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Title:
OPTICAL-EFFECT TOUCHPAD ON A STEERING WHEEL FOR FINGER DETECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/048771
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for detecting gestural control performed by a finger (P, F) of a motor vehicle driver, comprising an interface pad (3), a light source (4) emitting an optical beam in the infrared band towards the interface pad, an imaging sensor (5) for capturing the images returned by the interface pad on the side away from the driver, having a base frame (1) and a movable tab (2), a region of optical interest as seen from the imaging sensor being defined at the interface between the base frame and the movable tab, the interface pad comprising an elastic deformable joint interposed between the base frame and the movable tab, the deformable joint comprising a first inclined face (13), such that an optical path passing through the first inclined face is proportionately modified by the deformation of the joint under the effect of the movement of the movable tab.

Inventors:
CLOCHARD, Pascal (5 résidence des Portes de Méridon, CHEVREUSE, CHEVREUSE, 78460, FR)
WROBLEWSKI, Jérôme (74 avenue Pierre Chenais, Mainvilliers, Mainvilliers, 28300, FR)
Application Number:
FR2018/052156
Publication Date:
March 14, 2019
Filing Date:
September 04, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (1 Avenue Paul Ourliac, Intellectual Property, Toulouse, 31100, FR)
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (Vahrenwalderstrasse 9, Hanovre, 30165, DE)
International Classes:
B60K35/00; B62D1/04; B60K37/06; G06F3/042; G06K9/78; H03K17/96; G06F3/0354
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (1 Avenue Paul Ourliac, Intellectual Property, Toulouse, 31100, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système de détection de commande gestuelle effectuée par au moins un doigt (P, F) d'un conducteur d'un véhicule automobile, le système comprenant :

• au moins une palette d'interface (3) située à proximité de la jante du volant de conduite (8),

« au moins une source lumineuse (4) émettant un faisceau optique (L1 ) principalement dans la bande infrarouge vers la palette d'interface,

• un capteur d'imagerie (5), pour capter au moins les images renvoyées (L2) par la palette d'interface du côté opposé au conducteur,

dans lequel la palette d'interface (3) comprend un cadre de base (1 ) et une plaquette mobile (2) déplaçable entre une position de repos (PO) et une ou plusieurs positions d'activations (P1 , P2) obtenues par pression d'un des doigts (P, F) sur la plaquette mobile (2), le cadre de base (1 ) et la plaquette mobile (2) s'étendant généralement dans un plan de référence XY et présentant une épaisseur faible selon la direction Z perpendiculaire audit plan de référence XY, une zone d'intérêt optique vue du capteur d'imagerie étant définie à l'interface entre le cadre de base (1 ) et la plaquette mobile (2), caractérisé en ce que la palette d'interface (3) comprend un joint déformable élastique (6 ; 7) interposé entre le cadre de base (1 ) et la plaquette mobile (2), le joint déformable élastique (6 ; 7) comprenant au moins un premier pan incliné (13 ; 15), de sorte qu'un parcours optique (L1 , L2) passant par le premier pan incliné (13) est proportionnellement modifié par la déformation du joint déformable élastique (6 ; 7) sous l'effet du déplacement de la plaquette mobile (2) et la modification du parcours optique (L1 , L2) est détectable par le capteur d'imagerie (5), notamment dans sa géométrie, dans la zone d'intérêt optique vue du capteur d'imagerie (5).

2. Système selon la revendication 1 , dans lequel le premier pan incliné (13) se trouve en vis-à-vis d'un second pan incliné (14), lequel est séparé du premier pan incliné (13) par un intervalle en coin (60) dont la géométrie est modifiée progressivement en fonction d'un effort exercé sur la plaquette mobile (2).

3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'intervalle en coin (60) se referme lorsqu'un doigt (P) appuie sur la plaquette mobile (2) en direction du capteur d'imagerie (5).

4. Système selon la revendication 3, dans lequel l'intervalle en coin (60) s'ouvre lorsqu'un doigt (F) appuie sur la plaquette mobile (2) en direction du conducteur.

5. Système selon la revendication 3, dans lequel la portion du faisceau optique (L1 , L2) retournant vers le capteur d'imagerie (5) comporte une diffraction sur le premier pan incliné (13), une réflexion sur une bande réfléchissante (17) et une nouvelle diffraction sur le premier pan incliné (13), puis un retour vers le capteur d'imagerie (5).

6. Système selon la revendication 4, dans lequel la portion du faisceau optique (L1 ) ne retournant pas vers le capteur d'imagerie (5) traverse substantiellement en ligne droite les premier et second pans inclinés (13, 14).

7. Système selon la revendication 1 , dans lequel le joint déformable élastique (7) présente une section générale trapézoïdale avec un premier pan incliné (15) et un second pan incliné (16), incliné à l'opposé du premier, la portion du faisceau optique (L1 , L2) retournant vers le capteur d'imagerie (5) comportant une diffraction sur le premier pan incliné (15), et une diffraction sur le second pan incliné (16).

