrale, et découplé du boîtier et des éléments élastiques 68, 70 par des bras flexibles 74 procurant également un effet de ressort à l'encontre de l'appui exercé sur la touche centrale, ce qui permet de maîtriser de façon précise les conditions d'actionnement de cette dernière.

[0037] La Figure 5 illustre, pris isolément, le circuit imprimé flexible portant les divers capteurs tactiles 50 et 52a, 52b, 54a et 54b.

[0038] Les capteurs latéraux 52a, 52b, 54a, 54b, sont configurés de manière que, une fois le circuit flexible placé à l'intérieur du couvercle, ces capteurs se trouvent au droit des touches respectives 22a, 22b, 24a et 24b, de manière à détecter sélectivement le contact d'un doigt sur l'une ou l'autre de ces quatre touches.

[0039] Les régions du circuit flexible portant les capteurs 52a et 52b sont reliées au capteur central 50 par un pont, et de même pour la région portant les capteurs 54a et 54b. Ces deux ponts permettent un mouvement relatif du bouton-poussoir central, et donc du capteur central 50, par rapport au reste du couvercle.

[0040] En ce qui concerne le capteur 50, celui-ci est disposé en vis-à-vis de la touche centrale 20, et présente une configuration particulière avec quatre capteurs élémentaires 50a, 50b, 50c, 50d. Ce capteur est par exemple une pastille tactile multizone de type overlap (à chevauchement de zones), comprenant quatre zones réparties de façon approximativement symétrique sur quatre quadrants. Ce composant, qui est en lui-même d'un type connu (commercialisé par exemple par Cypress Semiconductor Corp.), a été choisi car il permet une excellente discrimination des mouvements avec seulement quatre capteurs, donc quatre signaux à analyser, et nécessite de ce fait beaucoup moins de moyens de calcul qu'un capteur de type matriciel, pour lequel le mouvement est beaucoup plus difficile à analyser. On notera qu'il est possible d'utiliser, au lieu d'un capteur à quatre zones, un capteur à trois zones (trois secteurs disposés sensiblement à 120°), mais au prix d'une précision moindre.

[0041] Le capteur 50 délivre quatre valeurs correspondant aux différentes zones 50a, 50b, 50c et 50d, ci-après désignées "valeurs brutes". La précision est de l'ordre de 15 %.

[0042] Ce capteur à pastille tactile multizone est en particulier bien approprié à la détection des mouvements de rotation d'une extrémité du doigt (flèches 48 de la Figure 1), ou de déplacement rectiligne de ce doigt en travers de la touche centrale (flèches 46). On décrira plus bas l'algorithme permettant de discriminer entre mouvement de translation et mouvement de rotation, et de déterminer le sens de la rotation ou de la translation.

[0043] La Figure 6 illustre sous forme de schéma par blocs les différents éléments du circuit électronique du boîtier de télécommande 10. L'ensemble est piloté par un microcontrôleur 76 à faible consommation, alimenté par une batterie 78 du type pile-bouton. Ce microcontrôleur est relié aux trois contacteurs 60, 62, 64, de manière à détecter l'état de ceux-ci (enfoncés ou relâchés) ; il est également relié aux divers capteurs tactiles capacitifs 50 (avec ses quatre zones 50a à 50d) et 52a, 52b, 54a, 54b, par l'intermédiaire d'un circuit d'interface 80. Le microcontrôleur est par ailleurs couplé à un circuit émetteur radio 82 pour la transmission des commandes, par exemple sur une fréquence de 433 MHz.

[0044] Le circuit émetteur 82 émet des signaux à destination d'un équipement distant 84, qui est couplé à l'équipement multimédia que l'on souhaite contrôler, ou incorporé dans celui-ci. L'équipement distant 84 comprend un circuit récepteur 86 des signaux émis par l'émetteur 82 de la télécommande 10, signaux qui sont transmis à un microcontrôleur 88 permettant de délivrer des commandes CMD servant au contrôle de l'équipement multimédia et de téléphonie mains libres : décrochage/raccrochage, augmentation/diminution du volume, sélection de source, morceau suivant/précédent, etc.

