Brevet FR2661019A1 — publié le 19911018

L'invention concerne d'une manière générale un ensemble électronique portatif permettant d'envisager la production, la distribution, et la lecture des livres d'une manière entièrement nouvelle. L'invention, que l'on dénomme livre-écran, permet plus particulière -ment la lecture d'un texte à partir d'un support de données électronique portatif. Sa description concerne aussi en particulier la forme et l'architecture interne de ce support électronique de données et les systèmes automatiques permettant de configurer et de distribuer ledit support. L'industrie de l'édition produit plusieurs types de livres La plus grande partie, parmi laquelle on trouve principalement les ouvrages de littérature générale, est constituée d'un certain nombre de pages comprenant essentiellement des caractères d'imprinerie.C'est ce type de livre que le livre-écran peut avantageusement remplacer, grâce à sa conception et à l'environnement imaginé par l'invention.Le livre-écran peut être utilisé aussi comme appareil portatif lecteur de données transportées .Le support électronique de données peut être utilisé également pour enregistrer des images numérisées comme on le verra plus loin. Le livre-écran est constitué des éléments suivants: - une électronique à microprocesseur incluant le logiciel de gestion du livre-écran et son alimentation - un écran graphique pour l'affichage du texte - un ensemble de 4 touches principales pour la commande de l'affichage - un connecteur à 16 contacts maximum - une caste à mémoire contenant le texte à lire, et raccordée à l'électro- -nique à microprocesseur par l'intermédiaire du connecteur ;cette carte à mémoire est dénommée mémocarte. La lecture d'un texte sur un écran à partir d'un support de données codifiées sous forme numérique n'est pas en soi une nouveauté ;cette technique n'a toutefois pas donné lieu à la réalisation d'un produit miniaturisé tel que décrit ci-après.En effet, les supports de données de grande capacité commercialisés actuellement - disquettes ou bandes magnétiques, disques optiques, carte à lecture par laser - nécessitent une motorisation et une mécanique de translation de tête de lecture et donc des organes électroniques complexes de contrôle qu'il est difficile de miniaturiser pour réaliser un produit économique. Pour permettre cette miniaturisation l'invention utilise donc une mémoire à semiconducteur insérée dans un support plastique du type carte de paiement ou carte de crédit. Une carte à mémoire, dite carte à puce, existe actuellement, mais sa conception est basée essentiellement sur une puce à microprocesseur, apportant la sécurité ou la confidentialité à un stockage limité de données, représentant, soit des informations fiduciaires (cartes de paiement, carte téléphonique), soit des informations personnelles (dossier médical, dossier universitaire), soit encore un codage des autorisations d'accès à certains lieux, soit encore une combinaison de ces informations .L 'accès aux données se fait en mode série sur une seule ligne et par 1' intermédiaire du microprocesseur, à l'aide d'un protocole complexe de transmission de données. La présence sur la puce de silicium du microprocesseur nécessite de la place et ne permet pas l'adjonction d'une très grande capacité de mémoire. Un autre type de carte à mémoire existe, mais il ne représente qu un conditionnement particulier d'un ou de plusieurs composants mémoire, dans un support plastique au format dit de carte de crédit, avec un connecteur ayant un grand nombre de contacts, en particulier pour les lignes d'adresse dont le nombre augmente avec la capacité mémoire de la carte. L'invention se propose d'utiliser, pour mettre en oeuvre la mémocarte, une particularité des données contenues dans un texte, de telle façon que la mémocarte présente sur l'art antérieur les avantages suivants: - simplicité de la logique du composant mémoire utilisé - limitation du nombre de lignes de connection - simplicité de la méthode de communication entre la mémocarte et le livre