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel des zones brillantes (ZC) et des zones foncées (ZF) sont créées vu du capteur d'imagerie (5), les zones brillantes (ZC) et les zones foncées (ZF) étant séparées par une limite (K), et cette limite est déplacée proportionnellement à l'effort exercé sur la plaquette mobile (2).

9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la plaquette mobile (2) est transparente au moins à la lumière infrarouge, de manière à pouvoir détecter des mouvements d'un doigt à l'intérieur de la zone couverte par la plaquette mobile (2) au travers de la plaquette mobile (2).

10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la source lumineuse (4) émet dans la bande proche infrarouge, typiquement dans le bande de longueur d'onde 850 nm - 940 nm, et n'émet pas dans la bande visible. 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel il est prévu un rappel élastique vers la position de repos de la plaquette mobile (2), de préférence fourni par la résilience intrinsèque du joint déformable élastique (6 ; 7).

Description:
Palette tactile à effet optique sur volant de conduite pour détection de doigt

La présente invention est relative aux palettes tactiles utilisées sur un volant de conduite d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, cela concerne des palettes tactiles à effet optique pour détection de gestes digitaux et/ou tactiles au moyen d'une caméra standard, ou plus généralement d'un capteur d'imagerie.

II est déjà bien connu de disposer des boutons de commande dans les branches du volant qui relient la portion centrale à la jante du volant, par exemple pour commander les fonctions audio et/ou communication ou encore la fonction régulation/limitation de vitesse.

Cependant, dans le contexte d'interfaces homme-machine de plus en plus élaborées, cette solution n'est pas souple car les boutons sont dédiés. Et de plus cela nécessite une connexion électrique câblée entre le volant et le reste du véhicule.

En effet, il est préférable d'utiliser des solutions qui ne requièrent pas la présence d'électronique à l'intérieur du volant et qui ne requièrent pas une connexion électrique câblée entre le volant (qui tourne) et la planche de bord.

Par ailleurs, la sécurité de conduite recommande fortement de garder en permanence les mains sur le volant ou à proximité immédiate de ce dernier, ce qui incite à fournir des possibilités d'interfaces homme-machine sur le volant de conduite accessibles par les doigts du conducteur lorsque sa main tient la jante, objectif qui n'est pas toujours compatible avec les contraintes citées précédemment.

II a déjà été proposé de détecter, au moyen d'une caméra dite caméra 3D, certains gestes faits par les doigts du conducteur lorsque les doigts de la main du conducteur se trouvent sur une palette spécifique transparente dans l'environnement du volant, comme par exemple dans le document FR 3 028 222. Mais selon la solution proposée, il est nécessaire de faire appel à une caméra spécifique (dite « 3D ») capable de mesurer la distance par rapport à chacun des points des objets vus dans le champ de vision, ce qui est un équipement onéreux. Par ailleurs, il est très difficile d'obtenir une précision suffisante pour déterminer si le doigt touche la palette ou si le doigt ne touche pas la palette, différence qui est pourtant très importante du point de vue de la signification des gestes faits par les doigts du conducteur.

Par conséquent, les inventeurs ont identifié un besoin de proposer d'autres solutions pour fournir une interface de commande gestuelle sur une palette tactile dans le volant, sans électronique dans le volant et sans liaison électrique câblée entre le volant et la planche de bord. À cet effet, il est proposé un système de détection de commande gestuelle effectuée par au moins un doigt d'un conducteur d'un véhicule automobile, le système comprenant :

• au moins une palette d'interface située à proximité de la jante du volant de conduite,

• au moins une source lumineuse émettant un faisceau optique principalement dans la bande proche infrarouge vers la palette d'interface,

• un capteur d'imagerie, pour capter au moins les images renvoyées par la palette d'interface du côté opposé au conducteur,

dans lequel la palette d'interface comprend un cadre de base et une plaquette mobile déplaçable entre une position de repos et une ou plusieurs positions d'activations obtenues par pression d'un des doigts sur la plaquette mobile, le cadre de base et la plaquette mobile s'étendant généralement dans un plan de référence XY et présentant une épaisseur faible selon la direction Z perpendiculaire audit plan de référence XY, une zone d'intérêt optique vue du capteur d'imagerie étant définie à l'interface entre le cadre de base et la plaquette mobile.

Le système de détection est remarquable en ce que la palette d'interface comprend un joint déformable élastique interposé entre le cadre de base et la plaquette mobile, le joint déformable élastique comprenant au moins un premier pan incliné, de sorte qu'un parcours optique passant par le premier pan incliné est proportionnellement modifié par la déformation du joint déformable élastique sous l'effet du déplacement de la plaquette mobile et la modification du parcours optique est détectable par le capteur d'imagerie (notamment dans sa géométrie) dans la zone d'intérêt optique vue du capteur d'imagerie.

Grâce à un tel système, on peut détecter l'intensité de l'effort exercé sur la plaquette mobile, et non pas seulement une action en tout ou rien. Le capteur d'imagerie capte ainsi une zone à luminosité quasi constante mais à géométrie dépendante de la déformation du joint et donc de la force exercée sur la plaquette mobile.

La zone à luminosité quasi constante peut se présenter comme une bande périphérique continue ou comme une pluralité de zones disjointes.

