專利名稱：導讀機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種導讀機，導讀機和印刷品配合實現(xiàn)對與印刷內(nèi)容相 關(guān)聯(lián)的多媒體數(shù)據(jù)的快速定位、檢索和播放。
技術(shù)背景
一方面，目前，市場上有多種共幼兒、兒童使用的語音學習裝置，有電
子語音書、早教機(如專利號為200420095506. 7的實用新型專利)、點讀機、 點菜機、語音掛圖等產(chǎn)品，它們的共同特點是包括主機和印刷信息定位裝置， 印刷品配合印刷信息定位裝置接收用戶的輸入信息并發(fā)送給主機，主機檢索 相關(guān)聯(lián)的聲音數(shù)據(jù)，并將對應的聲音播放出來。
印刷信息定位裝置主要有三方面的信息要檢測，包括書碼識別、頁碼識 別、和坐標定位，識別書碼可以使主機確定是哪本書，識別頁碼可以使主機 確定是那一頁，坐標位置可以使主機確定用戶的輸入的具體位置；坐標定位 主要類型有按鍵式定位、電阻式觸控定位、筆式定位，其中按鍵式定位、 電阻式定位用戶使用手指點擊，和筆式定位相比更符合使用習慣，但按鍵式 定位比較死板，只能使用按鍵形狀相同形狀的刷信息，電阻式觸控板可以做 到精確定位，對印刷信息的形狀沒有要求，但對于衣服、功能手指之外的其 他身體部位的干擾無法有效消除，誤操作頻繁或操作力度大；頁碼識別主要 類型有機械開關(guān)式識別、電磁開關(guān)式識別(如專利號為200420009018.X 的實用新型專利)、紅外開關(guān)式識別(如專利號為2007加154419. 8的實用新 型專利)等，其中機械開關(guān)式識別和紅外開關(guān)式識別，采用將書頁制作成不 同形狀的突起來觸發(fā)機械開關(guān)或者紅外開關(guān)的方法，此方法的問題在于書頁 的突起容易損壞，使功能失效，并且霈要使用較厚的紙張，電磁式開關(guān)識別， 采用在書頁上植入磁條，磁條觸發(fā)干簧管、霍爾開關(guān)動作的方法，但磁條植 入紙中的工藝復雜，并且磁條容易脫落，并要求書頁和傳感器的相對位置要 非常精確否則失效，如上對頁碼識別描述，由于技術(shù)上的不成熟，多頁重疊 的印刷品的頁碼識別還不能達到實用性要求，當前通用的做法是使用一頁作 為活動單元，省去了頁碼識別因為每頁是一個活動單元我們姑且稱每個活
動頁為"書"，在此聲明，在本說明中提到的"書"指獨立的印刷頁組合，包括"傳統(tǒng)意義上的書"也包括單頁的卡片，那么書碼識別主要類型有機
械開關(guān)式識別(如專利號為03225302.8的實用新型專利)、紅外開關(guān)式識別 等，機械開關(guān)式識別、紅外開關(guān)式識別共同的特點是在單頁之上穿孔，并使 用孔來觸發(fā)開關(guān)。
在當前的應用中，通常書碼識別、頁碼識別、和坐標定位三種自動識別 技術(shù)不同時應用，而是將一些信息或使用鍵盤輸入或想辦法回避，如點讀機 (專利號為200820092613.2的實用新型專利)使用鍵盤選擇書和頁碼，這 樣會在書本打開的頁數(shù)和輸入的書和頁碼不一致時產(chǎn)生錯誤發(fā)音，如早教機 使用單頁圖片省略了頁碼識別，這樣需要用戶反復的更換單張的活頁，再如 語音掛圖(專利號為200720113214.5的實用新型專利)，使用以上三種自動
識別技術(shù)中的坐標定位，而沒有書碼識別和頁碼識別， 一個主機對應一張圖 片，單機內(nèi)容簡單，用戶使用成本髙。
另一方面，當前電容式觸控技術(shù)弁噴式發(fā)展，現(xiàn)已由單點解析觸控發(fā)展 到多點識別觸控進而發(fā)展到多點解析觸控；電容式觸控技術(shù)的特點是，通過 構(gòu)造電路電容極板，并使手指作為電容的一極，當手指動作時會改變手和電 路之間電容的值和電容耦合的位置，通過檢測電容的大小和位置特性定位手 指位置、識別手指的動作，單點解析觸控是指只能接受一個點操作，對于兩 個或者兩個以上不同位置的手指操作不能報告錯誤，而且會誤操作，多點識 別觸控技術(shù)則進一步，會對兩個或者兩個以上不同位置的手指操作報告錯 誤，但不能報告各操作點的正確位置，多點解析觸控技術(shù)(如專利號為 2005抑011740.4的發(fā)明專利、專利號為200810125594,3的發(fā)明專利)則可以 確定兩個或者兩個以上不同位置的手指操作具體位置；應用電容式多點解析 觸控技術(shù)的多點觸控手機已經(jīng)收到廣泛的接受，不過由于生產(chǎn)工藝復雜，成 品率低，這些產(chǎn)品都價格不菲。
