FR3053136A1

FR3053136A1 - Dispositif de detection de gestes

Info

Publication number: FR3053136A1
Application number: FR1655990A
Authority: FR
Inventors: Frederic Autran
Original assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Current assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-29

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif (3) de détection de gestes, comprenant au moins un module émetteur (11) de lumière et un module récepteur (13) de lumière, les modules émetteur (11) et récepteur (13) comprenant respectivement au moins une diode émettrice (11-1) configurée pour émettre de la lumière et au moins une diode réceptrice (13-1) configurée pour recevoir de la lumière, le nombre total des diodes émettrice (11) et réceptrice (13) étant supérieur ou égal à trois, caractérisé en ce que le dispositif de détection de gestes comprend au moins un composant optique commun (C, C1, C2, C3, C4) associé respectivement à deux diodes (11-1, 11-2) apparentant au même module (11) et disposées de part et d'autre du composant optique commun (C, C1, C2, C3, C4), chaque composant optique commun (C, C1, C2, C3, C4) étant configuré pour limiter le champ actif de la diode (11-1, 11-2) auquel il est associé dans le champ actif de l'autre diode (11-2, 11-1), le champ actif étant le champ d'émission de lumière pour une diode émettrice (11-1 à 11-4) et le champ de réception de lumière pour une diode réceptrice (13-1, 13-2).

Description

Dispositif de détection de gestes

La présente invention concerne un dispositif de détection de gestes, en particulier pour l'habitacle d'un véhicule automobile, en vue du contrôle de fonctions à l’intérieur de l’habitacle comme par exemple des fonctions audio, de climatisation, de téléphonie, de navigation pour n’en citer que quelques exemples.

Pour le contrôle des fonctions d'un véhicule telles que l'assistant de navigation, l'illumination de l'habitacle, l'air conditionné ou l'autoradio, il est connu d'utiliser des boutons de commande ou de plus en plus, pour faire face au nombre croissant de fonctions à contrôler, de surfaces tactiles qui interagissent avec un écran d’affichage.

Plus récemment ont été développés des dispositifs de détection de gestes. Il s’agit par exemple de caméras ou, pour des dispositifs moins complexes et onéreux, de diodes émettrices et de diodes réceptrices, par exemple travaillant dans l’infrarouge, qui vont scruter un espace de détection.

Lorsqu’un utilisateur déplace par exemple sa main à l’intérieur de l’espace de détection, le dispositif de détection de gestes permet de suivre la trajectoire de la main, de comparer cette trajectoire à des trajectoires de référence enregistrées dans une mémoire de sorte à permettre d’associer une trajectoire détectée à un geste spécifique.

La détection d’un geste spécifique permet ensuite d’enclencher la commande d’une fonction.

Un exemple bien connu est par exemple le « swipe », c’est-à-dire le balayage en français. Il s’agit d’un geste par exemple horizontal de gauche à droite ou vice versa, ou de haut en bas ou vice versa. Ces gestes de « swiping » permettent par exemple de paginer dans un menu à pages multiples, d’augmenter ou de diminuer un paramètre de contrôle comme la température ou le volume audio.

On connaît entre autres une interface d’utilisateur pour permettre de commander sans contact et avec des gestes en trois dimensions (3D) un module de commande d’un véhicule automobile.

Dans cette interface, le dispositif de détection est intégré sous forme d’une ligne de diodes émettrices (T PD) travaillant dans l’infrarouge dans un téléphone intelligent ou « smartphone » en anglais qui peut communiquer avec le véhicule. Le fonctionnement du téléphone mobile et la structure de celui-ci pour détecter des gestes en trois dimensions ne sont pas détaillés.

Cependant, on peut observer que cette solution nécessite que rutilisateur se porte acquéreur d’un téléphone mobile à prix élevé. De plus, cette solution n’est pas optimale s’il y a plusieurs utilisateurs, notamment si seulement un seul possède un téléphone mobile avec les caractéristiques requises. Il est donc bien préférable à ce que l’habitacle du véhicule soit équipé de son propre dispositif de détection de gestes, par exemple au niveau de la planche de bord ou de la console de milieu.