[0045] Pour être plus flexible aux évolutions algorithmiques et ne pas charger en calcul le microcontrôleur 76 de la télécommande 10, dont il convient de préserver l'autonomie, une partie seulement des traitements de détection des commandes sera effectuée au sein même de la télécommande 10, une autre partie en étant effectuée au sein de l'équipement distant 84, par le microcontrôleur 88 de ce dernier.

[0046] Plus précisément, comme on le décrira plus en détail en référence aux Figures 7 à 9 ci-après, la détection et l'analyse du mouvement du doigt sur le capteur tactile central 20 est effectuée à distance par le microcontrôleur 88 de l'équipement distant 84, car cette analyse requiert la mise en oeuvre d'algorithmes relativement complexes. La télécommande 10 se contentera alors de transmettre à l'équipement distant 84 les signaux bruts délivrés (après numérisation) par chacun des sous-capteurs 50a à 50d. En revanche, l'état des contacteurs à bouton-poussoir 60, 62 et 64 et celui des capteurs tactiles associés aux paires de touches latérales 22 et 24 seront analysés directement par le microcontrôleur 76 de la télécommande 10. On va maintenant décrire la manière dont fonctionne cette télécommande selon l'invention.

[0047] L'une des originalités du système de l'invention réside dans la combinaison (i) de capteurs tactiles - à savoir un capteur multizone pour la touche centrale 20 et un capteur pour chacune des quatre touches latérales 22a, 22b, 24a, 24b - avec (ii) trois contacteurs à bouton-poussoir - à savoir un contacteur central 60 associé à la touche centrale 20, un contacteur latéral 62 associé à la paire de touches 22a et 22b et un contacteur latéral 64 associé à la paire de touches 24a et 24b.

[0048] On notera que pour chacun des contacteurs 62 et 64 deux zones tactiles sont associées au même contacteur : respectivement 22a, 22b pour le contacteur 62 et 24a, 24b pour le contacteur 64.

[0049] Le contact avec l'une de ces quatre touches 22a, 22b, 24a ou 24b devra, pour valider la prise en compte de la commande, être confirmé par l'enfoncement et le changement d'état du contacteur correspondant.

[0050] Ceci permet d'obtenir un système à la fois compact (un contacteur est commun à deux touches) et moins sensible aux commandes involontaires (du fait de la nécessité de combiner la détection par un capteur tactile avec la détection du changement d'état du contacteur). En outre, l'enfoncement du contacteur procure à l'utilisateur un retour tactile et auditif (sensation du "clic" et bruit associé) permettant de valider la commande.

[0051] On notera par ailleurs que la touche centrale 20 permet à elle seule de réaliser cinq commandes différentes :

• lecture ou arrêt (pression centrale sur la touche, permettant d'actionner le contacteur 60),
• morceau suivant (glissement du doigt de la gauche vers la droite),
• morceau précédent (glissement du doigt de la droite vers la gauche),
• augmentation du volume (rotation du doigt dans le sens horaire), et
• diminution du volume (rotation du doigt dans le sens antihoraire).

[0052] De préférence, pour les commandes morceau suivant/morceau précédent, la télécommande incorpore un accéléromètre. Il est en effet avantageux de permettre de détecter l'orientation dans l'espace de la télécommande par rapport à un repère absolu, et de rendre réversibles les deux fonctions (de la droite vers la gauche vs. de la gauche vers la droite) suivant que la télécommande se trouve montée à droite ou à gauche sur le volant.

[0053] En ce qui concerne le mouvement de rotation sur la zone tactile de la touche centrale, cette action est complètement indépendante de l'inclinaison du volant, et par conséquent accessible à tout moment, contrairement à une solution classique de type bouton ou manette de type joystick.

[0054] On notera que, grâce à la solution de l'invention, toutes les fonctions sont accessibles avec le pouce, d'un seul doigt, sans que la main ne quitte le volant.

[0055] Une solution constituée uniquement de capteurs tactiles n'aurait pas permis d'empêcher les commandes non volontaires. En revanche, l'association des commandes tactiles à des contacteurs à bouton-poussoir, à effet mécanique, permet d'enregistrer les actions en les distinguant des simples contacts de proximité de la main.

[0056] La Figure 7 est un organigramme illustrant les différentes étapes de l'algorithme exécuté par le microcontrôleur 76 de la télécommande 10 pour l'analyse des signaux délivrés par les capteurs et contacteurs.