再一方面，條碼技術(shù)已是成熟多年的技術(shù)，有早期的手動掃描激光條碼 識別，自動掃描撖光條碼識別，到現(xiàn)在的全彔掃描激光條碼識別，光學成像 條碼識別
實用新型內(nèi)容
本實用新型通過整合其他行業(yè)的技術(shù)，采用電容式多點解析觸控技術(shù)實 現(xiàn)坐標定位，消除了衣服、功能手指以外的身體部位的干擾，使用手指觸摸的方式，使輸入方式更符合使用習慣,采用電容式多點解析觸控技術(shù)實現(xiàn)頁 碼識別，解決了現(xiàn)有的頁碼識別技術(shù)工藝復雜、容易損壞、制作成本高的問 題，聯(lián)合采用電容式多點解析觸控、頁碼識別、書碼識別，解決了現(xiàn)有整體 方案人工輸入多，特別地，在忘記輸入頁碼、書碼信息時，會產(chǎn)生誤操作的 問題.
本實用新型采用的方案是
構(gòu)造一種導讀機，包括主機、印刷信息定位裝置所述導讀機最小系統(tǒng)
的主機如圖l所示包括數(shù)據(jù)存儲器、中央處理器、發(fā)聲裝置，所述印刷信息 定位裝置與中央處理器相連,印刷品配合印刷信息定位裝置接收用戶的輸入 信息并發(fā)送給主機的中央處理器，所述導讀機最小系統(tǒng)的印刷信息定位裝置 如圖l所示包括電容式多點解析觸控板。電容式多點解析觸控板作為坐標定 位裝置，將用戶手指的輸入坐標信息發(fā)送給中央處理器，中央處理器根據(jù)用 戶的輸入坐標在數(shù)據(jù)存儲器中檢索對應的聲音數(shù)據(jù)，并將檢索到的數(shù)據(jù)發(fā)送 給發(fā)聲裝置播放出來， 一方面，使用電容式多點解析觸控板和電阻式的觸控 板相比，在原理上電容式多點解析觸控板不會受到衣服等絕緣體的干擾，對 于功能手指以外的身體的其他部位的干擾，由于電容式多點解析觸控技術(shù)的 應用，可以對身體接觸的方位、形狀、大小、接近程度實施多點跟蹤，所以 可以使用軟件算法有效濾除功能手指外的身體干擾，而電阻式觸控技術(shù)解決 此問題的方法是增加功能手指的按壓力度，使功能手指的按壓力度大于干擾 的力度，由于其中手掌的干擾接觸力比較大，所以要求功能手指的按壓力非 常大，致使使用手感差，另外在印刷品較硬時將手指的按壓力被印刷品分散， 使電阻觸控板無法正常工作，另一方面，使用電容式多點解析觸控板和筆式 坐標定位相比的有益效果是顯而易見的，電容式多點解析觸控板使用手指操 作，要比使用筆操作要方便的多。
本身實用新型的主機的中央處理器還連接有鍵盤，考慮到現(xiàn)有印刷品沒 有書碼和頁碼，為了兼容這些沒有書碼和頁碼的印刷品，鍵盤和發(fā)聲裝置一 起形成人機接口，用來輸入書的檢索信息和頁的檢索信息，中央處理器接收 并記憶這些信息，當有用戶手指點擊時，中央處理器接收到來自電容式多點 解析觸控板坐標定位信息，匯總鍵盤輸入的書的檢索信息和頁的檢索信息一 起檢索對應的聲音數(shù)據(jù)，并控制發(fā)聲裝置播放出來。
本身實用新型的主機的中央處理器還連接有顯示屏，用來加速鍵盤和發(fā) 聲裝置形成的人機接口，發(fā)聲提示的速度要比顯示的文字、圖形信息慢很多，在發(fā)聲的同時在顯示屏上顯示對應的文字或圖像提示，當聲音還沒有提示完
時用戶可以根據(jù)顯示屏的提示進行下面的操作；顯示屏的另外一個功用是， 顯示和印刷內(nèi)容相關(guān)連的圖片、圖像內(nèi)容，成為聲音媒體外的視覺媒體；此 外，由于有鍵盤和顯示屏的存在迸而可以增加一些如電子詞典、益智游戲等 輔助功能。
本身實用新型的主機的中央處理器還連接有數(shù)據(jù)存儲卡，數(shù)據(jù)存儲卡中 存儲的是和一個或者多個印刷品對應的多媒體數(shù)據(jù)，用戶在更換了印刷品后 可以將與其對應的數(shù)據(jù)存儲卡插入導讀機中即可使用，而不必將其連接在電 腦上下傳數(shù)據(jù)，方便實用
