ITTO20090167A1 - Dispositivo elettronico interattivo con funzione di auto-lettura - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:

?Dispositivo elettronico interattivo con funzione di autolettura?

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell?invenzione

L?invenzione si riferisce ai dispositivi elettronici interattivi con funzione di auto-lettura.

L?invenzione ? stata messa a punto portando attenzione al suo possibile uso in libri elettronici per bambini che hanno una funzione di auto-lettura.

Descrizione della tecnica relativa

Libri elettronici con funzione di auto-lettura sono ben noti nell'arte. Tali libri elettronici includono almeno una pagina su cui sono stampati degli elementi, quali illustrazioni (ad esempio animali), caratteri (ad esempio le lettere dell'alfabeto o numeri), o parole (per esempio di una storia). Solitamente, la funzione di auto-lettura ? attivata, quando la pagina viene aperta o un tasto viene premuto. Per esempio, nel caso di una storia, la funzione di auto-lettura riproduce le parole stampate sulla pagina.

Ad esempio, il brevetto US 5 538 430 descrive un tale libro per bambini con funzione di auto-lettura. Il libro contiene una sequenza di elementi, come ad esempio parole, e sotto ogni elemento ? disposto un indicatore visivo quale un LED. I LED vengono illuminati automaticamente in sequenza, quando il bambino tocca un interruttore associato ad ogni LED e la voce associata al rispettivo elemento viene riprodotto.

Tuttavia, la soluzione descritta nel documento US 5 538 430 ha numerosi inconvenienti. In particolare, il circuito elettrico ? integrato completamente nel libro ed i tasti, che attivano un sintetizzatore di voce, sono disposti all'interno di ogni pagina del libro. Mentre questa soluzione pu? essere conveniente per una singola pagina, essa diventa piuttosto costosa, se il libro contiene una pluralit? di pagine.

Scopo e sintesi dell?invenzione

Lo scopo dell?invenzione ? quindi di fornire un dispositivo elettronico interattivo con funzione di autolettura, che pu? superare questi svantaggi.

Secondo l?invenzione, tale scopo ? raggiunto grazie ad un dispositivo elettronico interattivo avente le caratteristiche richiamate nelle rivendicazioni che seguono.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell?insegnamento tecnico qui proposto in relazione all?invenzione.

In una forma di attuazione, la disposizione come descritta qui ? un dispositivo elettronico comprendente una base di appoggio su cui pu? essere posizionato un libro che ha almeno una pagina.

In una forma di attuazione, la base di appoggio comprende una matrice di sensori capacitivi di tocco, che sono utilizzati per determinare la posizione che un utente sta toccando sul libro.

In una forma di attuazione, ogni elemento ha rispettivi dati audio associati, che sono riprodotti quando l'utente tocca un elemento.

Specificamente, in una forma di attuazione, ogni pagina del libro ha associato:

- posizioni di riferimento per gli elementi, e

- dati audio per i rispettivi elementi e che vengono forniti ad un sintetizzatore di voce.

In una forma di attuazione, il libro viene fornito insieme ad una memoria, ad esempio una cartuccia o una scheda di memoria, dove sono memorizzati i rispettivi dati.

In una forma di attuazione, i dati associati ad un specifico libro sono memorizzati direttamente all'interno del libro elettronico ed ogni libro contiene un identificatore per distinguere i libri. Ad esempio, l?identificatore pu? essere stampato sul libro e la base di appoggio pu? contenere un sensore ottico.

In una forma di attuazione, i dati audio per il sintetizzatore di voce sono memorizzati in formato digitale per ogni elemento.

In una forma di attuazione, i dati audio per il sintetizzatore di voce comprendono soltanto riferimenti a sequenze audio sintetizzati che sono memorizzati all'interno del libro elettronico.

In una forma di attuazione preferita, ogni libro ? fornito insieme ad una cartuccia di memoria che comprende per gli elementi sia le posizioni di riferimento sia gli interi dati di audio. Questo presenta il vantaggio che i libri possono essere personalizzati completamente.

In una forma di attuazione, il dispositivo elettronico contiene inoltre un rivelatore di pagina. Un tale rivelatore di pagina pu? essere realizzato ad esempio mediante dei sensori di riflessione di raggi infra-rossi (IR), sensori di luce, o sensori magnetici.

In una forma di attuazione, il dispositivo elettronico comprende inoltre un'unit? di elaborazione, ad esempio un micro-processore, che valuta la posizione che un utente sta toccando sulla pagina e possibilmente la pagina corrente se libri con pi? pagine vengono supportati.