[0057] Après les étapes initiales 100 et 102 d'initialisation, l'algorithme détecte l'approche éventuelle d'un doigt (test 104).

[0058] On considérera qu'il y a approche d'un doigt si l'un des capteurs tactiles capacitifs 52a, 52b, 54a, 54b des paires de touches latérales 22, 24, ou si l'un des capteurs 50a à 50d de la touche centrale 20, délivre un signal dépassant un seuil prédéterminé. Toutefois, si l'on détecte un signal simultanément sur plusieurs des capteurs tactiles capacitifs latéraux 52a, 52b, 54a, 54b, ou sur l'un des capteurs latéraux 52a, 52b, 54a, 54b et sur au moins l'un des capteurs centraux 50a à 50d simultanément, cette situation ne sera pas considérée comme destinée à activer une commande et ne sera pas considérée comme une "approche d'un doigt" au sens de l'algorithme. En effet, cette situation correspond très vraisemblablement à une manoeuvre du volant dans laquelle la main de l'utilisateur effleure le boîtier de télécommande 10, sans pour autant volonté d'envoyer une commande à l'équipement distant de téléphonie ou audio.

[0059] Si le test 104 est négatif (aucune approche du doigt en vue de l'envoi d'une commande), le microcontrôleur 76 de la télécommande est mis en sommeil (étape 106) pendant une période prédéterminée, par exemple 125 ms, pour limiter la consommation électrique globale. En effet, en pratique, il suffit de tester l'approche d'un doigt à intervalles réguliers (huit fois par seconde dans cet exemple) pour assurer une détection suffisante par rapport au temps de réaction de l'utilisateur.

[0060] A l'issue de la période de mise en sommeil, le microcontrôleur 76 est réveillé et les capteurs sont lus (étape 108), puis l'approche éventuelle d'un doigt est recherchée par retour au test 104.

[0061] Si le test 104 a détecté l'approche d'un doigt en vue de l'envoi d'une commande, les LEDs 30 et 32 sont allumées (étape 110), pour faciliter l'utilisation de la télécommande dans l'obscurité.

[0062] L'étape suivante (test 112) consiste à détecter un changement d'état des contacteurs 60, 62 ou 64, c'est-à-dire une transition de l'état relâché vers l'état enfoncé ou l'inverse. Dans l'affirmative, si le contacteur est l'un des contacteurs latéraux 62 ou 64, l'algorithme détermine quel est le capteur tactile correspondant qui est actif (52a ou 52b, ou bien 54a ou 54b, respectivement), et active la commande CMD associée à la touche latérale correspondante (22a ou 22b, ou bien 24a ou 24b, respectivement), si la transition est un passage de l'état relâché à l'état enfoncé. Inversement, si la transition est de l'état appuyé à l'état relâché, la commande CMD est désactivée. Si le contacteur en question est le contacteur central 60, la commande correspondante est directement activée ou désactivée. L'étape suivante (test 116) dépend du point de savoir s'il y a lieu ou non d'envoyer une commande CMD, c'est-à-dire si une commande a été activée ou désactivée à l'étape 114, ou non (pas de changement d'état des contacteurs à l'étape 112) :

• dans l'affirmative, la commande est émise par l'émetteur radio 82 de la télécommande 10 à destination de l'équipement distant (étape 118) ;
• dans la négative, ce sont les signaux bruts délivrés par les quatre capteurs capacitifs 50a à 50d de la pastille tactile centrale multizone 50 qui sont transmis à l'équipement distant (étape 120, pour être interprétés par ce dernier).

[0063] L'étape suivante consiste à détecter l'éloignement éventuel du doigt (test 122), c'est-à-dire la disparition du signal sur l'ensemble des capteurs capacitifs centraux 50a à 50d et latéraux 52a, 52b, 54a, 54b :

• dans l'affirmative, l'algorithme s'achève par extinction des LEDs (étape 124), et retour à l'étape 104 pour mise en sommeil du microcontrôleur jusqu'à nouvelle détection d'une approche d'un doigt, etc. ;
• dans la négative, l'algorithme revient à l'étape 112 de test du changement d'état des contacteurs, de manière à :
  • soit réitérer la commande, si celle-ci avait été activée au précédent passage à l'étape 114 et n'a toujours pas été désactivée (tant que le contacteur est enfoncé, la commande est réémise à intervalles réguliers à destination de l'équipement distant) ;
  • soit émettre les nouvelles valeurs des signaux des capteurs tactiles de la pastille multizone centrale, qui ont pu varier depuis la précédente itération : pour permettre une analyse du mouvement du doigt sur cette pastille et décrire son mouvement, il convient en effet d'envoyer des valeurs successives des signaux de capteurs à intervalles relativement brefs, par exemple toutes les 10 à 15 ms, pour assurer une bonne réactivité de l'algorithme d'analyse de ce mouvement.