Une telle solution est un système de détermination d’un geste à partir de la détection de la position par exemple d’une main. Pour ce faire, le système est équipé de diodes émettrices et de diodes réceptrices pour suivre le mouvement d’une main.

En particulier une telle interface est réalisée avec deux diodes émettrices et une diode réceptrice disposées sur une ligne, la diode réceptrice étant disposée entre les deux diodes émettrices.

Ce mode de réalisation permet de détecter des gestes de balayage horizontal (« swiping ») selon la ligne définie par les diodes et des gestes d’approche verticale (« pushing »).

Cependant, pour pouvoir distinguer deux zones de détection, il est nécessaire que les diodes émettrices soient éloignées l’une de l’autre, afin de définir en face de chacune d’elle une zone de détection.

Ceci conduit à un encombrement assez important et au vue de la place restreinte que peuvent occuper les capteurs au niveau de la planche de bord. En effet, les constructeurs dorment à cet endroit de l’habitacle une priorité à l’écran d’affichage et aux éléments de style qui définissent une sorte de signature du constructeur pour le véhicule.

La présente invention vise à pallier au moins partiellement les inconvénients ci-dessus, en proposant notamment un dispositif de détection de gestes comportant des diodes émettrices ou réceptrices de lumière et disposées dans un espace réduit. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de détection de gestes, comprenant au moins un module émetteur de lumière et un module récepteur de lumière, les modules émetteur et récepteur comprenant respectivement au moins une diode émettrice configurée pour émettre de la lumière et au moins une diode réceptrice configurée pour recevoir de la lumière, le nombre total des diodes émettrice et réceptrice étant supérieur ou égal à trois, caractérisé en ce que le dispositif de détection de gestes comprend au moins un composant optique commun associé respectivement à deux diodes apparentant au même module et disposées de part et d’autre du composant optique commun, chaque composant optique commun étant configuré pour limiter le champ actif de la diode auquel il est associé dans le champ actif de l’autre diode, le champ actif étant le champ d’émission de lumière pour une diode émettrice et le champ de réception de lumière pour une diode réceptrice.

Le dispositif de détection de gestes peut donc être considéré comme quasi ponctuel et est donc peu encombrant. Il peut être intégré facilement au-dessus ou en dessous d’un écran d’affichage, qui affiche les fonctions à contrôler par l’intermédiaire du dispositif de détection de gestes ou bien dans ou autour d'un module de plafonnier du véhicule. On réduit ainsi aussi les besoins en longueur de connexion entre les différentes diodes et on peut réduire de façon importante la taille de la carte à circuit imprimé sur laquelle les diodes sont fixées. Ceci conduit également à une réduction importante des coûts de matériaux et donc du dispositif de détection de gestes dans son ensemble.

Le dispositif de détection de gestes peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.

Le composant optique commun comprend un écran séparateur restreignant au moins partiellement le champ actif de la diode associée.

Ledit écran séparateur commun est un écran opaque. L’écran séparateur commun est réfléchissant. L’écran séparateur commun est absorbant.

La distance entre deux diodes d’un même module séparées par le composant optique commun est inférieure à iOcm, voir 5 cm, notamment inférieure à 1 Omm et plus spécifiquement inférieure à 3mm.

Chacune des deux diodes est en contact avec l’écran séparateur commun.

La hauteur de l’écran séparateur commun est comprise entre 2 et 20mm, notamment entre 2 et 5mm. L’un des modules émetteur ou récepteur comprend au moins trois diodes disposées sur le périmètre d’un cercle, respectivement deux diodes étant séparées par un écran séparateur commun qui s’étend radialement depuis le centre du cercle.

Le dispositif comporte un module émetteur de lumière ou un module récepteur de lumière présentant au moins une diode dont le champ actif est dégagé.

Les diodes émettrices et réceptrices possèdent une plage de fonctionnement dans l’infrarouge.