In una forma di attuazione, l'unit? di elaborazione legge dati di posizione di riferimento associati all?attuale pagina da una memoria e determina se l?utente sta toccando uno degli elementi, e se necessario attiva il sintetizzatore di voce per riprodurre i dati audio associati al rispettivo elemento.

La disposizione qui descritta risulta quindi in un dispositivo elettronico interattivo con funzione di autolettura che pu? essere utilizzato per diversi libri.

Breve descrizione delle viste annesse

L?invenzione sar? ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle viste annesse, in cui:

- la figura 1 mostra un dispositivo elettronico, che costituisce un esempio di attuazione dell?invenzione,

- la figura 2 mostra un rispettivo libro di carta per il dispositivo elettronico della figura 1,

- la figura 3 ? uno schema a blocchi di un circuito di controllo per il dispositivo della figura 1, e

- la figura 4 ? uno schema di un possibile interfaccia per i sensori capacitivi di tocco della figura 1.

Descrizione particolareggiata di forme di attuazione Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad un?approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o pi? dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti, materiali ecc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri vari aspetti delle forme di attuazione.

Il riferimento ad ?una forma di attuazione? nell?ambito di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritte in relazione alla forma di attuazione ? compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come ?in una forma di attuazione?, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinati in un modo adeguato in una o pi? forme di attuazione.

I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodit? e non definiscono dunque l?ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

La figura 1 mostra una forma di attuazione di un dispositivo elettronico 10 con funzione di auto-lettura.

Nella forma di attuazione mostrata, il dispositivo elettronico 10 comprende una base di appoggio 102 di forma sostanzialmente rettangolare e con un interruttore di alimentazione 104, e su cui pu? essere posizionata un libro 20, ad esempio di carta, cartone o plastica.

Il dispositivo elettronico pu? anche includere un coperchio. In questo modo, l?interruttore di alimentazione potrebbe essere realizzato mediante un sensore di luce che attiva il dispositivo quando il coperchio viene aperto.

La figura 2 mostra un rispettivo libro 20, che pu? essere posizionato sulla base di appoggio 102. Per esempio, tale libro 20 ha quattro fogli, su ciascuno dei fogli sono presenti elementi 24, ad esempio stampati.

Preferibilmente, la base di appoggio 102 ha una sede simile alla forma del libro 20. Il dispositivo elettronico pu? anche prevedere elementi di ritegno per bloccare il libro 20 sulla base di appoggio 102.

Nella forma di attuazione mostrata, il dispositivo elettronico 10 include inoltre un sensore di pagina 106. Il sensore di pagina pu? essere realizzato tramite sensori ottici, come per esempio quattro sensori di riflessione di raggi IR o sensori di luce, che rilevano se rispettive porzioni 22a, 22b, 22c e 22d delle pagine del libro 20 coprano i sensori. Ad esempio, ogni foglio pu? contenere una porzione in una posizione diversa, permettendo in questo modo di rilevare ad esempio fino a quattro pagine differenti. Il sensore di pagina pu? anche essere realizzato in modo sostanzialmente simile ad esempio tramite sensori magnetici, dove rispettivi magneti sono fissati su ciascun foglio a posizioni diverse. L?esperto del ramo apprezza che il numero di quattro fogli di carta ? stato usato soltanto come esempio e che qualsiasi numero di pagine pu? essere supporto dal libro elettronico.

Sotto o nella base di appoggio 102, ? disposta una pluralit? di sensori capacitivi di tocco 108. Ad esempio, la figura 1 mostra una forma di attuazione che comprende una matrice di 28 sensori di tocco che sono organizzati in 7 righe e 4 colonne.

La figura 3 mostra uno schema a blocchi di un rispettivo circuito di controllo 30 per il dispositivo elettronico della figura 1.

Il cuore del circuito di controllo 30 ? un'unit? di elaborazione 302, ad esempio un micro-processore. L'unit? di elaborazione 302 viene alimentata da un?alimentazione 304, ad esempio una batteria o un pannello solare, quando l'interruttore dell?alimentazione 104 ? nella posizione di funzionamento.

Il circuito di controllo include inoltre un'interfaccia 308 per i sensori capacitivi 108 e che rileva la posizione che l'utente sta attualmente toccando sulla matrice dei sensori capacitivi 108.