Certains mouvements de doigts particuliers comme un pseudo clic, un pseudo double clic, peuvent être ainsi détectés de façon très fiable, avec une fiabilité supérieure à des traitements d'images analysant le flou plus ou moins prononcé du doigt vu à travers la palette d'interface selon l'art antérieur. La proportionnalité de la déformation permet aussi de distinguer un appui faible d'un appui plus fort.

Avantageusement, le conducteur garde les mains en prise ou à proximité immédiate du volant, et peut faire des gestes de commande sur la palette d'interface en gardant un bon contrôle du volant de direction.

Le capteur d'imagerie est par exemple une caméra vidéo ; on peut parler généralement d'un capteur optique. La caméra peut être une caméra vidéo conventionnelle ou du type « 3D » comme il sera détaillé plus loin.

Le doigt détecté est un pouce, un index, un majeur ou un autre doigt.

Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes.

Selon une option, le premier pan incliné se trouve en vis-à-vis d'un second pan incliné, lequel est séparé du premier pan incliné par un intervalle en coin dont la géométrie est modifiée progressivement en fonction d'un effort exercé sur la plaquette mobile.

Ainsi, la caméra (le capteur d'imagerie) perçoit une modification de géométrie de la zone la plus lumineuse de son point de vue, cette zone la plus lumineuse étant aisément repérable.

Selon une caractéristique avantageuse, l'intervalle en coin se referme lorsqu'un doigt appuie sur la plaquette mobile en direction du capteur d'imagerie.

Ceci correspond au cas où la plaquette mobile est poussée par le pouce. La largeur de la bande lumineuse diminue proportionnellement à l'effort appliqué.

Selon une caractéristique additionnelle optionnelle, l'intervalle en coin s'ouvre lorsqu'un doigt appuie sur la plaquette mobile en direction du conducteur.

Ceci correspond au cas où la plaquette mobile est tirée par l'index ou le majeur en direction du conducteur. La largeur de la bande lumineuse augmente proportionnellement à l'effort appliqué.

Selon une possibilité, la portion du faisceau optique retournant vers le capteur d'imagerie comporte une diffraction sur le premier pan incliné, une réflexion sur une bande réfléchissante et une nouvelle diffraction sur le premier pan incliné, puis un retour vers la caméra (capteur d'imagerie).

Avantageusement, on crée ainsi un écho lumineux franc et aisément détectable par la caméra. Par « bande réfléchissante », on comprend aussi une bande diffusante ou à fonction catadioptre. Un « poussé de doigt » provoque un écrasement du joint, donc une diminution géométrique de la largeur de la zone brillante (dans les fréquences utilisées) vu par la caméra. Selon une alternative de design optique complémentaire, la portion du faisceau optique ne retournant pas vers le capteur d'imagerie (caméra) traverse substantiellement en ligne droite les premier et second pans inclinés. À cet endroit, les premier et second pans inclinés sont en contact l'un de l'autre et par conséquent cette partie du faisceau optique n'est donc pas retournée vers le capteur d'imagerie ; de plus, la puissance optique émise est suffisamment faible pour ne pas être dangereuse pour les yeux du conducteur ou d'un autre occupant du véhicule. Un « tiré de doigt » provoque une traction du joint, donc une augmentation géométrique de la largeur de la zone brillante (dans les fréquences utilisées) vu par le capteur d'imagerie (caméra).

Selon une autre option, on peut prévoir une bande absorbante optique pour absorber le faisceau qui traverse en ligne droite les pans inclinés.

Selon une autre option possible, le joint déformable présente une section générale trapézoïdale avec un premier pan incliné et un second pan incliné, incliné à l'opposé du premier, la portion du faisceau optique retournant vers le capteur d'imagerie comportant une diffraction sur le premier pan incliné, et une diffraction sur le second pan incliné.

Le second pan incliné est symétrique du premier par rapport à la direction perpendiculaire Z et les deux diffractions provoquent un retour du faisceau incident vers le capteur d'imagerie ; en revanche, la base du trapèze est traversée en ligne droite par le faisceau incident, sans retour.

Grâce à ces dispositions, des zones brillantes et des zones foncées sont créées vu du capteur d'imagerie. Les zones brillantes et les zones foncées sont séparées par une limite, et cette limite se déplace proportionnellement à l'effort exercé sur la plaquette mobile.

Selon une option, le joint déformable élastique présente une section trapézoïdale adaptée pour s'écraser sous effort et la base du joint déformable s'élargit sous un effort de compression. Un tel joint est simple à fabriquer dans une filière d'extrusion.

Selon une option, le joint déformable présente un noyau creux. Ceci facilite la déformation et l'écrasement du joint.