Le module émetteur de lumière comprend quatre diodes émettrices de lumière, respectivement deux diodes émettrices étant séparées par un écran séparateur commun et le module récepteur comprend une paire de diodes réceptrices de lumière disposées de part et d’autres du module émetteur de lumière.

Le dispositif comprend en outre une unité de commande et de traitement configurée pour activer successivement les diodes émettrices et pour recevoir et traiter les signaux de mesure des diodes réceptrices. L'invention a aussi pour objet le module d'interface associé, caractérisé en ce qu’il comprend : - un dispositif de détection de gestes tel que précédemment décrit, et dont l’unité de commande et de traitement est configurée pour détecter et interpréter l'exécution d'un geste par un utilisateur dans un espace de détection, - une unité de contrôle configurée pour exécuter au moins une commande en fonction du geste détecté et interprété.

Ledit module d'interface peut comprendre en outre un écran d’affichage pour afficher des informations concernant les fonctions à commander et toutes les diodes émettrices et réceptrices sont disposées de façon centrée en dessous d’un bord horizontal de l’écran d’affichage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 montre un schéma simplifié d’un module d’interface pour véhicule automobile, la figure 2 montre une vue simplifiée en perspective d’un détail de l’interface de la figure 1 dans une autre orientation, la figure 3 montre une vue simplifié en coupe transversale des éléments de la figure 2, la figure 4 montre une vue simplifiée de dessus et en perspective d’un autre mode de réalisation du dispositif de détection de gestes, la figure 5 montre de façon schématique la répartition des zones de détection du mode de réalisation de la figure 4, et la figure 6 montre une vue simplifiée de dessus encore d’un autre mode de réalisation du dispositif de détection de gestes.

Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.

Sur certaines figures, un repère cartésien X, Y, Z est indiqué afin de mieux comprendre l’orientation des éléments des uns par rapport aux autres. Par convention, dans un véhicule, l’axe X correspond à l’axe longitudinal du véhicule, Y correspond à l’axe transversal du véhicule et l’axe Z à l’axe vertical du véhicule.

Les réalisations décrites sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

La figure 1 montre un schéma simplifié d’un module d'interface 1 notamment pour véhicule automobile et destiné à être installé par exemple sur une planche de bord au niveau de la console du milieu et la figure 2 montre une vue simplifiée en perspective d’un détail de l’interface de la figure 1 dans une autre orientation

Ce module d’interface 1 comprend un écran d’affichage 2 pour afficher des informations concernant les fonctions à commander, un dispositif 3 de détection de gestes et une unité 5 de contrôle configurée pour exécuter au moins une commande en fonction du geste détecté et interprété.

Pour ce faire, l’unité 5 de contrôle comprend par exemple des mémoires et un microprocesseur qui est programmé pour afficher sur l’écran 2 des informations. A titre indicatif, l’écran d’affichage 2 indique par exemple une barre de « volume » audio 7.

Une flèche F est également affichée pour indiquer à l’utilisateur qu’il peut augmenter le volume audio par un geste par exemple un « swipe » ou balayage, c’est-à-dire de passer la main devant l’écran d’affichage 2 de gauche à droite ou qu’il peut diminuer le volume audio par le geste inverse c’est-à-dire de passer la main devant l’écran d’affichage 2 de droite à gauche. Bien entendu, d’autres gestes peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier la vitesse de déplacement de la main de rutilisateur peut être une indication de combien le paramètre à contrôler doit être augmenté ou diminué.

Un tel geste est détecté et reconnu par le dispositif 3 de détection de gestes et un signal représentatif du geste détecté est transmis à l’unité de contrôle 5 (voir flèche 9) pour exécution. D’autres réglages de paramètres sont envisageables comme par exemple une pagination, c’est-à-dire l’affichage d’une nouvelle page de fonctions, le réglage d’un paramètre comme la température, ou la recherche d’une nouvelle station de radio. A cet effet, le dispositif 3 de détection comprend au moins un module 11 émetteur de lumière et un module 13 récepteur de lumière ainsi qu’une unité 15 de commande et de traitement configurée pour détecter et interpréter l'exécution d'un geste par un utilisateur dans un espace de détection situé par exemple devant l’écran d’affichage 2 et pour transmettre le résultat sous forme de signaux (flèche 9) à runité de contrôle 5. L’unité 15 de commande et de traitement comprend par exemple un processeur et des mémoires et est programmé pour traiter, analyser et interpréter les signaux de mesure venant du module de réception 13 ainsi que pour commander l’activation des diodes émettrices du module émetteur 11.

