CN103861287A

CN103861287A - 一种玩具的同步方法、同步文件及玩具

Info

Publication number: CN103861287A
Application number: CN201210536845.3A
Authority: CN
Inventors: 李晓; 赖钦伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明揭示了一种玩具的同步方法、同步文件及玩具，所述玩具包括多个输出模组，所述同步方法用于至少两个输出模组的输出信号之间的同步；包括在输出声音信号时，读取预先定义的同步文件，所述同步文件定义了时间点和该时间点上另一输出信号的数据码，然后通过解析数据码，输出对应的输出信号；所述另一输出信号包括表情组件图案或电机动作；所述表情组件由电子纸显示模组组成，其可在电驱动下显示多种图案用于模拟表情。

Description

一种玩具的同步方法、同步文件及玩具

技术领域

玩具及玩具的控制方法，特别是玩具多种输出之间的同步方法。

背景技术

玩具在人类历史中已有很长时间的存在，其中一类玩具具有模仿人或动物的表情，且通常加以艺术化、卡通化的夸张手法来实现。例如有国内可实现早教功能的“皮皮熊”，又如国外采用了人工智能技术的“菲比(furby)”玩具等，可以接受使用者的语音、按键、触摸、电磁等输入，然后做出发声、发光、机械运动(眨眼或挥舞肢体)等来表达情绪。然而，这些智能玩具尚不善于表达表情，例如当前的“皮皮熊”系列虽然可以通过语音表达情绪，但其面部表情不能变化；中国专利申请CN200480009933.1和美国专利申请US6758717B1中描述了一种利用机械方法更换预先设定的眼睛图像的玩偶来达到可变眼睛的目的。这种方法结构较复杂，因而可靠性低。而菲比玩具，参见中国专利99802926.0中的描述，其通过电机实现的表情是连续、模拟的表情，虽然类似于人类的表达方式，但毕竟受制于机械技术的限制，不利于表达出状态分明、生动的情感状态，例如菲比所能表现的情绪状态限于睡眠、兴奋，而比较鲜明的，例如高兴、生气、愤怒等情绪状态是无法通过机械的表情表现出来的。中国专利201120234009.0中描述了一种使用电子纸模块制作表情组件，通过表情组件中电子纸模块显示不同表情图案来为玩具增添模拟表情的装置；中国专利申请201110264009.X中描述了使上述表情组件输出的表情图案和多种其他输出相同步的方法、数据文件及电子装置，使得玩具的表情和语言及机械动作的配合能够在相当长的时间框架下保持灵活性，大大增强了协同感，提高了玩具的仿真度。

但上述的专利(申请)中没有详细考虑在现有计算机及网络环境下所述同步方法实施的便利性，特别用于同步的数据文件(本文件中称为同步文件)编辑制作、传播下载的便利性和灵活性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，为玩具的多种输出之间的同步提供一种便利、灵活的实现方法，特别是提高同步文件的编辑制作、传播下载的便利性和灵活性。

为了实现以上的目的，本发明第一方面提供一种玩具的同步方法，用于玩具的至少两个输出信号之间的同步；所述的玩具包括主控模块，用于信号、数据的处理及控制；还包括多个输出模块，用于信号或能量的输出，其中包括声音播放模块，用于输出声音；包括电机用于输出电机动作，和/或包括表情组件，用于显示多种表情图案来模拟表情；所述的同步方法包括：1)在输出声音时读取预先定义的同步文件，所述同步文件为文本文件，包括时间点，用于标示该点输出信号相对于输出信号起始点的时间偏移，以及该时间点上输出信号的数据码；该数据码被玩具主控模块识别从而能输出对应的输出信号；2)根据声音的时间点控制输出同步文件中相对应时间点上定义的数据码所对应的输出信号。

本发明第二方面提供一种同步文件，用于玩具的至少两种输出信号之间的同步；所述同步文件为文本文件，包括时间点，用于标示该点输出信号相对于输出信号起始点的时间偏移，以及该时间点上输出信号的数据码；该数据码被玩具主控模块识别从而能输出对应的输出信号。

本发明第三方面提供一种玩具，其包括主控模块，用于信号、数据的处理及控制；还包括多个输出模块，用于信号或能量的输出，其中包括：

电机，用于输出电机动作；

表情组件，用于显示多种表情图案来模拟表情；

声音播放模块，用于输出声音；

其中主控模块中包括同步模块，用于至少两个输出信号之间的同步控制，可执行以下步骤：

1)在输出声音时读取预先定义的同步文件，所述同步文件为文本文件，包括时间点，用于标示该点输出信号相对于输出信号起始点的时间偏移，以及该时间点上输出信号的数据码；该数据码被电子装置主控模块识别从而能输出对应的输出信号；2)根据声音的时间点控制输出同步文件中相对应时间点上定义的数据码所对应的输出信号。