[0064] On va maintenant décrire la manière dont sont analysés les signaux délivrés par les capteurs 50a à 50d de la pastille centrale multizone 50. Comme on l'a indiqué plus haut, ce capteur comprend une pastille tactile multizone 50 à quatre capteurs capacitifs 50a à 50d répartis de façon approximativement symétrique sur quatre quadrants, produisant donc quatre signaux de capteur à analyser.

[0065] La Figure 8 illustre un exemple typique de signal délivré par l'un de ces capteurs capacitifs 50a à 50d.

[0066] Cette figure donne, plus précisément, un exemple de variation du signal S délivré en sortie en fonction du temps, pour une manoeuvre d'approche du doigt, suivie d'un contact, d'un déplacement du doigt sur le capteur puis de retrait du doigt.

[0067] L'approche du doigt se caractérise par une augmentation brutale du signal avec un pic 90 suivi d'une décroissance 92, caractéristique d'un effet de bord. Le signal varie ensuite en fonction de la plus ou moins grande surface de capteur en contact ou à proximité du doigt. Le retrait du doigt se caractérise par une chute brutale du signal, comme en 94.

[0068] L'approche effective du doigt ne sera validée que sur détection de la décroissance 92, et la partie du signal analysée sera celle postérieure à l'instant t₁ correspondant à la fin de cette décroissance. De façon comparable, le relâchement du doigt sera détecté par une chute brutale du signal, comme en 94, et les valeurs de S postérieures à l'instant t₂ correspondant au début de cette chute seront éliminées. La partie filtrée du signal, analysée pour déterminer le mouvement du doigt sur la pastille centrale, sera donc celle comprise entre les instants t₁ et t₂.

[0069] Un signal comparable à celui de la Figure 8 est obtenu pour chacun des quatre capteurs 50a à 50d. Comme on l'a indiqué plus haut, ces valeurs, à leur état brut, sont recueillies et numérisées puis envoyées telles quelles par la télécommande à l'équipement distant pour analyse.

[0070] La Figure 9 est un organigramme des différentes étapes de l'algorithme, exécuté par le microcontrôleur 88 de l'équipement distant 84, servant à effectuer cette analyse du mouvement du doigt sur la pastille tactile multizone 50.

[0071] Après les étapes initiales (blocs 200 et 202), l'algorithme détecte la réception de données (étape 204), qui sont comme indiqué plus haut les quatre données numériques brutes délivrées par les capteurs tactiles respectifs 50a à 50d à un instant donné. Ces données sont tout d'abord filtrées (étape 206), de manière qu'elles ne soient prises en compte que si l'on détecte une décroissance du signal (décroissance caractéristique 92 de la Figure 8, représentative de l'approche d'un doigt) sur l'un au moins des capteurs. En effet, on peut avoir une augmentation du signal sur un ou plusieurs autres des capteurs, selon la position du doigt sur la pastille multizone, concurremment avec une décroissance sur l'une au moins des autres zones, révélatrice de l'approche et du contact d'un doigt.

[0072] L'étape suivante (bloc 208) consiste à convertir les quatre signaux des capteurs en une donnée selon deux directions perpendiculaires X et Y. Cette conversion peut être réalisée au moyen d'algorithmes classiques, qui ne seront pas décrits en détail, à partir des niveaux respectifs des signaux sur les quatre capteurs 50a à 50d correspondant aux quatre quadrants de la pastille multizone. On notera que, dans le cas présent, on analysera essentiellement le mouvement du doigt, détecté en comparant deux par deux les données brutes émises successivement par la télécommande, c'est-à-dire les variations relatives des signaux d'un instant d'échantillonnage au suivant (concrètement, comme indiqué plus haut, à intervalles de 10 à 15 ms). Ainsi, par exemple, une variation relative des signaux entre les capteurs 50a et 50d traduira une variation en X du mouvement du doigt, tandis qu'une variation relative entre les capteurs 50c et 50d traduira une variation selon Y.

