CN201348829Y

CN201348829Y - 导读机

Info

Publication number: CN201348829Y
Application number: CNU2008202408852U
Authority: CN
Inventors: 崔伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2018-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种导读机，包括主机、印刷信息定位装置；所述主机包括数据存储器、中央处理器、发声装置，用来对声音的检索和播放；所述印刷信息定位装置与中央处理器相连，印刷品配合印刷信息定位装置识别印刷信息并接收用户的输入信息发送给主机的中央处理器。印刷信息定位装置包括书码识别装置、页码识别装置、电容式多点解析触控板，可自动识别书码，可自动识别页码，可识别跟踪手的动作、手指位置；当手指指向印刷品的印刷信息时，主机检索相关联的声音数据，并将对应的声音播放出来。

Description

导读机

技术领域：

本实用新型涉及一种导读机，导读机和印刷品配合实现对与印刷内容相关联的多媒体数据的快速定位、检索和播放。

背景技术：

一方面，目前，市场上有多种共幼儿、儿童使用的语音学习装置，有电子语音书、早教机(如专利号为200420095506.7的实用新型专利)、点读机、点菜机、语音挂图等产品，它们的共同特点是包括主机和印刷信息定位装置，印刷品配合印刷信息定位装置接收用户的输入信息并发送给主机，主机检索相关联的声音数据，并将对应的声音播放出来。

印刷信息定位装置主要有三方面的信息要检测，包括书码识别、页码识别、和坐标定位，识别书码可以使主机确定是哪本书，识别页码可以使主机确定是那一页，坐标位置可以使主机确定用户的输入的具体位置；坐标定位主要类型有：按键式定位、电阻式触控定位、笔式定位，其中按键式定位、电阻式定位用户使用手指点击，和笔式定位相比更符合使用习惯，但按键式定位比较死板，只能使用按键形状相同形状的刷信息，电阻式触控板可以做到精确定位，对印刷信息的形状没有要求，但对于衣服、功能手指之外的其他身体部位的干扰无法有效消除，误操作频繁或操作力度大；页码识别主要类型有：机械开关式识别、电磁开关式识别(如专利号为200420009018.X的实用新型专利)、红外开关式识别(如专利号为200720154419.8的实用新型专利)等，其中机械开关式识别和红外开关式识别，采用将书页制作成不同形状的突起来触发机械开关或者红外开关的方法，此方法的问题在于书页的突起容易损坏，使功能失效，并且需要使用较厚的纸张，电磁式开关识别，采用在书页上植入磁条，磁条触发干簧管、霍尔开关动作的方法，但磁条植入纸中的工艺复杂，并且磁条容易脱落，并要求书页和传感器的相对位置要非常精确否则失效，如上对页码识别描述，由于技术上的不成熟，多页重叠的印刷品的页码识别还不能达到实用性要求，当前通用的做法是使用一页作为活动单元，省去了页码识别；因为每页是一个活动单元我们姑且称每个活动页为“书”，在此声明，在本说明中提到的“书”指独立的印刷页组合，包括“传统意义上的书”也包括单页的卡片，那么书码识别主要类型有：机械开关式识别(如专利号为03225302.8的实用新型专利)、红外开关式识别等，机械开关式识别、红外开关式识别共同的特点是在单页之上穿孔，并使用孔来触发开关。

在当前的应用中，通常书码识别、页码识别、和坐标定位三种自动识别技术不同时应用，而是将一些信息或使用键盘输入或想办法回避，如点读机(专利号为200820092613.2的实用新型专利)使用键盘选择书和页码，这样会在书本打开的页数和输入的书和页码不一致时产生错误发音，如早教机使用单页图片省略了页码识别，这样需要用户反复的更换单张的活页，再如语音挂图(专利号为200720113214.5的实用新型专利)，使用以上三种自动识别技术中的坐标定位，而没有书码识别和页码识别，一个主机对应一张图片，单机内容简单，用户使用成本高。

另一方面，当前电容式触控技术井喷式发展，现已由单点解析触控发展到多点识别触控进而发展到多点解析触控；电容式触控技术的特点是，通过构造电路电容极板，并使手指作为电容的一极，当手指动作时会改变手和电路之间电容的值和电容耦合的位置，通过检测电容的大小和位置特性定位手指位置、识别手指的动作，单点解析触控是指只能接受一个点操作，对于两个或者两个以上不同位置的手指操作不能报告错误，而且会误操作，多点识别触控技术则进一步，会对两个或者两个以上不同位置的手指操作报告错误，但不能报告各操作点的正确位置，多点解析触控技术(如专利号为200580011740.4的发明专利、专利号为200810125594.3的发明专利)则可以确定两个或者两个以上不同位置的手指操作具体位置；应用电容式多点解析触控技术的多点触控手机已经收到广泛的接受，不过由于生产工艺复杂，成品率低，这些产品都价格不菲。