Selon une option, le cadre de base forme une zone périphérique autour de ladite plaquette mobile. La plaquette mobile déplaçable est ainsi protégée par le cadre et ne risque pas d'être endommagée ; on peut aussi prévoir une délimitation par un motif visible du conducteur qui s'attend intuitivement à trouver la zone d'activation dans la zone centrale de la palette d'interface. Selon une option, le ou les pans inclinés peuvent s'étendre sur tout le pourtour de la plaquette mobile, le joint étant interposé dans le plan de référence XY entre le cadre de base et la plaquette mobile. Autrement dit, le pan incliné fait tout le tour du cadre de base. Le traitement d'images dans le capteur d'imagerie permet facilement de repérer une telle forme géométrique connexe ainsi que de la localiser en position et orientation.

Selon une autre option, le ou les pans inclinés peuvent s'étendre seulement sur une partie du pourtour. On peut avoir par exemple le pan incliné seulement sur trois côtés, et plus généralement on peut avoir une non connexité de la zone d'intérêt optique.

Selon une option, la source lumineuse et le capteur d'imagerie vidéo sont agencés à proximité l'un de l'autre ; on évite ainsi un effet de biais et un possible effet de parallaxe.

Selon une option, la source lumineuse et le capteur d'imagerie vidéo sont agencés au voisinage ou dans un combiné d'instruments du véhicule ; l'intégration est ainsi facilitée.

Selon une option, la caméra vidéo (capteur d'imagerie) en question est aussi utilisée pour la fonction de surveillance de somnolence ; ceci procure la possibilité d'utiliser une seule caméra pour la fonction palette d'interface et la fonction « surveillance de la somnolence ».

Selon une option, la caméra vidéo est conventionnelle, i.e. sans fonction tridimensionnelle ; on obtient ainsi un coût modéré, une disponibilité d'une grande quantité de variantes, un encombrement très réduit.

Selon une option, il peut être prévu un effet cloquant. Ceci renforce l'intuitivité et donne une impression de qualité pour la course utile faible dans le cas présent.

Selon une option, la plaquette mobile est transparente au moins à la lumière infrarouge, de manière que le capteur d'imagerie puisse détecter des mouvements d'un doigt à l'intérieur de la zone couverte par la plaquette mobile au travers de la plaquette mobile.

Selon une option, la source de lumière émet dans la bande proche infrarouge 850-940nm, et n'émet pas dans la bande visible. Ainsi il n'y a pas de gêne pour le conducteur ni pour les autres occupants du véhicule, lesquels ne voient pas de point de lumière dans le combiné d'instrument. Par ailleurs, la puissance émise reste dans tous les cas en dessous des seuils de gêne et/ou de dangerosité pour les yeux. Selon une option, il est prévu un rappel élastique vers la position de repos, de préférence fourni par la résilience intrinsèque du joint déformable élastique.

Selon une option, les pans inclinés sont inclinés substantiellement à 45° par rapport au plan de référence XY. On obtient ainsi une configuration géométrique et optique simple et fiable.

Selon une option, le joint déformable élastique est un joint en silicone extrudé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels :

- les figures 1 et 2 montrent d'une manière schématique, respectivement de face et de profil, un système de détection selon la présente invention,

- la figure 3 représente une vue en coupe transversale autour de la jante du volant avec la palette d'interface, avec action de poussée,

- la figure 4 représente plus en détail une vue de face de la palette d'interface,

- la figure 5 est analogue à la figure 3 et représente une vue en coupe transversale autour de la jante du volant avec la palette d'interface, avec action de traction,

- les figures 6A, 6B et 6C montrent une vue en coupe plus en détail d'un premier mode de réalisation selon la ligne de coupe VI-VI illustrée à la figure 4,

- les figures 7A,7B et 7C montrent une vue en coupe d'un second mode de réalisation selon la ligne de coupe VII-VII illustrée à la figure 4,

- les figures 8A et 8B montrent une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation selon la ligne de coupe VIII-VIII illustrée à la figure 4,

- la figure 9 représente un exemple de zone d'intérêt optique vu par le capteur d'imagerie,

- la figure 10 représente les mouvements types principaux considérés pour le pouce du conducteur,

- la figure 11 représente un autre type de volant et de palette d'interface,

- la figure 12 illustre la modification de réglage de la position du volant. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains éléments ne sont pas représentés à l'échelle. Sur la figure 1 , on a représenté un système de détection de commande gestuelle effectuée par un pouce P d'un conducteur d'un véhicule automobile, sur un élément appartenant généralement au volant et que l'on appelle dans la suite une palette d'interface 3 qui sera détaillée par la suite.

Dans la suite, on désigne par P le pouce de la main M, et par F l'un quelconque des autres doigts (index, majeur, annulaire, auriculaire).

Le volant 8 illustré est du type à deux branches 85, mais bien entendu le nombre de branches peut être quelconque vis-à-vis de la présente invention, il peut être de 3, 4 ou même 1 (cas mono branche).

Le volant 8 tourne autour d'un axe noté W et comprend un moyeu ainsi qu'une jante 82 comme connu en soi. La jante peut être décentrée par rapport à l'axe W, vers le haut en configuration ligne droite comme illustré à la figure 1.

Il n'est pas exclu que le moyeu comprenne un coussin central 80 équipé d'un système de sac gonflable de sécurité, mais dans une variante préférée, les protections gonflables sont situées ailleurs dans d'autres parties du poste de conduite et le volant 8 est dépourvu de tout système électrique/électronique.