Les modules émetteur 11 et récepteur 13 comprennent respectivement au moins une première diode émettrice 11-1 configurée pour émettre de la lumière et au moins une première diode réceptrice 13-1 configurée pour recevoir et détecter de la lumière, mais le nombre total des diodes émettrice et réceptrice est supérieur ou égal à trois pour avoir au moins deux diodes de même type (émettrice 11-1, 11-2 ou bien réceptrice 13-1, 13-2) dont les champs d'émission ou d'absorption se recoupent au moins partiellement.

Dans le cas présent, on prévoit par exemple que le module émetteur 11 comprend en plus une deuxième diode émettrice 11-2 et le module récepteur une deuxième diode réceptrice 13-2. Dans le présent mode de réalisation, la deuxième diode réceptrice 13-2 est facultative.

Comme on le voit sur la figure 1, toutes les diodes 11-1, 11-2 et 13-1, 13-2 sont disposées sur un support 17 formant plan de pose le long d’une ligne de pose 19 s’étendant parallèlement à un bord horizontal 21 de l’écran d’affichage 2 en dessous de ce dernier. Le support 17 est par exemple une carte à circuit imprimé « PCB » pour « printed circuit board » en anglais. Dans le présent cas, le bord horizontal 21 est le bord inférieur de l’écran 2, mais on peut aussi bien choisir le bord supérieur de l’écran d’affichage 2. Les diodes réceptrices 13-1 et 13-2 sont disposées de part et d’autre des deux diodes émettrices 11-1 et 11-2 et encadrent celles-ci.

Les diodes 11-1, 11-2 et 13-1, 13-2 sont plus généralement déposées sur un ou plusieurs plans de pose globalement parallèles entre eux.

Les considérations qui suivent s'appliquent aussi au montage analogue obtenu en remplaçant les diodes émettrices 11-1 et 11-2 par deux diodes réceptrices et les diodes réceptrices 13-1, 13-2 par des diodes émettrices.

Les diodes émettrices 11-1 et 11-2 sont par exemple des diodes électroluminescentes DEL ou TEP en anglais pour « light emitting diode ». De préférence, ces diodes émettrices 11-1, 11-2 émettent dans une plage de longueur d’onde non visible pour l’homme, comme par exemple l’infrarouge.

On peut alors placer le dispositif 3 derrière une vitre transparente aux infra-rouge mais opaque dans le domaine spectral visible. En particulier ladite vitre peut être une vitre de l'écran 2, dont une partie centrale serait aussi transparente au visible, et dont les bords, du fait de leur opacité au spectre visible, délimiteraient les contours de l'écran 2.

Les diodes réceptrices 13-1 et 13-2 sont par exemple des photodiodes, travaillant également dans l’infrarouge, en particulier aux mêmes longueurs d’onde que les diodes émettrices 11-1 et 11-2. On peut utiliser comme photodiode par exemple une diode électroluminescente DEL en lui appliquant une tension de polarisation adaptée. Ainsi, du point de vue de la structure, on peut par exemple utiliser les mêmes diodes électroluminescentes pour les modules émetteur 11 et récepteur 13, seul le courant et la polarisation apphquée change en fonction de la fonctionnalité du module concerné.

Les diodes réceptrices 13-1 et 13-2 sont configurées pour détecter de la lumière diffusée par un objet, notamment par la main d’un utilisateur. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, les diodes réceptrices 13-1 et 13-2 du module récepteur de lumière 13 présentent un champ actif qui est dégagé, c’est-à-dire qui n’est pas impacté par un obstacle optique comme un écran obturateur.

On ne va pas entrer dans le détail des circuits de détection et de synchronisation des signaux ainsi que de leur traitement qui sont en soi bien connus.