In una forma di attuazione, l'interfaccia 308 misura il valore della capacit? di ogni sensore capacitivo 108 (o almeno un valore rappresentativo, ad esempio un tempo di carico di un sensore capacitivo) e determina un valore di riferimento per il sensore vuoto. Successivamente, l'interfaccia 308 monitora i cambiamenti dei valori capacitivi dei sensori 108 in modo da rilevare se l'utente stia toccando il libro 20 disposto sulla base di appoggio 102, perch? ad esempio suo il dito aggiungerebbe una capacit? addizionale.

La figura 4 mostra un possibile interfaccia per la matrice dei sensori capacitivi 108.

In questa forma di attuazione, l?interfaccia 308 ? connesso alla matrice tramite quattro linee R (una per ciascuna riga) e altre sette linee C (una per ciascuna colonna). In una forma di attuazione, si pilota le linee R sequenzialmente e si misura i segnali di risposta sulle linee C. In questo modo si pu? rilevare quale dei sensori viene attualmente toccato. Lo stesso schema si potrebbe anche utilizzare pilotando le linee C e misurando i segnali sulle linee R.

In una forma di attuazione, l'interfaccia 308 confronta il valore della capacit? di ogni sensore con una soglia predeterminata e determina individualmente per ogni sensore se l'utente stia toccando il rispettivo sensore. In questo caso, possono essere rilevate complessivamente 28 posizioni per la matrice dei sensori mostrata nella figura 1.

In una forma di attuazione, l'interfaccia 308 monitora i cambiamenti di tutti i sensori capacitivi per determinare in modo pi? accurato la posizione del dito dell?utente sulla matrice dei sensori 108.

Ad esempio, se il dito ? esattamente al centro fra due sensori, entrambi i sensori esibirebbero lo stesso aumento nel loro valore di capacit?. In una forma di attuazione, l'unit? di elaborazione 302 rileva i cambiamenti dei valori capacitivi per ogni sensore capacitivo e confronta i valori dei sensori adiacenti in modo da estrarre una posizione ?esatta? del dito.

Tuttavia, entrambi i sensori esibirebbero lo stesso aumento nel loro valore di capacit? anche quando l?utente sta toccando entrambi i sensori contemporaneamente. In una forma di attuazione, per evitare una rilevazione sbagliata, l'interfaccia 308 confronta i valori con una soglia di riferimento rappresentativo per un contatto ?completo?. Ad esempio, questa soglia di riferimento pu? essere determinata in modo dinamico tramite una misura dei valori massimi dei cambiamenti delle capacit?. Paragonando cos? il cambiamento attuale con questa soglia, l'interfaccia 308 pu? distinguere fra queste due casi.

L'unit? di elaborazione 302 riceve sia i segnali dal rivelatore di pagina 106 sia il segnale dell?attuale posizione dall'interfaccia 308.

Successivamente, l'unit? di elaborazione 302 rileva se la pagina contiene per l?attuale posizione un elemento 24.

In una forma di attuazione, l'unit? di elaborazione 302 confronta l?attuale pagina e posizione con posizioni di riferimento memorizzati nella memoria 306. L'unit? di elaborazione pu? anche calcolare dall?attuale pagina e posizione un indirizzo di memoria e verificare se la rispettiva posizione nella memoria 306 contiene un identificatore per un elemento 24 o direttamente dati audio. La seconda soluzione pu? essere particolarmente vantaggiosa, se vengono supportati soltanto un numero limitato di posizioni (ad esempio 28), perch? non ? necessario memorizzare posizioni di riferimento nella memoria.

Successivamente, l?unit? d?elaborazione 302 determina se l?attuale elemento 24 ha rispettivi dati audio associati e istruisce un sintetizzatore di voce 310 in modo da riprodurre i rispettivi dati audio (ad esempio dati di musica e/o di voce) memorizzati nella memoria 306.

Ad esempio, i dati audio possono essere memorizzati in formato digitale nella memoria 306 ed il sintetizzatore di voce 310 pu? convertire questi dati di nuovo in segnali audio analogici che vengono forniti ad un altoparlante 112.

Il dispositivo elettronico 10 pu? anche essere usato per diversi libri. Ad esempio, questo potrebbe essere realizzato fornendo la memoria 306 su una cartuccia o su una carta di memoria esterna a corredo del libro e sostituendo essa insieme al libro. In questo modo, la memoria 306 contiene sempre soltanto i dati associati al libro attualmente utilizzato.

In una possibile forma di attuazione, la memoria 306 contiene i dati per una pluralit? di libri ed il libro elettronico include un sensore d'identificazione per distinguere i libri. L?esperto del ramo apprezzer? che qualsiasi sistema adatto pu? essere usato per questo scopo. Ad esempio, un sensore ottico pu? essere utilizzato per riconoscere un indice stampato sul libro.