Derrière le volant 8 est positionné un combiné d'instruments 9 comme connu en soi. Dans ce combiné d'instruments 9, par exemple, il est prévu une source lumineuse 4 émettant principalement dans le domaine du proche infrarouge et un capteur d'imagerie 5. Ce capteur d'imagerie 5 est aussi appelé capteur photographique.

Les images sont captées par ce capteur d'imagerie 5 à un rythme de plusieurs images par seconde, par exemple entre 5 images par seconde et 25 images par seconde. Ce capteur d'imagerie 5 peut être du type caméra vidéo, par exemple à base de capteur CCD connu en soi (couleur ou monochrome).

De préférence, la caméra est du type conventionnel c'est-à-dire en deux dimensions et sans mesure de profondeur. En d'autres termes, il ne s'agit pas d'une caméra de type « 3D » parfois aussi appelée « Time of flight ».

Toutefois, l'utilisation d'une telle caméra « 3D » n'est pas exclue dans le cadre de la solution proposée.

Dans l'exemple illustré en figure 1 , il y a deux palettes d'interface 3, chacune attachée à la jante 82 du volant 8; bien entendu, les palettes d'interface 3 peuvent aussi être reliées à d'autres parties structurelles du volant 8, comme par exemple la partie centrale, les palettes étant alors situées de part et d'autre à proximité de la partie centrale (repère 3b en figure 1 ). La source lumineuse 4 émet un faisceau optique principalement dans la bande infrarouge vers le volant 8, en particulier vers les palettes d'interface 3.

Il pourrait y avoir plusieurs sources lumineuses distinctes. Il pourrait y avoir aussi plusieurs capteurs d'imagerie 5 (caméras). Mais de façon préférée, le système peut utiliser une seule caméra, et voire même la caméra déjà utilisée pour la fonction de surveillance de somnolence autrement dit la caméra « drowsiness » en langue anglaise.

De préférence, la source lumineuse 4 et la caméra vidéo (capteur d'imagerie 5) sont agencées au voisinage l'une de l'autre.

En alternative, la source lumineuse 4 pourrait être positionnée en dehors du combiné d'instruments 9 au voisinage de ce dernier ; il en va de même pour la caméra qui pourrait être positionnée en dehors du combiné d'instruments 9 au voisinage de ce dernier, comme par exemple sur la colonne de direction du volant 8.

La lumière sortant de la source lumineuse 4 est émise en direction du volant 8 et du conducteur (trajet noté L1 sur la figure 2). De préférence, cette source lumineuse 4 n'émet pas dans le domaine visible mais principalement dans le domaine proche infrarouge.

Généralement, on choisit la bande de longueurs d'onde [800 nm - 1 100 nm] ce qui définit le domaine proche infrarouge.

Selon une option particulière, on choisit la bande de longueurs d'onde

[850 nm - 940 nm].

Le faisceau lumineux émis par la source lumineuse 4 aura de préférence une puissance limitée, en tout cas en dessous des seuils admis de dangerosité pour le conducteur dans les longueurs d'onde proche infrarouge utilisées.

Le fonctionnement est assuré quelles que soient les conditions lumineuses ambiantes extérieures, c'est-à-dire aussi bien en conditions obscures, de pénombre, par exemple en conduite de nuit, en conditions de jour, même avec un ensoleillement intense ; la version « cabriolet décapoté » est aussi compatible et prise en considération.

La caméra vidéo (capteur d'imagerie 5) possède un champ de vision qui englobe au minimum les positions possibles des palettes d'interface 3 dans le volant 8. On s'intéresse ici aux images captées par la caméra vidéo dans la zone des palettes d'interface 3, et en particulier aux rayons lumineux émis par la source lumineuse 4 et réfléchis par la palette d'interface 3 qui reviennent vers l'objectif de la caméra vidéo (trajet noté L2 sur la figure 2). La palette d'interface 3 comprend un cadre de base 1 solidaire du volant 8 et une plaquette mobile 2 (cf. figures 3 et 4). Le cadre de base 1 et la plaquette mobile 2 s'étendent généralement ensemble dans un plan de référence noté XY et présentent une épaisseur E selon la direction Z perpendiculaire audit plan XY.

On optera pour une épaisseur E faible, par exemple une épaisseur inférieure à 8 mm, et même de préférence, inférieure à 5 mm (finesse de conception et légèreté)

La palette d'interface 3 présente une face avant 2A visible du conducteur et une face arrière 2B non visible du conducteur.

Le cadre de base 1 forme la zone périphérique de ladite palette d'interface 3 et entoure la plaquette mobile 2 qui s'étend généralement dans la zone centrale de la palette d'interface 3.

La plaquette mobile 2 est déplaçable entre une position de repos PO qui prévaut en l'absence de sollicitation extérieure, notamment en l'absence d'appui de doigt, et au moins une première position d'activation P1 obtenue par pression du doigt P vers l'avant (flèche « A » aux figures).

Ce mouvement est rendu possible grâce à la présence d'une zone d'articulation 12 qui forme l'interface mécanique et accessoirement optique entre la plaquette mobile 2 et le cadre de base 1.