再一方面，条码技术已是成熟多年的技术，有早期的手动扫描激光条码识别，自动扫描激光条码识别，到现在的全景扫描激光条码识别，光学成像条码识别。

实用新型内容：

本实用新型通过整合其他行业的技术，采用电容式多点解析触控技术实现坐标定位，消除了衣服、功能手指以外的身体部位的干扰，使用手指触摸的方式，使输入方式更符合使用习惯，采用电容式多点解析触控技术实现页码识别，解决了现有的页码识别技术工艺复杂、容易损坏、制作成本高的问题，联合采用电容式多点解析触控、页码识别、书码识别，解决了现有整体方案人工输入多，特别地，在忘记输入页码、书码信息时，会产生误操作的问题。

本实用新型采用的方案是：

构造一种导读机，包括主机、印刷信息定位装置；所述导读机最小系统的主机如图1所示包括数据存储器、中央处理器、发声装置，所述印刷信息定位装置与中央处理器相连，印刷品配合印刷信息定位装置接收用户的输入信息并发送给主机的中央处理器，所述导读机最小系统的印刷信息定位装置如图1所示包括电容式多点解析触控板。电容式多点解析触控板作为坐标定位装置，将用户手指的输入坐标信息发送给中央处理器，中央处理器根据用户的输入坐标在数据存储器中检索对应的声音数据，并将检索到的数据发送给发声装置播放出来，一方面，使用电容式多点解析触控板和电阻式的触控板相比，在原理上电容式多点解析触控板不会受到衣服等绝缘体的干扰，对于功能手指以外的身体的其他部位的干扰，由于电容式多点解析触控技术的应用，可以对身体接触的方位、形状、大小、接近程度实施多点跟踪，所以可以使用软件算法有效滤除功能手指外的身体干扰，而电阻式触控技术解决此问题的方法是增加功能手指的按压力度，使功能手指的按压力度大于干扰的力度，由于其中手掌的干扰接触力比较大，所以要求功能手指的按压力非常大，致使使用手感差，另外在印刷品较硬时将手指的按压力被印刷品分散，使电阻触控板无法正常工作，另一方面，使用电容式多点解析触控板和笔式坐标定位相比的有益效果是显而易见的，电容式多点解析触控板使用手指操作，要比使用笔操作要方便的多。

本身实用新型的主机的中央处理器还连接有键盘，考虑到现有印刷品没有书码和页码，为了兼容这些没有书码和页码的印刷品，键盘和发声装置一起形成人机接口，用来输入书的检索信息和页的检索信息，中央处理器接收并记忆这些信息，当有用户手指点击时，中央处理器接收到来自电容式多点解析触控板坐标定位信息，汇总键盘输入的书的检索信息和页的检索信息一起检索对应的声音数据，并控制发声装置播放出来。

本身实用新型的主机的中央处理器还连接有显示屏，用来加速键盘和发声装置形成的人机接口，发声提示的速度要比显示的文字、图形信息慢很多，在发声的同时在显示屏上显示对应的文字或图像提示，当声音还没有提示完时用户可以根据显示屏的提示进行下面的操作；显示屏的另外一个功用是，显示和印刷内容相关连的图片、图像内容，成为声音媒体外的视觉媒体；此外，由于有键盘和显示屏的存在进而可以增加一些如电子词典、益智游戏等辅助功能。

本身实用新型的主机的中央处理器还连接有数据存储卡，数据存储卡中存储的是和一个或者多个印刷品对应的多媒体数据，用户在更换了印刷品后可以将与其对应的数据存储卡插入导读机中即可使用，而不必将其连接在电脑上下传数据，方便实用；

本身实用新型的印刷信息定位装置还包括书码和书码识别装置，用来识别书的检索信息，增加了整机自动识别性能，用户在使用时，只要将书放在导读机上即可使用，而不必使用键盘输入检索信息，或者直接检索；所述书码是条码，粘贴或者印刷在印刷品的最后页的背面，工艺简单；所述书码识别装置包括连接在中央处理器上的光源、连接在中央处理器上的图像传感器，光源提供图像传感器工作需要的亮度，图像传感器将图像信息传送给中央处理器，中央处理器根据图像信息转换为书码，和激光扫描条码识别相比，使用图像传感器来采集书码信息的好处是，扫描过程没有机械运动，成品率更容易掌握，没有机械运动的噪声，不使用单点激光消除了激光对眼睛的伤害。