下面将结合附图和若干较佳实施例进一步阐述本发明的精神和细节，以便增强对本发明的理解。为了突出本发明技术特征，对一些公知技术的细节进行了省略；或者虽然公布了一些技术或结构方面的细节，但本领域的专业人员很容易想到其他类似的实现方法，因而这些技术或结构方面的细节仅是为了增加公众对本发明的理解而非限定本发明。

附图说明

图1A：本发明所述玩具实施例的玩具壳体结构图。

图1B：本发明所述玩具实施例头部及内部结构图。

图2：本发明所述玩具实施例系统框图。

图3A：本发明所述玩具实施例用柔性无源电泳显示模组的结构图。

图3B：本发明所述玩具实施例用柔性无源电泳显示模组的像素电极结构图。

图4：本发明所述玩具实施例所用同步文件的数据结构。

图5：本发明所述玩具实施例所用同步方法程序流程图。

图6：本发明所述玩具实施例所用同步方法各单元时间关系图。

具体实施例

如图1A所示的是本发明所述的输出和数字化表情同步的玩具——玩偶100，包括壳体头部110；而头部110包括了眼部表情组件120，电子纸显示模组121，以及壳体头部110上的用于安装和限定眼部表情组件的椭圆形轮廓限定部件——开口和透明保护层112。眼部表情组件120上是用于模仿眼部表情的图案122；与眼部表情组件120成左右对称的眼部表情组件130，电子纸显示模组131，以及与眼部表情图案122成左右对称的眼部表情图案132。壳体头部110还安装有嘴部表情组件140，包括电子纸显示模组141，嘴部轮廓限定组件113，用于模仿嘴部表情图案142。眼部表情组件120又可成为左眼部表情组件，眼部表情组件130又可成为右眼部表情组件。

图1B所示为头部110的侧视剖面图，其中壳体的眼部表情组件的轮廓限定部件112为一个透明保护层，其后面安装了电子纸显示模组121，这样电子纸显示模组121上的显示表情图案就可以被观察者从玩偶壳体外部看到，又起到保护电子纸显示模组121的作用，同时可以限定电子纸显示模组可被观察的形状，该形状模仿眼部的轮廓，如圆形或椭圆形，这使得电子纸显示模组可以是矩形，便于制造的同时不妨碍模仿眼部形状。嘴部轮廓限定组件113的形状可以更加多样，例如通常的动物公仔玩具制作的嘴部造型形状。电子纸显示模组121的反射式特性使得轮廓的模拟非常便利，不存在漏光问题；广视角特性使得无论从那个角度看效果基本一致；超薄特性使得轮廓限定组件能够发挥最大的作用，制作出逼真的五官轮廓。电子纸显示模组121的安装依据模组本身的柔性和非柔性，以及壳体的材料而有所不同；本实施例中，电子纸显示模组121为柔性结构，玩偶100的壳体为布料(绒)外罩，其外罩罩在内胆160之上，内胆160可以是布制材料填充棉花，因而整个玩具是柔软的；下面将提到的柔性无源段式电泳显示模组适用于这样的结构上。和眼部表情组件类似，头部110上还安装了嘴部表情组件之电子纸显示模组141以及嘴部轮廓限定组件113。还安装有凸起的鼻部150等。

图2所示为玩偶100的内部电路结构图。内部电路包括主控模块210一般包括了处理器、存储器等基础单元，还包括同步模块211，其具体的形式可以为存储器中的程序代码或者一个硬件电路等，本实施例中为程序代码；主控模块210电连接至内部总线。内部电路还包括电连接至内部总线的外部存储器230，具体为USB接口的FLASH存储器；其中存储有lrc同步文件231，mp3文件232。内部电路还包括电连接至内部总线的显示驱动220，一般为电泳显示驱动芯片，如SSD1629等，用于提供驱动电压和电流驱动电泳显示器件；柔性无缘电泳显示模块121电连接至显示驱动220。内部电路还包括电连接至内部总线的声音播放模块240，通常包括mp3解码模块、DAC、以及音频功率放大芯片等用于解码mp3音频文件并转换为可以驱动扬声器的功率信号；扬声器241电连接至声音播放模块240。内部电路还包括电连接至内部总线的电机驱动250，用于驱动电机；电机251电连接至电机驱动250。内部电路还包括输入模块260，用于外部信号输入，如机械按键、触摸按键、各类传感器、麦克风等。