Selon une caractéristique optionnelle, il est prévu la direction d'activation opposée et en particulier une deuxième position d'activation P2 obtenue par pression du doigt F vers le conducteur (flèche « TR » aux figures), c'est-à-dire en pratique une traction réalisée par l'index, le majeur, l'annulaire ou l'auriculaire (un ou plusieurs de ces doigts).

Comme dans l'exemple illustré à la figure 4, la zone d'articulation 12 peut former un anneau fermé, c'est-à-dire qu'elle fait le tour complet de la plaquette mobile 2. Dans l'exemple illustré aux figures, le mouvement de déplacement de la plaquette mobile 2 est une quasi translation le long de l'axe Z.

Selon d'autres solutions alternatives, la zone d'articulation pourrait être différente, on pourrait avoir une charnière d'un côté et les bords inclinés situés à l'opposé de la charnière avec un mouvement de pivotement autour de la charnière.

Selon encore une autre solution, le couplage mécanique entre la plaquette mobile 2 et le cadre de base 1 peut être réalisé comme cela va être détaillé ci-après.

Comme visible aux figures 6A 6B 6C, selon un premier mode de réalisation, un joint déformable 6 est interposé, substantiellement dans le plan de référence XY, entre le cadre de base 1 et la plaquette mobile 2. Ce joint déformable 6 est de préférence réalisé en silicone souple ou autre matériau élastomère présentant une bonne élasticité c'est-à-dire une bonne résilience. Ce joint déformable 6 est de préférence obtenu par extrusion.

Ce joint déformable 6 est transparent pour les rayons lumineux infrarouges d'intérêt ici, et présente un indice optique substantiellement supérieur à celui de l'air, typiquement compris entre 1 ,3 et 1 ,6. Selon un cas particulier, on peut choisir un indice tel que l'angle limite soit inférieur ou égal à 45° pour avoir la réflexion totale, soit un indice supérieur à 1 ,41.

Ce joint déformable 6 s'étend selon son axe longitudinal J le long de l'interface entre le cadre de base 1 et la plaquette mobile 2, tout le tour dans un cas particulier ou bien avec une discontinuité sur un côté par exemple.

Ce joint déformable 6 comprend une échancrure 60 qui s'étend selon son axe longitudinal J. Dans sa forme au repos, cette échancrure prend la forme d'un espace creux en coin (i.e. intervalle en coin) qui s'étend depuis le fond 61 jusqu'à une embouchure 62.

L'un des bords (un des cotés) de cette échancrure forme un premier pan incliné 13, et l'autre bord de cette échancrure forme un second pan incliné 14.

La notion d'inclinaison prend ici sa référence par rapport au plan de référence XY ou à la direction perpendiculaire Z. On choisit de préférence une inclinaison de 45° qui présente l'avantage de la simplicité des formes et du parcours optique.

Le premier pan incliné 13 et le second pan incliné 14 présentent des surfaces substantiellement planes. Ces surfaces peuvent coopérer entre elles lorsqu'elles sont plaquées l'une sur l'autre.

L'intervalle G de l'embouchure 62 présente au repos une dimension type de 1 mm, généralement compris entre 0,5 mm et 2 mm.

Le joint déformable 6 comprend une forme de tenon 69 du côté de son accostage avec le cadre de base 1 , et le cadre de base 1 comprend une forme de mortaise 19 coopérant par complémentarité de forme avec le tenon 69 susmentionné.

De manière similaire, du côté de la plaquette mobile 2, on prévoit une forme de mortaise 29 prévue pour recevoir une forme de tenon 69 appartenant au joint déformable 6. D'autres moyens de fixation ne sont pas exclus, comme l'utilisation d'une colle structurelle par exemple.

Toute autre solution équivalente de montage fonctionnant par complémentarité de formes peut être utilisée en alternative. Selon une configuration, on peut prévoir que la bande réfléchissante 17 se loge naturellement au fond de la gorge de la mortaise 19.

Lesdits premier et second pans inclinés 13 et 14 forment ensemble une zone d'intérêt optique Z12 vu de la caméra (figure 9).

Dans l'exemple illustré à la figure 6A dans lequel aucune action n'est exercée sur la plaquette mobile 2 (configuration PO en l'absence de sollicitation extérieure), le joint déformable 6 est au repos, l'échancrure 60 en forme de coin est ouverte sur toute sa largeur et sur toute sa longueur axiale J, et le trajet optique L1 , L2 venant de la source lumineuse 4 est le suivant : diffraction sur le premier pan incliné 13, ensuite réflexion sur une bande réfléchissante 17, à cet endroit retour à 180°, puis nouvelle diffraction sur le premier pan incliné 13 et retour en direction de la caméra.

La bande réfléchissante 17 est à effet réfléchissant, au moins pour les rayons lumineux du proche infrarouge situés précisément sur le trajet optique réfracté.

Grâce à la bande réfléchissante 17, le taux de retour optique global est par conséquent élevé, et le pan incliné 13 est bien visible dans les images captées par la caméra (repère Z12 figure 9).