本身实用新型的印刷信息定位装置还包括页码标签，所述页码标签是导电的薄膜，粘贴或者印刷在印刷品的不同页上，并且不同页的页码标签在所述电容式多点解析触控板的投影不完全重叠，电容式多点解析触控板检测这些标签的信息发送给中央处理，由于每翻动一页会带动页码标签移动到轴线的另外一侧，翻到不同的页导电薄膜的位置不完全相同，中央处理器根据这些页码标签的位置的不同判断出是打开的哪一页，并且根据页码标签的位置计算出印刷品的相对坐标和位置；导电薄膜可以使用金属铂比如锡箔、铝箔，也可以使用导电油墨直接印刷在印刷品上，与机械开关式、电磁开关式、红外开关式识别页码的页码方案相比，有功能部位不易损坏、工作可靠、工艺简单、容易机械化生产、没有纸张厚度限制的优点，由于页码标签除带有页码信息还带有印刷品与触控板的相对位置信息，可使用功能手指与触控板的相对位置和印刷品与触控板的相对位置共同计算出手指与印刷品的相对位置，所以使用电容式多点解析触控板识别页码方案和其他方式的页码识别方案相比，书的位置在导读机范围内基本不受限制，可以任意移动，使用方便，解决了书页和页码传感器必须精确定位且容易失效的问题。

现有的通用的电容式多点触控板的电容矩阵多为触屏上使用的玻璃为基板印刷ITO导线的多层板，此种触控板成本高、工艺复杂，为了解决这些问题，使用新的方案构造一种电容式多点触控板包括电容触控板控制模块、电容矩阵，电容矩阵由横向基本平行的导线组和纵向基本平行的导线组组成，横向导线组和纵向导线组垂直分布，导线之间相互隔离，每个导线分别和电容触控板控制模块相连，电容触控板控制模块连接到主机的中央处理器，其特征在于，电容矩阵的导线线印刷在塑料薄膜基材之上，降低了制作成本。

总结本实用新型的导读机，有以下优点：

使用手指输入，无需压力，手感好；

页码识别可靠，带页码标签的印刷品制作工艺简单、成本低；

使用塑料基板的电容矩阵，成本低。

书码识别、页码识别、手指输入坐标的组合使书内容检索自动化程度达到“所见即所得”。

附图说明：

图1本实用新型最小系统框图

图2本实用新型系统框图

图3各功能模块的空间相对位置示意图

图4电容矩阵实物图

图5电容矩阵图4局部(25)的放大图

具体实施方式：

本实用新型的具体实施方式描述如下：

如图2所示，揭示了实用新型各单元之间的电气关系，图中箭头本身代表各单元之间的相互关系，箭头的方向代表的是信息的流向，具体描述如下：

手和电容矩阵：手在靠近电容矩阵时，手和电容矩阵上的导线形成电容耦合，手与人体连接、人体作为孤立导体和地之间形成电容耦合，从而手、电容矩阵、地形成电气连接，手和电容矩阵上的导线之间的距离和方位会影响电容耦合的程度，手的动作信息转换成电容的变化信息则传递给了电容矩阵。

页码标签和电容矩阵：页码标签在靠近电容矩阵时，页码标签和电容矩阵上的导线形成电容耦合，页码标签和电容矩阵上的导线之间形成电气连接，页码标签和电容矩阵上的导线之间的距离和方位会影响电容耦合的程度，页码标签的方位信息则传递给了电容矩阵。

电容矩阵和电容触控板控制模块：电容矩阵中的各电容的电极和电容触控板控制模块之间使用导线一一对应连接在一起，电容矩阵将电容变化信息直接传递给电容触控板控制模块。

电容触控板控制模块和中央处理器：电容触控板控制模块和中央处理器之间通过导线连接，一种方案，选择UART、SPI、I2C、USB数字接口标准之一，另一种方案，使用模拟信号接口，电容触控板控制模块的作用是将电容的变化信息转换成中央处理器可以接收的数字信号或者模拟信号并发送给它。

中央处理器和光源：中央处理器和光源通过导线连接，中央处理器输出电平控制信号，控制光源的亮灭。

光源和书码：光源发出在书码条纹垂直方向亮度均匀的光照射书码。

书码和图像传感器：书码反射均匀光线在图像传感器上成像。

图像传感器和中央处理器：图像传感器和中央处理器使用导线连接，采用YCC、BT.601、CIRR接口标准的一种，图像传感器将光信号转换成数字信号发送给中央处理器。

键盘和中央处理器：键盘上的开关引脚使用导线直接与中央处理器连接，中央处理器扫描键盘上按键的开关状态，键盘接收用户的输入转换成电信号传递给中央处理器。

中央处理器和显示屏：中央处理器和显示屏通过导线连接，采用CPU接口，中央处理器将图像数据发送给显示屏。

中央处理器和数据存储卡：中央处理器和数据存储卡通过导线连接，采用SD、MMC标准接口，中央处理器可读取数据存储卡中的数据，也可将数据存储在数据存储卡中。

中央处理器和存储器：中央处理器和存储器通过导线连接，采用NANDFLASH接口、NOR FLASH接口中的一种或者两种，中央处理器可读取存储器中的数据，也可将数据存储在存储器中。