图3A所示为电子纸显示模组121的剖面图。具体地，电子纸显示模组121为无源段式电泳显示模组。电子纸技术除了这里所述的电泳显示技术外，还有电润湿显示、胆固醇液晶显示、电子粉流体显示、电致变色显示等技术等。无源段式电泳显示模组的无源是相对于有源而言，即没有有源器件，例如薄膜晶体管(TFT)，作为驱动开关来选通不同像素，而是采用简单的导电电极，例如PCB、FPC上的导电焊盘，或者PET薄膜上的导电油墨电极直接形成像素电极(使用薄膜开关电路或厚膜技术制作)等；其中段式是指像素电极是非矩阵式排列的，而是一些通过预设的一定图案的电极来驱动显示预设图案。依据公共电极和像素电机层所选材料的刚性不同，无源段式电泳显示模组可以区分为柔性或非柔性两种。非柔性的无源段式电泳显示模组的像素电极层一般采用PCB，公共电极可选用ITO玻璃或ITO薄膜。图2A中电子纸显示模组121为柔性无源段式电泳显示模组，其上层(观察者一侧)为透明的ITO导电薄膜的公共电极，具体包括透明薄膜121A，以及附着其上的透明导电公共电极121B；下层为像素电极层121C以及下基材121D，可采用PET薄膜上的导电油墨电极的技术制作像素电极层121C，下基材121D为柔性的PET薄膜，因而电子纸显示模组121为柔性无源段式电泳显示模组。公共电极121B和像素电极层121C之间为电泳显示材料层121E，其中包括微胶囊121E1作为微腔，微胶囊121E1中包含悬浮液121E3，带负电的白色粒子121E2，带正电的黑色粒子121E4。电泳显示材料还有其他微腔和粒子系统结构，例如Sipix公司的微腔不采用微胶囊，而采用固定形状的微杯结构(micro cup)，而微杯中包含带颜色而非透明的悬浊液，以及一种带电颜色粒子；又或者微腔中的两种颜色粒子，其中只有一种粒子带电，因而可在悬浊液中受外加电场控制而运动，而另一种颜色粒子不带电，则悬浮在悬浮液中从而形成背景色。关于多种电泳显示材料层的描述也可以参见中国专利CN201020109329.9的相关描述。柔性电泳显示屏的制作，具体地，柔性无源段式电泳显示屏的制作可参考中国专利CN200310123446.5和CN200320130781.3中的相关描述。

像素电极层121C包含了若干像素电极，其决定了表情组件可以显示的图案。对于无源段式电容显示模组而言，说到表情组件的图案等同于相应图案的像素电极，以下提到表情组件显示某图案也即对应于驱动模组驱动表情组件电子纸显示模组相对应图案的像素电极显示某图案。像素电极层121C可进一步划分为包括轮廓像素电极121C1、121C2，表情像素电极121C3和121C4。参照图3B为电子纸显示模组121电极图案的顶视图，其中轮廓像素电极121C1为椭圆环，轮廓像素电极121C2为椭圆(椭圆的内部被进一步划分为若干表情像素电极，因而严格来讲轮廓像素电极121C2是除去其内部各个表情像素电极的椭圆的剩余部分，为简便起见，只以其外围轮廓来相称)，它们都可以用于表示眼部的轮廓；表情像素电极121C3为上弯的圆弧，用于表示“高兴”的眼部表情，表情像素电极121C4为下弯的圆弧，用于表示“不高兴”的眼部表情。各个像素电极通过驱动线123连接到显示驱动220，驱动线123走线通常布在下基材121D上的像素电极层121C的背面，图3B中用虚线表示之。嘴部表情组件140之电子纸显示模组141的情形于眼部表情组件相应结构和控制方式类似，不再赘述，下同。

图4示意了lrc同步文件231的内容。其中L101为ID区，”by”标示了文件的作者为”lixiao”；”offset”标示整体时间点偏移，当其为”0”时表示没有偏移，当其为负数时表示提前，为正数时表示滞后；”ti”表示对应的mp3文件名的，此处为”test.mp3”。接下来为数据区L102，其中T101表示时间点起点；同一行中D1为时间点T101下的表情数据码，G1为时间点T101下电机数据码，”a2”为表情数据标示；”b2”为电机数据标示；T10N为另一个时间点，D2为该时间点下的表情数据码。