Comme on le voit sur la figure, les diodes émettrices 11-1 et 11-2 sont très proches l’une de l’autre. Afin de pouvoir assigner un espace de détection dédiée à chacune de ces deux photodiodes 11-1 et 11-2, le dispositif de détection de gestes 3 comprend au moins un composant optique commun C associé respectivement aux deux diodes 11-1 et 11-2 qui appartiennent au même module d’émission 11 et qui sont disposées de part et d’autre du composant optique C.

Le composant optique commun C est configuré pour limiter le champ actif des diodes ii-i, 11-2 auxquelles il est associé.

Ainsi, du fait du composant optique commun C, il n’y a pas ou seulement peu de chevauchement entre les champs actifs des diodes émettrices 11-1 et 11-2. Pour une diode émettrice, le champ actif est le champ d’émission de lumière. Il s’agit en général d’un cône de lumière avec un certain angle d’ouverture centré autour de l’axe optique de la diode émettrice.

Pour une diode réceptrice, le champ actif est le champ de réception de lumière. Il s’agit en général d’un cône de réception avec un certain angle d’ouverture centré autour de l’axe optique de la diode réceptrice.

La diode réceptrice 13-1 reçoit et transmet les signaux émis par chacune des diodes émettrices 11-1, 11-2, à l'unité de commande 15 qui les différencie. Par exemple, les deux diodes émettrices 11-1 et 11-2 peuvent émettre alternativement des pulsations lumineuses, l'unité de contrôle 15 étant configurée pour connaître à tout instant donné la diode 11-1 ou 11-2 étant en train d'émettre. En particulier, l'unité de contrôle 15 va utiliser le signal de la diode réceptrice pour comparer l'intensité lumineuse reçue par la diode réceptrice 13-1 et provenant de chacune des deux diodes émettrices 11-1, 11-2.

On peut ainsi en activant les diodes 11-1 et 11-2 alternativement ou successivement selon un schéma d’activation détecter le mouvement de la main de gauche à droite et vice versa.

Dans le présent exemple, le composant optique commun C est par exemple un écran ou un cache séparateur restreignant au moins partiellement le champ actif de la diode associée.

Comme on le voit sur la figure 2, l’écran séparateur C est par exemple un muret ou une paroi dressée verticalement sur le support 17 et par exemple de forme carrée de 6mm de côté, et interposé entre les deux diodes 11-1 et 11-2. L’écran séparateur C est notamment opaque, c’est-à-dire qu’il ne laisse pas passer de la lumière, au moins dans la gamme spectrale des diodes émettrices 11-1, 11-2.

Selon une première variante, l’écran séparateur C est par exemple réfléchissant et sert à modifier le cône d’émission de la diode émettrice 11-1 ou 11-2. Pour ce cas, l’écran séparateur C peut être réalisé en métal, par exemple poli, ou par un miroir, ou en matière plastique revêtu d’un revêtement réfléchissant.

Selon une deuxième variante, l’écran séparateur C est par exemple absorbant. Pour ce cas, l’écran séparateur C peut être réalisé en noir, par exemple en métal ou en matière plastique revêtu d’un revêtement absorbant.

Le cas où l’écran séparateur commun est réalisé en métal et plus généralement en un matériau thermoconducteur, sur lequel est déposé un revêtement absorbant est avantageux car, notamment quand l’écran séparateur commun C est contact avec les diodes émettrices 11-1 et 11-2, il permet de dissiper de plus la chaleur produite par ces diodes 11-1 et 11-2.

Pour limiter la taille de l’écran séparateur C, il est préférable que la distance D entre les diodes émettrice 11-1 et 11-2 soit la plus petite possible, de préférence que chacune des deux diodes 11-1 et 11-2 est en contact avec l’écran séparateur commun C intercalé entre les deux diodes. Dans ce cas, on atteint un degré de compacité maximale et un encombrement minimal.

Selon d’autre variantes, on envisage que la distance entre deux diodes par exemple 11-1 et 11-2 d’un même module émetteur 11 séparées par le composant optique commun C est inférieure à 10cm, voir 5 cm, notamment inférieure à 10mm et plus spécifiquement inférieure à 3 mm.