本身實用新型的印刷信息定位裝置還包括書碼和書碼識別裝置，用來識 別書的檢索信息，增加了整機自動識別性能，用戶在使用時，只要將書放在 導讀機上即可使用，而不必使用鍵盤輸入檢索信息，或者直接檢索；所述書 碼是條碼，粘貼或者印刷在印刷品的暈后頁的背面，工藝簡單；所述書碼識 別裝置包括連接在中央處理器上的光源、連接在中央處理器上的圖像傳感 器，光源提供圖像傳感器工作需要的亮度，圖像傳感器將圖像信息傳送給中 央處理器，中央處理器根據(jù)圖像信息轉(zhuǎn)換為書碼，和激光掃描條碼識別相比， 使用圖像傳感器來采集書碼信息的好處是，掃描過程沒有機械運動，成品率 更容易掌握，沒有機械運動的噪聲，不使用單點激光消除了激光對眼睛的傷
本身實用新型的印刷信息定位裝置還包括頁碼標簽，所述頁碼標簽是導 電的薄膜，粘貼或者印刷在印刷品的不同頁上，并且不同頁的頁碼標簽在所 述電容式多點解析觸控板的投影不完全重疊，電容式多點解析蝕控板檢測這 些標簽的信息發(fā)送給中央處理，由于每鑭動一頁會帶動頁碼標簽移動到軸線 的另外一惻，鑭到不同的頁導電薄膜的位置不完全相同，中央處理器根據(jù)這 些頁碼標簽的位置的不同判斷出是打開的哪一頁，并且根據(jù)頁碼標簽的位置 計算出印刷品的相對坐標和位置；導電薄膜可以使用金屬鉑比如錫箔、鋁箔， 也可以使用導電油墨直接印刷在印刷品上，與機械開關(guān)式、電磁開關(guān)式、紅 外開關(guān)式識別頁碼的頁碼方案相比，有功能部位不易損壞、工作可靠、工藝 簡單、容易機械化生產(chǎn)、沒有紙張厚度限制的優(yōu)點，由于頁碼標簽除帶有頁 碼信息還帶有印刷品與觸控板的相對位置信息，可使用功能手指與觸控板的 相對位置和印刷品與觸控板的相對位置共同計算出手指與印刷品的相對位 置，所以使用電容式多點解析蝕控板識別頁碼方案和其他方式的頁碼識別方案相比，書的位置在導讀機范圍內(nèi)基本不受限制，可以任意移動，使用方便， 解決了書頁和頁碼傳感器必須精確定位且容易失效的問題。
現(xiàn)有的通用的電容式多點觸控板的電容矩陣多為觸屏上使用的玻璃為
基板印刷ITO導線的多層板，此種觸控板成本高、工藝復雜，為了解決這 些問題，使用新的方案構(gòu)造一種電容式多點觸控板包括電容觸控板控制模 塊、電容矩陣，電容矩陣由橫向基本平行的導線組和縱向基本平行的導線組 組成，橫向?qū)Ь€組和縱向?qū)Ь€組垂直分布，導線之間相互隔離，每個導線分 別和電容觸控板控制模塊相連，電容觸控板控制模塊連接到主機的中央處理 器，其特征在于，電容矩陣的導線線印刷在塑料薄膜基材之上，降低了制作 成本。
總結(jié)本實甩新型的導讀機，有以下優(yōu)點 使用手指輸入，無需壓力，手感好；
頁碼識別可靠，帶頁碼標簽的印刷品制作工藝簡單、成本低； 使用塑料基板的電容矩陣，成本低。
書碼識別、頁碼識別、手指輸入坐標的組合使書內(nèi)容檢索自動化程度 達到"所見即所得"。
附閨說明


圖1本實用新奨最小系統(tǒng)框圖
圖2本實用新型系統(tǒng)框圖
圖3各功能模塊的空間相對位置示意圖
圖4電容矩陣實物圖
閣5電容矩陣倒4局部(25)的放大衝
具伴實施方式
本實用新型的具體實施方式
描述如下
如圖2所示，揭示了實用新型各單元之間的電氣關(guān)系，圖中箭頭本身代 表各單元之伺的相互關(guān)系，箭頭的方向代表的是信息的流向，具體描述如下-
手和電容矩陣手在靠近電容矩陣時，手和電容矩陣上的導線形成電容 耦合,手與人體連接、人體作為孤立導體^I地之間形成電容耦合，從而手、電容矩陣、地形成電氣連接，手和電容矩陣上的導線之間的距離和方位會影 響電容耦合的程度，手的動作信息轉(zhuǎn)換成電容的變化信息則傳遞給了電容矩 陣。
頁碼標簽和電容矩陣頁碼標簽在靠近電容矩陣時，頁碼標簽和電容矩 陣上的導線形成電容耦合，頁碼標簽和電容矩陣上的導線之間形成電氣連 接，頁碼標簽和電容矩陣上的導線之間的距離和方位會影響電容耦合的程 度，頁碼標簽的方位信息則傳遞給了電容矩陣。