La zone brillante perçue par la caméra occupe toute la largeur de l'échancrure, elle est représentée schématiquement par la zone claire notée ZC en figure 6 A.

Selon une première configuration (figure 6B), en position d'activation P1 obtenue par poussée du doigt P, la largeur de l'échancrure 60 diminue, en partant depuis le fond de l'échancrure, le deuxième pan incliné 14 vient au contact du premier pan incliné 13 sur une certaine profondeur.

Par conséquent, la zone claire notée ZC diminue en largeur alors que dans la zone où les deux pans inclinés sont au contact, il se forme à la place une zone foncée notée ZF (toujours du point de vue de la caméra). La zone claire ZC et la zone foncée ZF sont séparées par une limite notée K.

Lorsque l'appui sur la plaquette mobile 2 est plus prononcé, comme illustré à la figure 6C, l'ensemble de l'échancrure 60 peut se retrouver refermé, et alors la zone claire ZC est fortement réduite, voire complètement éliminée, alors que la largeur de la zone foncée ZF est plus importante.

On voit donc que la limite K entre la zone claire ZC et la zone foncée ZF se déplace proportionnellement à l'intensité de l'effort appliqué sur la plaquette mobile 2. S'agissant des matériaux, on choisira de préférence pour le cadre de base 1 et pour la plaquette mobile 2 du polycarbonate ou du PMMA. De préférence on choisit un matériau transparent dans le proche infrarouge pour la plaquette mobile 2.

Comme mentionné plus haut, en l'absence de sollicitations mécaniques extérieures, la plaquette mobile 2 est ramenée à la position de repos PO par des moyens de rappel. Dans l'exemple illustré, c'est la résilience du joint 6 qui forme l'effort de rappel dans la position de repos PO. On notera qu'une solution de principe basée sur un moyen de rappel de type ressort n'est pas exclue.

On a illustré aux figures 7A 7B 7C une variante de la configuration décrite aux figures 6A 6B 6C ; dans cette variante, l'utilisateur peut pousser la plaquette mobile et il peut aussi tirer sur la plaquette mobile, les deux directions sont possibles.

La plupart des éléments de seront pas décrits à nouveau car seuls la disposition et le fonctionnement de l'échancrure 60 diffèrent.

Sur la figure 7A est représentée la configuration en position de repos PO, à savoir sans sollicitation externe. On observe que l'échancrure 60 est à demi fermée, comme précédemment en figure 6B, du point de vue de la caméra, il y a une zone claire ZC brillante et une zone foncée ZF ; la limite K entre la zone claire ZC et la zone foncée ZF est donc au voisinage du milieu de la largeur de l'échancrure 60 en coin.

Lorsque l'on tire sur la plaquette mobile 2 (position P2, comme illustrée à la figure 7B), l'ensemble de l'échancrure 60 se retrouve ouverte, et alors la zone claire ZC est fortement élargie alors que la zone foncée ZF présente une largeur plus faible, voire complètement éliminée. La limite K se déplace vers la droite proportionnellement à l'effort de traction.

Lorsque l'on appuie sur la plaquette mobile 2, comme illustré à la figure 7C, l'ensemble de l'échancrure 60 se retrouve refermée, et alors la zone claire ZC est fortement réduite, voire complètement éliminée, alors que la largeur de la zone foncée ZF est plus importante. La limite K se déplace vers la gauche proportionnellement à l'effort d'appui.

La déformation est continue et proportionnelle en fonction de l'effort appliqué, donc les tailles respectives des zones claire et foncée ZC, ZF et la position de la limite K évoluent proportionnellement en fonction de l'effort appliqué, ces éléments étant décodés par l'analyse des images captées par la caméra 5.

Avantageusement, on obtient donc un fonctionnement quasi symétrique entre l'action de pousser et l'action de tirer.

Selon un autre mode de réalisation représenté aux figures 8A et 8B, un joint déformable élastique extrudé repéré 7 est interposé le long de la direction transversale Z entre une bordure 91 appartenant au cadre de base 1 et une bordure 92 appartenant à la plaquette mobile, autrement dit le joint déformable 7 est pris en sandwich entre les deux bordures 91 et 92.

Dans l'exemple illustré, le joint déformable 7 présente une double section trapézoïdale avec un premier pan incliné 15 et un deuxième pan incliné 16 incliné à l'opposé du premier. Le joint déformable 7 comprend une base longue (en haut sur les figures 8A 8B) et une base courte (en bas sur les figures 8A 8B), lesdites bases étant parallèles entre elles.

La portion du faisceau optique (L1 , L2) qui retourne vers la caméra comporte une diffraction sur le premier pan incliné 15, et une diffraction sur le second pan incliné 16. On a ainsi deux changements de direction de 90 degrés pour le faisceau optique (L1 , L2).

En revanche, le faisceau de lumière incidente traverse les bases du trapèze en ligne droite, ce qui crée à cet endroit une zone foncée ZF pour la caméra (pas de retour vers la caméra). On peut prévoir une bande absorbante optique 18 sur la plaquette mobile 2.