La hauteur de l’écran séparateur commun C est par exemple comprise entre 2 et 20mm, notamment entre 2 et 5mm

Il s’avère judicieux que la surface dans le plan X-Z de l’écran séparateur commun C est au moins la même que la surface en Y-Z des diodes 11-1 et 11-2 et que l’écran séparateur C soit fixé juste à côté de la diode associée.

Ceci est aussi représenté de façon simplifiée sur les figures 2 et 3 montrant respectivement une vue en perspective des diodes 11-1, 11-2 ainsi que 13-1 et 13-2 posées sur le support 17 formant plan de pose le long de la ligne de pose 19 et une vue en coupe transversale selon l’axe Z de ces mêmes éléments.

On voit en particulier sur les figures 2 et 3 que le champ actif (représenté sur la figure 2 par des flèches d’émission El et par un secteur en traits El sur la figure 3) de la première diode émettrice 11-1 est situé en majorité d’un côté (ici à gauche vu sur les figures 2 et 3) de l’écran séparateur commun C.

Le champ actif de la deuxième diode émettrice 11-2 du même module 11 (représenté sur la figure 2 par des flèches d’émission E2 et par un secteur en traits interrompus par deux points E2 sur la figure 3) est situé en majorité de l’autre côté de l’écran séparateur C.

Par le composant optique commun C, on introduit donc une dissymétrie dans le champ actif, c’est-à-dire le champ d’émission des deux diodes 11-1 et 11-2. Autrement dit sur la figure 1, l’intensité lumineuse de la première diode 11-1 est émise plus vers la gauche tandis que l’intensité lumineuse de la deuxième diode 11-2 est émise plus à droite.

De manière générale, cette dissymétrie peut être une dissymétrie dans l'intensité relative de lumière reçue par chacune des diodes émettrices 11-1, 11-2, en particulier du fait d'un écran partiellement transparent. Dans ce cas général, une différence d'intensité reçue de chacune des diodes émettrices sert à déterminer la position de la main. C’est cette dissymétrie ou orientation particulière des champs actifs des deux diodes 11-1 et 11-2 qui permet de réaliser la détection par exemple d’un mouvement d’une main d’un utilisateur de gauche à droite ou vice versa, ceci malgré la proximité immédiate des diodes 11-1 et 11-2.

En effet, si la main d’utilisateur se trouve à la position PI (voir figure 3), c’est-à-dire en position à gauche sur la figure 1, elle peut seulement être éclairée par la diode 11-1. On peut donc détecter par l’activation de la diode émettrice 11-1 et détection de la lumière diffusée par la main de l’utilisateur par l’intermédiaire de la diode réceptrice 13-1 et ou 13-2 que la main se trouve à gauche.

De façon analogue, si la main d’utilisateur se trouve à la position P2 (voir figure 3), c’est-à-dire en position à droite sur la figure 1, elle peut seulement être éclairée par la diode 11-2. On peut donc détecter par l’activation de la diode émettrice 11-2 et détection de la lumière diffusée par la main de l’utilisateur par l’intermédiaire de la diode réceptrice 13-1 et ou 13-2 que la main se trouve à droite.

En détectant successivement la main en position gauche, puis en position droite, on peut donc détecter un geste de balayage « swipe » horizontal, c’est-à-dire un geste où la main réalise un mouvement selon l’axe Y de gauche à droite.

La largeur L du support 17 peut être très limitée, par exemple à environ 5mm.

Le dispositif de détection de geste 3 peut donc être intégré de façon très discrète par exemple en dessous de l’écran d’affichage 2. En particulier, toutes les diodes émettrices et réceptrices 11-1, 11-2, 13-1,13-2 sont disposées de façon centrée en dessous du bord horizontal 21 de l’écran d’affichage 2.

Comme déjà expliqué précédemment, on peut obtenir les mêmes fonctionnalités en remplaçant les diodes émettrices 11-1 et 11-2 par des diodes réceptrices et les diodes réceptrices 13-1 et 13-2 par des diodes émettrices.