電容矩陣和電容觸控板控制模塊電容矩陣中的各電容的電極和電容觸 控板控制模塊之間使用導線一一對應連接在一起，電容矩陣將電容變化信息 直接傳遞給電容觸控板控制模塊。
電容觸控板控制模塊和中央處理器電容觸控板控制模塊和中央處理器 之間通過導線連接， 一種方案，選擇UART、 SPI、 I2C、 USB數(shù)字接口標 準之一，另一種方案，使用模擬信號接口，電容觸控板控制模塊的作用是將 電容的變化信息轉(zhuǎn)換成中央處理器可以接收的數(shù)字信號或者模擬信號并發(fā) 送給它。
中央處理器和光源中央處理器和光源通過導線連接，中央處理器輸出 電平控制信號，控制光源的亮滅。
光源和書碼.-光源發(fā)出在書碼條紋垂直方向亮度均勻的光照射書碼。 書碼和圖像傳感器書碼反射均勻光線在圖像傳感器上成像。
圖像傳感器和中央處理器圖像傳感器和中央處理器使用導線連接，采用 YCC、 BT.601、 CIRR接口標準的一種，圖像傳感器將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 發(fā)送給中央處理器。
鍵盤和中央處理器鍵盤上的開關(guān)引腳使用導線直接與中央處理器連接， 中央處理器掃描鍵盤上按鍵的開關(guān)狀態(tài)，鍵盤接收用戶的輸入轉(zhuǎn)換成電信號 傳遞給中央處理器。
中央處理器和顯示屏中央處理器和顯示屏通過導線連接，采用CPU接 口，中央處理器將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示屏。
中央處理器和數(shù)據(jù)存儲卡中央處理器和數(shù)據(jù)存儲卡通過導線連接，采 用SD、 MMC標準接口，中央處理器可讀取數(shù)據(jù)存儲卡中的數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù) 存儲在數(shù)據(jù)存儲卡中。
中央處理器和存儲器中央處理器和存儲器通過導線連接，釆用NAND
8FLASH接口、 NOR FLASH接口中的一種或者兩種，中央處理器可讀取存儲器 中的數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。
中央處理器和發(fā)聲裝置中央處理器和發(fā)聲裝置通過導線連接，發(fā)聲裝 置包括揚聲器、耳機，中央處理器使用模擬電壓信號驅(qū)動揚聲器、耳機，將 其轉(zhuǎn)換成聲音。
如圖3所示，揭示了本實用新型各單元之間的空間位置關(guān)系，具體描述 如下
主機(14)固定連接與電容式多點解析觸控板的右板(13)的右面，電 容式多點解析觸控板的左板(11)和電容式多點解析觸控板的右板U3)通 過中軸(16)相連，形成可翻蓋結(jié)構(gòu)，導讀機不使用時，電容式多點解析觸 控板的左板(11)蓋在電容式多點解析觸控板的右板(13)之上，使用時書 本放在打開的電容式多點解析觸控板的左板(11)和電容式多點解析觸控板 的右板(13)之上，書的中線與中軸對齊；
電容式多點解析觸控板的左板(11)中安裝一片電容矩陣和一塊電容觸 控板控制模塊，電容式多點解析觸控板的右板(13)中安裝一片電容矩陣和 一塊電容觸控板控制模塊；
頁碼標簽(120)粘貼在書頁上，每頁粘貼一張，并且不同頁的頁碼標 簽在所述電容式多點解析觸控板的投影不完全重疊，但不限具體位置，為了 不影響美觀，頁碼標簽印刷和當前頁內(nèi)容融合的圖案9
如圖3所示，主機上有顯示屏(15)、鍵盤(18)、揚聲器(17)、數(shù)據(jù) 存儲卡卡座(19)，主機中還有主印刷線路板，主印刷線路板上連接有中央 處理器、存儲器、數(shù)據(jù)存儲卡卡座(19)。
圖3中沒有顯示書碼和書碼檢淵裝置，書碼檢湄裝置在電容式多點解析 觸控板的右板(13)的左面中間位置。