[0073] L'étape suivante (test 210) consiste à déterminer si le mouvement est une rotation : si l'on détecte des variations simultanément en X et Y, cette variation sera interprétée comme une rotation.

[0074] Dans le cas d'un mouvement de rotation, l'algorithme procède à une analyse (étape 212) permettant de déterminer la position angulaire approximative du doigt sur la pastille multizone à partir des quatre signaux des capteurs 50a à 50d. L'algorithme ensuite attend la réception de nouvelles données envoyées par la télécommande (étape 214) et, s'il n'y a pas éloignement du doigt (test 216) analyse la nouvelle position angulaire (réitération de l'étape 212), et ainsi de suite, de manière à définir une succession de points correspondant aux mouvements de rotation du doigt sur la touche centrale 20. La rotation est assimilée à une succession de petites translations élémentaires sans relâchement du contact du doigt ; à partir du mouvement ainsi détecté, l'algorithme pourra déterminer le sens et l'amplitude de la rotation, de manière à générer une commande d'augmentation ou de diminution du volume sonore de l'équipement (ou de défilement dans un menu, ou autre commande de même nature).

[0075] Plus précisément, dès que l'algorithme détecte un déplacement du doigt en rotation dépassant un certain seuil, il considère qu'il y a une action demandée par l'utilisateur, qui est traduite par un pas de volume sonore, en plus ou en moins selon le sens de ce déplacement. La position atteinte est considérée alors comme un nouveau point de départ, et l'analyse est réitérée jusqu'à trouver un nouveau dépassement du seuil, etc. L'éloignement du doigt de l'utilisateur à l'étape 216 est détecté par une chute brusque du signal (comme en 94 sur la Figure 8) apparaissant simultanément sur les quatre capteurs. L'algorithme se met alors en attente de réception de nouvelles données (retour à l'étape 204).

[0076] Si, à l'étape 210, l'algorithme avait déterminé que le mouvement du doigt n'était pas un mouvement de rotation, l'algorithme teste s'il y a ou non éloignement du doigt (test 218, identique au test 216 précédemment décrit). En l'absence d'éloignement, l'algorithme revient à l'étape 204, de manière à acquérir de nouvelles données, jusqu'à ce que l'éloignement du doigt soit détecté.

[0077] L'algorithme détermine alors, à partir des valeurs successivement acquises, si le mouvement présente bien un caractère rectiligne (test 220). Cette détermination est effectuée en prenant au moins trois points du déplacement, typiquement le premier point, le dernier point et un point situé approximativement au milieu, en vérifiant que ces trois points sont alignés (à un seuil d'incertitude près) :

• si le mouvement est effectivement rectiligne, alors l'algorithme en analyse la direction, X ou Y, et le sens (étape 222) et génère une commande correspondante à destination des circuits de l'équipement : morceau suivant/morceau précédent, etc. ;
• si le test est négatif, ceci signifie que le mouvement (qui par ailleurs n'a pas été analysé comme un mouvement de rotation) est trop erratique pour pouvoir être correctement interprété. Aucune action n'est engagée et l'algorithme se met en attente de la réception de nouvelles données (retour au bloc 204).

Revendications

1. Une télécommande sans fil à interface tactile pour un équipement multimedia et de téléphonie mains-libres de véhicule automobile, comprenant :

- un boîtier (10) avec un corps (12) supportant une face apparente comportant une pluralité de zones formant touches de commande (20, 22a, 22b, 24a, 24b), avec une pluralité de capteurs tactiles (50, 52a, 52b, 54a, 54b) associés à chacune desdites touches ;

- des moyens (76) pour produire sélectivement des signaux de commande en fonction d'une touche correspondante actionnée par un utilisateur ; et

- des moyens émetteurs radio (80), pour émettre à destination d'un équipement distant des messages contenant lesdits signaux de commande,
caractérisée en ce que :

- la face apparente comprend une touche centrale (20) et au moins une paire de touches latérales (22a, 22b ; 24a, 24b) disposées sur un bord du boîtier ;