La figure 4 montre l’interface de la figure 1 dans une autre configuration selon laquelle le module émetteur de lumière 11 comprend quatre diodes émettrices de lumière 11-1, 11-2 ; 11-3, 11-4, respectivement deux diodes émettrices étant séparées par un composant optique commun Cl, C2, C3 ou C4 sous forme d’écrans séparateurs formant une croix. De préférence, les écrans séparateurs Cl, C2, C3 et C4 sont réalisés d’une seule pièce, par exemple par moulage par injection en matière plastique et dépassent en hauteur les diodes 11-1 à 11-4.

On voit sur la figure que les quatre diodes émettrices 11-1 à 11-4 du module émetteur 11 sont disposées à équidistance du centre O sur le périmètre d’un cercle (représenté en traits), respectivement deux diodes, par exemple 11-1 et 11-2 sont séparées par un écran séparateur commun Cl qui s’étend radialement depuis le centre O.

Le module récepteur 13 quant à lui comprend une paire de diodes réceptrices de lumière 13-1, 13-2 disposées de part et d’autre du module émetteur de lumière 11. En utilisant deux diodes réceptrices 13-1 et 13-2, celles-ci peuvent être disposées au plus près du module émetteur 11 rendant l’ensemble du dispositif de détection de gestes 3 encore plus compact.

Dans une variante simplifiée, on utilise seulement une diode réceptrice 13-1 par exemple.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation de la figure 4 est similaire à celui des figures 1 à 3, sauf que par ces quatre diodes émettrices 11-1 à 11-4 ainsi les quatre écrans séparateurs Cl à C4, on définit, comme représenté sur la figure 5, quatre secteurs de détection numérotés en chiffres romains I à IV et situés dans l’espace devant l’écran d’affichage 2.

En fonctionnement, l’unité 15 de commande et de traitement du dispositif de détection de gestes 3 peut par exemple interroger successivement chaque champ de détection, par exemple en activant la diode émettrice 11-1 et en regardant le signal de mesure de la diode réceptrice 13-1 et/ ou 13-2, et on peut détecter si une main d’un utilisateur se trouve par exemple dans le champ de détection I.

Le tableau suivant donne un exemple de diverses associations de diodes pour détecter la main d’un utilisateur dans divers champs de détection :

On comprend en outre qu’en associant différemment les diodes émettrices 11-1 à 11-4 avec les diodes réceptrices 13-1 et 13-2, on peut moduler aussi la taille du champ effectif de détection.

Le dispositif de détection de gestes 3 est donc particulièrement peu encombrant tout en offrant une performance importante dans la détection de gestes.

En effet, dans le cas présent, il est non seulement possible de détecter des gestes à mouvement horizontal selon l’axe Y, mais aussi à mouvement vertical, du haut vers le bas et vice versa, selon l’axe Z.

Bien entendu, pour ce mode de réalisation, on peut également remplacer les diodes émettrices par des diodes réceptrices et vice versa.

Une version encore plus économique permettant la détection de gestes à mouvements verticaux et horizontaux est représentée en vue de dessus sur la figure 6 avec seulement trois diodes émettrices 11-1 à 11- 3.

Dans ce mode de réalisation, on voit sur la figure 6 que les trois diodes émettrices 11-1 à 11-3 du module émetteur 11 sont par exemple disposées à équidistance du centre O sur le périmètre d’un cercle (représenté en traits pointillés), respectivement deux diodes, par exemple 11-1 et 11-2 sont séparées par un écran séparateur Cl qui s’étend radialement depuis le centre O.

Selon une variante, un écart à l'équidistance au centre O différent pour chacune des diodes 11-1 à 11-3 peut avantageusement servir à créer une dissymétrie des champs actifs des diodes 11-1 à 11-3 du module émetteur.