如圖4所示，是電容矩陣實物圖，電容矩陣通過縱向?qū)Ь€連接器(21) 和橫向?qū)Ь€連接器(22)和電容觸控板控制模塊相連，縱向?qū)Ь€(23)由等 距的菱形使用導線連接在一起組成，多個縱向?qū)Ь€形成縱向?qū)Ь€組，縱向?qū)?線平行排列，縱向?qū)Ь€之間的距離相等，橫向?qū)Ь€(24)由等距的菱形使用 導線連接在一起組成，多個橫向?qū)Ь€形成橫向?qū)Ь€組，橫向?qū)Ь€平行排列， 橫向?qū)Ь€之間的距離相等，縱向?qū)Ь€和橫向?qū)Ь€相互隔離；如圖5所示導線 (210)連接菱形塊(26)和菱形塊(28)形成縱向?qū)Ь€，導線(211)連接菱形塊(27)和菱形塊(29)形成橫向?qū)Ь€，導線(210)和導線(211)處 在塑料基板的不同層上；相鄰的縱向?qū)Ь€之間形成待測電容，相鄰的橫向?qū)?線之間也形成待測電容，將方向相同的導線之間的電容稱之為自容；每個縱 向?qū)Ь€和每個橫向?qū)Ь€之間形成待測電容，稱之為互容；自容和互容共同成 為電容矩陣的檢淵對象，當手、導體靠近時會影響自容和互容的值為計算導
體和手的位置提供依據(jù)；霈要說明的是，在流行的工藝中，導線(210)和 導線(211)之間只隔著一層很薄的絕緣漆，由于距離很近，它們之間形成 的電容值較大，對于提高檢測的靈敏度是有害的，在不影響加工成本的情況 下，應該將導線(210)和導線(211)最短化，最細化。
權(quán)利要求1、一種導讀機，包括主機、印刷信息定位裝置；所述主機包括數(shù)據(jù)存儲器、中央處理器、發(fā)聲裝置，所述印刷信息定位裝置與中央處理器相連，印刷品配合印刷信息定位裝置接收用戶的輸入信息并發(fā)送給主機的中央處理器，其特征在于，所述印刷信息定位裝置包括電容式多點解析觸控板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述中央處理器連接 有鍵盤。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述中央處理器連接 有顯示屏》
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述中央處理器連接 有數(shù)據(jù)存儲卡。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述印刷信息定位裝 置還包括書碼和書碼識別裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的導讀機，其特征在于，所述書碼識別裝置包 括連接在中央處理器上的光源、連接在中央處理器上的圖像傳感器；所述書 碼是印刷或粘貼在書上的條碼。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述印刷信息定位裝 置還包括頁碼標簽，所述頁碼標簽是導電的薄膜，粘貼在印刷品的不同頁上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導讀機，其特征在于，所述電容式多點解析 觸控板包括電容觸控板控制模塊、電容矩陣，電容矩陣由橫向基本平行的導 線組和縱向基本平行的導線組組成，橫向?qū)Ь€組和縱向?qū)Ь€組垂直分布，導 線之間相互隔離，縱向?qū)Ь€組和橫向?qū)Ь€組的導線分別與電容觸控板控制模 塊相連，電容蝕控板控制模塊連接到主機的中央處理器，所述電容矩陣，其 特征在于，電容矩陣的導線印刷在塑料薄膜基材之上，通過連接器與所述電 容觸控板控制器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種導讀機，包括主機、印刷信息定位裝置；所述主機包括數(shù)據(jù)存儲器、中央處理器、發(fā)聲裝置，用來對聲音的檢索和播放；所述印刷信息定位裝置與中央處理器相連，印刷品配合印刷信息定位裝置識別印刷信息并接收用戶的輸入信息發(fā)送給主機的中央處理器。印刷信息定位裝置包括書碼識別裝置、頁碼識別裝置、電容式多點解析觸控板，可自動識別書碼，可自動識別頁碼，可識別跟蹤手的動作、手指位置；當手指指向印刷品的印刷信息時，主機檢索相關(guān)聯(lián)的聲音數(shù)據(jù)，并將對應的聲音播放出來。
文檔編號G06F3/044GK201348829SQ20082024088
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者偉 崔 申請人:偉 崔