- la télécommande comprend en outre un ensemble de contacteurs électromécaniques à bouton-poussoir (60, 62, 64), avec un contacteur latéral (62 ; 64) commun aux touches de chaque paire de touches latérales ;

- la face apparente est mobile et/ou déformable par rapport au corps du boîtier de manière à permettre l'actionnement sélectif de chaque contacteur latéral en exerçant un effort (36 ; 38) sur l'une ou l'autre touche de la paire de touches latérales correspondant à ce contacteur ;

- la touche centrale comprend une pastille tactile multizone (50) activable de façon différenciée en fonction du déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de cette pastille ;

- la télécommande comprend des moyens sélecteurs aptes, sur détection d'une transition d'état d'un contacteur latéral, à sélectionner un signal de commande en fonction de celui des capteurs tactiles (52a, 52b ; 54a, 54b) qui est activé par un contact avec l'une des touches latérales (22a, 22b ; 24a, 24b) de la paire de touches associée à ce contacteur.

2. La télécommande de la revendication 1, comprenant deux paires de touches latérales (22a, 22b, 24a, 24b) disposées symétriquement de part et d'autre de la touche centrale (20), avec pour chaque paire un contacteur latéral (62, 64) associé commun.

3. La télécommande de la revendication 1, dans laquelle la touche centrale (20) est mobile et/ou déformable dans le sens de l'enfoncement (44) par rapport au corps du boîtier, et il est prévu en outre un contacteur central (60) électromécanique à bouton-poussoir actionnable en exerçant ledit enfoncement sur la touche centrale.

4. La télécommande de la revendication 1, dans laquelle la touche centrale (20) s'étend dans un plan médian en retrait (28) par rapport au plan médian des touches de commande de la face apparente du boîtier.

5. La télécommande de la revendication 1, dans laquelle ladite face apparente est formée sur un couvercle (14) du corps du boîtier, ce couvercle portant deux paires (22, 24) de touches latérales (22a, 22b, 24a, 24b) disposées symétriquement de part et d'autre de la touche centrale (20), et étant articulé sur le corps du boîtier autour d'un axe de pivotement (34) orienté selon un diamètre de la touche centrale et formant axe de symétrie pour les deux paires de touches latérales.

6. La télécommande de la revendication 1, dans laquelle il est prévu des moyens d'analyse du déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone (50), aptes à discriminer entre un mouvement rectiligne (46) et un mouvement circulaire (48) du doigt, et à déterminer le sens de ce mouvement circulaire ou rectiligne.

7. La télécommande de la revendication 6, dans laquelle il est prévu en outre un accéléromètre apte à déterminer l'orientation du boîtier de la télécommande dans un repère absolu, et à inverser si besoin l'indication dudit sens du mouvement rectiligne en fonction de ladite orientation.

8. La télécommande de la revendication 6, dans laquelle les moyens d'analyse dudit déplacement sont des moyens mis en oeuvre par un circuit incorporé dans le boîtier.

9. La télécommande de la revendication 6, dans laquelle les moyens émetteurs radio sont apte à émettre des signaux représentatifs dudit déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone, de manière à permettre l'analyse dudit déplacement par des moyens mis en oeuvre par un circuit de l'équipement distant.

10. La télécommande de la revendication 1, comprenant des moyens pour inhiber la production desdits signaux de commande en cas de détection concomitante i) d'un déplacement d'un doigt de l'utilisateur sur la surface de la pastille tactile multizone et ii) d'un contact sur au moins l'un des capteurs tactiles associés aux touches latérales.

11. La télécommande de la revendication 1, dans laquelle les capteurs tactiles (50, 52a, 52b, 54a, 54b) sont des capteurs capacitifs, et il est prévu des moyens pour lire périodiquement l'état de ces capteurs et n'activer les moyens pour produire les signaux de commande et les moyens émetteurs radio qu'en cas de détection d'activation de l'un des capteurs capacitifs suite au contact par un doigt de l'utilisateur.

12. La télécommande de la revendication 1, comprenant en outre des moyens d'éclairage (30, 32) associés à chaque paire de touches latérales (22, 24), et des moyens pour activer sélectivement et temporairement ces moyens d'éclairage sur détection d'une approche d'un doigt de l'utilisateur par l'un des capteurs tactiles associés à ces touches.

Dessins