La présente invention offre donc une construction compacte et peu onéreuse d’un dispositif de détection de gestes tout en présentant des performances de détection élevées.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (3) de détection de gestes, comprenant au moins un module émetteur (11) de lumière et un module récepteur (13) de lumière, les modules émetteur (11) et récepteur (13) comprenant respectivement au moins une diode émettrice (11-1) configurée pour émettre de la lumière et au moins une diode réceptrice (13-1) configurée pour recevoir de la lumière, le nombre total des diodes émettrice (11) et réceptrice (13) étant supérieur ou égal à trois, caractérisé en ce que le dispositif de détection de gestes comprend au moins un composant optique commun (C, Cl, C2, C3, C4) associé respectivement à deux diodes (11-1, 11-2) apparentant au même module (11) et disposées de part et d’autre du composant optique commun (C, Cl, C2, C3, C4), chaque composant optique commun (C, Ci, C2, C3, C4) étant configuré pour limiter le champ actif de la diode (11-1,11-2) auquel il est associé dans le champ actif de l’autre diode (11-2,11-1), le champ actif étant le champ d’émission de lumière pour une diode émettrice (11-1 à 11-4) et le champ de réception de lumière pour une diode réceptrice (13-1,13-2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant optique commun (C, Cl, C2, C3, C4) comprend un écran séparateur restreignant au moins partiellement le champ actif de la diode associée (11-1,11-2,11-3,11-4 ; 13-1,13-2).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit écran séparateur commun (C, Cl, C2, C3, C4) est un écran opaque.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’écran séparateur commun (C, Cl, C2, C3, C4) est réfléchissant.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’écran séparateur commun (C, Cl, C2, C3, C4) est absorbant.
6. Dispositif selon la revendication l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la distance entre deux diodes (I1-1, 11-2) d’un même module (11) séparées par le composant optique commun (C, Cl, C2, C3, C4) est inférieure à 10cm, voir 5cm, notamment inférieure à 10mm et plus spécifiquement inférieure à 3mm.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 prises ensembles avec la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des deux diodes (11-1, 11-2) est en contact avec l’écran séparateur commun (C, Cl, C2, C3, C4).
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la hauteur de l’écran séparateur commun (C, Cl, C2, C3, C4) est comprise entre 2-20mm, notamment entre 2-5mm.
9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l’un des modules émetteur (11) ou récepteur (13) comprend au moins trois diodes (11-1 à 11-4) disposées sur le périmètre d’un cercle, respectivement deux diodes étant séparées par un écran séparateur commun (Cl, C2, C3, C4) qui s’étend radialement depuis le centre du cercle (O).
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte un module émetteur de lumière (11) ou un module récepteur de lumière (13) présentant au moins une diode (13-1,13-2) dont le champ actif est dégagé.
11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les diodes émettrices (11-1 à 11-4) et réceptrices (13-1,13-2) possèdent une plage de fonctionnement dans l’infrarouge.
12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à il, caractérisé en ce que le module émetteur de lumière (il) comprend quatre diodes émettrices de lumière (11-1, 11-2 ; 11-3, 11-4), respectivement deux diodes émettrices étant séparées par un écran séparateur commun (Cl, C2, C3, C4) et le module récepteur (13) comprend une paire de diodes réceptrices de lumière (13-1, 13-2) disposées de part et d’autres du module émetteur de lumière (11).
13. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une unité (15) de commande et de traitement configurée pour activer successivement les diodes émettrices (11-1 à 11-4) et pour recevoir et traiter les signaux de mesure des diodes réceptrices (13-1,13-2).
14. Module d'interface (1), caractérisé en ce qu’il comprend -un dispositif de détection de gestes (3) selon la revendication 13, l’unité (15) de commande et de traitement étant configurée pour détecter et interpréter l'exécution d'un geste par un utilisateur dans un espace de détection, - une unité (5) de contrôle configurée pour exécuter au moins une commande en fonction du geste détecté et interprété.
15. Module d’interface selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’ü comprend en outre un écran d’affichage (2) pour afficher des informations concernant les fonctions à commander et en ce que toutes les diodes émettrices et réceptrices (11-1 à 11-4, 13-1,13-2) sont disposées de façon centrée en dessous d’un bord horizontal (21) de l’écran d’affichage (2).