L?esperto del ramo apprezzer? anche, che la prima soluzione ? pi? flessibile, perch? un numero illimitato di libri pu? essere gestita dal libro elettronico. Infatti, la seconda soluzione pu? essere soltanto fattibile per un numero limitato di libri. Tuttavia, la seconda soluzione pu? avere costi inferiori perch? soltanto una singola memoria ? richiesta, cos? da evitare l'uso di memorie esterne.

Le soluzioni possono anche essere unite per supportare un numero limitato di libri di base con una memoria interna ed un numero illimitato di libri che vengono forniti con rispettive cartucce di memoria esterne.

L'unit? di elaborazione 302 e/o il sintetizzatore di voce possono essere collegati anche ad un controllo di volume 110, ad esempio un potenziometro, per regolare il volume della riproduzione.

La riproduzione pu? anche essere controllata in vari modi.

In una forma di attuazione, l?unit? di elaborazione 302 memorizza l?ultimo elemento 24 toccato in modo da riprodurre i rispettivi dati audio soltanto una volta, in particolare, quando il dito dell?utente rimane sullo stesso elemento 24.

In una forma di attuazione, l?unit? di elaborazione 302 memorizza un elenco di posizioni toccate in modo da seguire il dito dell?utente, anche nel caso che vengano gi? riprodotti dati audio per un elemento 24. In questo modo, l?utente potrebbe strisciare il dito sopra un?intera linea di testo, e successivamente l?unit? di elaborazione 302 attiva in modo sequenziale la riproduzione dei dati audio per i rispettivi elementi 24 sulla linea.

Naturalmente, fermo restando il principio dell?invenzione, i dettagli e le forme di attuazione possono variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto ? stato descritto a puro titolo di esempio, senza uscire dall?ambito dell?invenzione, cos? come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettronico interattivo con funzione di auto-lettura comprendente: - una base di appoggio (102) predisposta per sostenere un libro (20), - una pluralit? di sensori capacitivi (108) disposti nella base di appoggio (102), - un circuito di controllo (30) configurato per: a) monitorare (308) i cambiamenti delle capacit? di detti sensori capacitivi (108), b) rilevare (308) la posizione che un utente sta toccando in funzione di detti cambiamenti delle capacit? di detti sensori capacitivi (108), c) rilevare (302) se una memoria (306) contiene dati audio per detta posizione, e d) riprodurre (310) detti dati audio se detta memoria (306) contiene dati audio per detta posizione.
2. 2. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 1, in cui detti sensori capacitivi (108) sono disposti su una matrice.
3. 3. Dispositivo elettronico secondo le rivendicazioni 1 o 2, includente almeno un sensore di pagina (106) per rilevare la pagina attualmente aperta di detto libro (20).
4. 4. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un sensore di pagina (106) include una pluralit? di sensori di riflessione di raggi infrarossi, sensori di luce, e/o sensori magnetici.
5. 5. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, includente un regolatore (110) per controllare il volume della riproduzione di detti dati audio.
6. 6. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di rilevare (302) se detta memoria (306) contiene dati audio per detta posizione include: - caricare posizioni di riferimento per i elementi (24) presenti sulle pagina del libro (20) da detta memoria (306), e - confrontare la posizione che l?utente sta toccando con detti posizioni di riferimento.
7. 7. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di riprodurre (310) detti dati audio include: - caricare dati audio in formato digitale da detta memoria (306), e - convertire detti dati audio in segnali analogici.
8. 8. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di rilevare (308) la posizione che un utente sta toccando in funzione di detti cambiamenti delle capacit? di detti sensori capacitivi (108), include confrontare detti cambiamenti con una soglia.
9. 9. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto circuito di controllo (30) memorizza l?ultimo elemento (24) toccato in modo da riprodurre i rispettivi dati audio soltanto una volta se la posizione che l?utente sta toccando rimane inalterata.
10. 10. Dispositivo elettronico secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto circuito di controllo (30) memorizza un elenco di posizioni toccate dal?utente in modo da riprodurre sequenzialmente i dati audio per il percorso delle posizioni toccate.
11. 11. Memoria (306) per il dispositivo elettronico secondo una delle rivendicazioni 1 a 10, in cui detta memoria (306) ? associata ad almeno un libro (20), e dove detta memoria contiene: - posizioni di riferimento per almeno un elemento (24) sulle pagine di detto almeno un libro (20), e - rispettivi dati audio per detto almeno un elemento (24).