图5示意了同步方法的流程图，其中步骤S101中主控模块210从外部FLASH存储器230读取mp3文件232并控制声音播放模块240播放之；外部FLASH存储器带有USB接口，可以方便地从PC等数据源获得mp3文件；步骤S102中，同步模块211读取外部FLASH存储器230中的lrc同步文件231；步骤S103中，判断lrc同步文件中是否存在和当前播放的mp3时间点对应的时间点记录，所谓相应是指lrc同步文件时间点+offset＝当前播放的mp3时间点；当判断为否时，继续进入下一个时间点的判断；当判断为是时，进入下一步骤S104，将和当前播放的mp3时间点对应的lrc同步文件时间点相应之表情数据码D1送至显示驱动220，并将电机数据码G1送至电机驱动250；下一步骤S105判断当前mp3文件是否播放完毕，当判断为是时，流程结束；否则返回步骤S103。于此同时，显示驱动220驱动柔性无源电泳显示模组121显示数据码D1对应之图案；电机驱动250驱动电机251执行数据码G1对应之电机动作。

图6示意了同步方法中各单元的时间关系。通常mp3文件232内部由若干个帧数据组成，例如第一帧F101，对应的时间点为T101，表示第一帧F101在该时间点开始播放，在此时间点上，柔性无源电泳显示模组121显示表情图案D1(数据码D1对应之图案)；电机251执行电机动作G1；在第N个时间点上，播放mp3的第N帧F10N，同时显示表情图案D2。

本发明所述同步方法，同步文件，以及采用这些方法和文件的玩具，具有可以实现长时间、复杂、多输出同步的优点，使得玩具可以获得更加逼真的拟人效果，实施简便、便于制作和传播，降低了单位成本。

Claims

1.一种玩具的同步方法，用于玩具的至少两个输出信号之间的同步；所述的玩具包括主控模块，用于信号、数据的处理及控制；还包括多个输出模块，用于信号或能量的输出，其中包括声音播放模块，用于输出声音；包括电机用于输出电机动作，和/或包括表情组件，用于显示多种表情图案来模拟表情；所述的同步方法包括：1)在输出声音时读取预先定义的同步文件，所述同步文件为文本文件，包括时间点，用于标示该点输出信号相对于输出信号起始点的时间偏移，以及该时间点上输出信号的数据码；该数据码被玩具主控模块识别从而能输出对应的输出信号；2)根据声音的时间点控制输出同步文件中相对应时间点上定义的数据码所对应的输出信号。

2.如权利要求1所述的同步方法，其中所述的同步的输出信号的组合包括：声音和电机动作；声音和表情图案；声音、电机动作及表情图案。

3.如权利要求1所述的同步方法，其中所述文本文件格式至少包括了lrc文件格式。

4.如权利要求1所述的同步方法，其中所述的同步文件置于可被第三方计算机设备读写且可被玩具主控模块读取的外部存储设备中。

5.如权利要求4所述的同步方法，其中所述外部存储设备至少包括USB存储设备。

6.如权利要求1所述的同步方法，其中所述的输出声音是通过主控模块解析播放音频文件实现。

7.如权利要求6所述的同步方法，其中所述音频文件至少包括了mp3文件。

8.一种同步文件，用于玩具的至少两种输出信号之间的同步；所述同步文件为文本文件，包括时间点，用于标示该点输出信号相对于输出信号起始点的时间偏移；以及该时间点上输出信号的数据码，其可被玩具主控模块识别从而能输出对应的输出信号。

9.一种玩具，其包括主控模块，用于信号、数据的处理及控制；还包括多个输出模块，用于信号或能量的输出，其中包括：

电机，用于输出电机动作；

表情组件，用于显示多种表情图案来模拟表情；

声音播放模块，用于输出声音；

10.如权利要求9所述的玩具，其中所述同步文件采用lrc文件格式；所述同步文件置于可被第三方计算机设备读写且可被玩具主控模块读取的外部存储设备中，所述外部存储设备至少包括USB存储设备；所述的输出声音是通过主控模块解析播放音频文件实现，其中所述音频文件至少包括了mp3文件；其中所述的表情组件包括电子纸显示模组。

11.如权利要求10所述的玩具，其中所述的电子纸显示模组为柔性无源电泳显示模组。