中央处理器和发声装置：中央处理器和发声装置通过导线连接，发声装置包括扬声器、耳机，中央处理器使用模拟电压信号驱动扬声器、耳机，将其转换成声音。

如图3所示，揭示了本实用新型各单元之间的空间位置关系，具体描述如下：

主机(14)固定连接与电容式多点解析触控板的右板(13)的右面，电容式多点解析触控板的左板(11)和电容式多点解析触控板的右板(13)通过中轴(16)相连，形成可翻盖结构，导读机不使用时，电容式多点解析触控板的左板(11)盖在电容式多点解析触控板的右板(13)之上，使用时书本放在打开的电容式多点解析触控板的左板(11)和电容式多点解析触控板的右板(13)之上，书的中线与中轴对齐；

电容式多点解析触控板的左板(11)中安装一片电容矩阵和一块电容触控板控制模块，电容式多点解析触控板的右板(13)中安装一片电容矩阵和一块电容触控板控制模块；

页码标签(120)粘贴在书页上，每页粘贴一张，并且不同页的页码标签在所述电容式多点解析触控板的投影不完全重叠，但不限具体位置，为了不影响美观，页码标签印刷和当前页内容融合的图案。

如图3所示，主机上有显示屏(15)、键盘(18)、扬声器(17)、数据存储卡卡座(19)，主机中还有主印刷线路板，主印刷线路板上连接有中央处理器、存储器、数据存储卡卡座(19)。

图3中没有显示书码和书码检测装置，书码检测装置在电容式多点解析触控板的右板(13)的左面中间位置。

如图4所示，是电容矩阵实物图，电容矩阵通过纵向导线连接器(21)和横向导线连接器(22)和电容触控板控制模块相连，纵向导线(23)由等距的菱形使用导线连接在一起组成，多个纵向导线形成纵向导线组，纵向导线平行排列，纵向导线之间的距离相等，横向导线(24)由等距的菱形使用导线连接在一起组成，多个横向导线形成横向导线组，横向导线平行排列，横向导线之间的距离相等，纵向导线和横向导线相互隔离；如图5所示导线(210)连接菱形块(26)和菱形块(28)形成纵向导线，导线(211)连接菱形块(27)和菱形块(29)形成横向导线，导线(210)和导线(211)处在塑料基板的不同层上；相邻的纵向导线之间形成待测电容，相邻的横向导线之间也形成待测电容，将方向相同的导线之间的电容称之为自容；每个纵向导线和每个横向导线之间形成待测电容，称之为互容；自容和互容共同成为电容矩阵的检测对象，当手、导体靠近时会影响自容和互容的值为计算导体和手的位置提供依据；需要说明的是，在流行的工艺中，导线(210)和导线(211)之间只隔着一层很薄的绝缘漆，由于距离很近，它们之间形成的电容值较大，对于提高检测的灵敏度是有害的，在不影响加工成本的情况下，应该将导线(210)和导线(211)最短化，最细化。

Claims

1、一种导读机，包括主机、印刷信息定位装置；所述主机包括数据存储器、中央处理器、发声装置，所述印刷信息定位装置与中央处理器相连，印刷品配合印刷信息定位装置接收用户的输入信息并发送给主机的中央处理器，其特征在于，所述印刷信息定位装置包括电容式多点解析触控板。

2、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述中央处理器连接有键盘。

3、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述中央处理器连接有显示屏。

4、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述中央处理器连接有数据存储卡。

5、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述印刷信息定位装置还包括书码和书码识别装置。

6、根据权利要求5所述的导读机，其特征在于，所述书码识别装置包括连接在中央处理器上的光源、连接在中央处理器上的图像传感器；所述书码是印刷或粘贴在书上的条码。

7、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述印刷信息定位装置还包括页码标签，所述页码标签是导电的薄膜，粘贴在印刷品的不同页上。

8、根据权利要求1所述的导读机，其特征在于，所述电容式多点解析触控板包括电容触控板控制模块、电容矩阵，电容矩阵由横向基本平行的导线组和纵向基本平行的导线组组成，横向导线组和纵向导线组垂直分布，导线之间相互隔离，纵向导线组和横向导线组的导线分别与电容触控板控制模块相连，电容触控板控制模块连接到主机的中央处理器，所述电容矩阵，其特征在于，电容矩阵的导线印刷在塑料薄膜基材之上，通过连接器与所述电容触控板控制器连接。