De façon optionnelle, à l'intérieur du joint 7, il est prévu une cavité 75 qui forme un noyau creux. Cette forme en creux favorise l'écrasement du joint et un élargissement de la base du trapèze.

Sur la figure 8A, on a illustré la position de repos PO, en l'absence de sollicitation externe.

Vu de la caméra, grâce aux différents pans inclinés (deux paires dans l'exemple), on obtient une alternance de zones claires ZC brillantes et de zones foncées ZF, et des limites K entre les zones claires ZC et les zones foncées ZF.

Sur la figure 8B, on a illustré une position d'activation P1 , avec application d'une sollicitation externe, le joint 7 est écrasé par l'effort appliqué et sa base longue s'allonge le long de la direction Y dans l'exemple illustré. La taille de la zone foncée centrale ZF a diminué (repère ZF2), alors qu'à l'inverse la taille des zones claires qui bordent la zone foncée centrale a augmenté (repère ZC2).

Selon les configurations illustrées aux figures 6A-6C et 7A-7C, avec de tels joints déformables élastiquement 6, 7, qui fournissent naturellement la force de rappel, on peut obtenir un profil très peu épais pour la palette d'interface ; l'épaisseur E peut être inférieure à 4 mm, voire inférieure à 3 mm.

Il peut être prévu un effet cloquant, intrinsèque au joint ou par un moyen externe distinct.

Sur la figure 9, on illustre la zone d'intérêt de contraste notée Z12, qui correspond à l'ensemble des lieux des points des bords inclinés vu de la caméra. En conjonction avec la figure 12, on comprend que la zone d'intérêt de contraste Z12 peut par ailleurs se déplacer Z12' lorsque le volant n'est pas tout à fait en ligne droite par exemple si le conducteur se trouve sur une autoroute avec une légère courbe, le volant présente l'angle volant Θ qui n'est pas égal à zéro mais pourtant les conditions de sécurité autorisent le conducteur à interagir avec un système embarqué grâces à la palette d'interface 3.

Sur la figure 10, on illustre différents mouvements de doigts typiques d'une interface homme-machine à logique tactile ; on trouve le déplacement à droite 71 , le déplacement à gauche 72, le déplacement vers le haut 73, le déplacement vers le bas 74 et le click 70 ; le click 70 a ceci de particulier que c'est l'effet de contraste constaté sur la zone d'intérêt optique Z12 qui matérialise l'appui et non pas de simples rapprochements du doigt (analyse du flou ou de la netteté de l'image du doigt). À l'intérieur de la plaquette mobile 2, par transparence, les images sont analysées pour détecter l'un des déplacements 71 , 72, 73, 74 susmentionnés.

La figure 11 est analogue à la figure 1 et les éléments essentiels sont similaires et ne seront pas détaillés à nouveau, La figure 11 illustre des positions et formes différentes pour les palettes d'interface 3.

Dimensions types pour la palette d'interface : 5 x 5 cm, mais on peut choisir toutes autres dimensions compatibles avec un emplacement entre la jante du volant et le coussin du volant.

Largeur de la bordure formant la zone optique d'intérêt à contraste : 3 à 6 mm.

On note qu'il peut être prévu un obturateur sur la face avant 2A destiné à recouvrir les éléments d'interface optique et mécanique entre le cadre de base et la plaquette mobile.

Il faut remarquer que la source lumineuse 4 peut éventuellement être puisée et l'analyse des images faite en synchronisme avec l'activation de la source lumineuse 4.

Par ailleurs, un système de réglage classique de la position du volant 8 comprend une poignée de déverrouillage 94, qui lorsqu'elle est activée, autorise un mouvement en profondeur selon les directions PR+ et PR- et un mouvement en hauteur selon les directions HH+ et HH-. (cf figure 12). Pour l'exemple, on a représenté une position de volant 8, W en traits pleins et une autre position en traits pointillés 8', W. La palette d'interface 3 suit le mouvement et se déplace vers la position 3'. La position de la zone de contraste peut évoluer, même en profondeur, mais cela n'empêche pas l'effet de contraste de se manifester dès lors que le conducteur appuie sur la plaquette mobile 2.

Il faut bien noter que la palette d'interface 3 ne contient aucun composant électronique seulement des éléments participant à une fonction optique.

Par ailleurs, la plaquette mobile 2 ainsi que le cadre de base 1 pourraient être transparents dans le domaine du visible pour limiter la gêne visuelle du conducteur au travers du volant 8.

Selon un aspect avantageux, on détecte une intensité d'effort. L'analyse des images peut utiliser un seuil de décision pour déterminer si l'appui est suffisant ou pas pour valider un « clic ». Il peut y avoir aussi deux seuils de décision pour déterminer s'il s'agit d'un appui léger ou d'un appui prononcé.

Selon un aspect avantageux, on peut détecter une dissymétrie d'appui sur la plaquette mobile ; par exemple un côté peut être plus enfoncé que le côté opposé et cette différence se répercute dans la largeur de la zone claire et l'analyse des images perçues par la caméra permet de détecter le côté le plus enfoncé.