écran - simplicité des organes de commande du système lecteur de la mémocarte à savoir du livre écran. D'autres caractéristiques de la mémocarte et du livre-écran apparaîtront dans la description qui est illustrée par les figures suivantes: - la figure I représente l'organisation interne de la mémocarte - la figure 2 représente la position des contacts de la mémocarte - la figure 3 représente sommairement une configuration du livre-écran et de ses touches - l'annexe 1 représente la carte mémoire de la mémocarte - l'annexe 2 représente le détail de la carte mémoire de la mémocarte - les annexes 3 et 4 représentent le détail du codage du contenu de la mémocarte - l'annexe 5 récapitule les codes ASCII des caractères de contrôle et les codes de commande utilisés par le livre écran pour la mise en page du texte à 1 'écran, et qui sont stockés dans la mémocarte parmi les codes des caractères à afficher. Les données stockées dans la mémocarte représentent essentiellement le texte à visualiser à l'écran.Les caractères sont stockés dans la mémocarte par leur code ASCII, sont donc codés sur un octet, et présentent la particularité d'être accédés uniquement séquentiellement, pour l'affichage sur l'écran.Cette particularité permet de limiter le nombre de lignes d'adressage de la mémoire. En effet la quantité de codes à stocker en mémoire nécessite suivant les textes, entre 256 kilooctets et 2 mégaoctets.Cette taille mémoire nécessite dans le cas d'un adressage aléatoire, au minimum 18 lignes d'adressage ce qui implique en ajoutant les 8 lignes de données et les 4 ou 5 lignes de sélection de boitier, de lecture/écriture, de masse et d'alimentation, au moins 32 lignes de connections électriques, ce qui est coûteux. L' chicecture de la mémocarte (Fig. 1) permet de se limiter à 16 contacts, quelle que soit la taille mémoire jusqu'à 268 mégasetets, grâce à l'utilisation de deux compteurs, 1 de 8 à 10 bits (1) et 1 de 16 à 18 bits (2), intégrés au composant mémoire, placés en parallèle, reliés par la ligne de retenue (R), et recevant des impulsions du microprocesseur du livre-écran chacun par une ligne.L'envoi d'une impulsion au compteur de 8 à 10 bits, modifie l'adresse de 1.L'envoi d'une impulsion au compteur de 16 à 18 bits, modifie l'adresse de 255 à 1024.L'un ou l'autre des compteurs peuvent être incrémentés ou décrémentés séparément, suivant le niveau logique d'une troisième ligne.Le décodage du contenu des compteurs par le décodeur (3), permet l'adressage de l'octet recherché qui est retrouvé rapidement. Tout l'adressage des octets contenus dans la mémocarte est donc réalisé à l'aide des trois lignes suivantes: - compteur adresse 1 CA1 - compteur adresse 2 CA2 - incrémentation/décrémentation INC/DEC Les autres lignes de contact de la mémocarte sont: - données DO - D7 - alimentation électrique de la mémocarte VCC - masse - commande de lecture OE - programmation en écriture PGM - alimentation d'écriture VPP Une variante de réalisation , permet de réduire ce nombre de lignes à 10 en transmettant les 8 bits de données en série sur une seule ligne grâce à un registre à décalage.Cette méthode est toutefois moins performante et nécessite une horloge et donc une ligne de synchronisation. Les deux dernières lignes sont prévues car la mémoire de la mémocarte est partiellement constituée d'une mémoire EPROM (4), et d'une mémoire EEPROH (5).Cette particularité permet au lecteur de mémoriser en EPROM (4) la position dans le texte de certaines remarques ou phrases ayant attiré son attention et qui apparaitront ensuite soulignées sur l'écran.La mémoire EEPROH (5), de petite taille, permet au livre-écran, lors de son extinction, de mémoriser dans la mémocarte la dernière position de lecture, de façon à afficher cette dernière position de lecture lors de la remise en service de la mémocarte La mémoire (6) utilisée pour stocker la plus grande partie des informations, c'est à dire le texte, est a priori du type ROM masquée. Toutefois les mémoires électroniques de masse de type ROM étant souvent actuellement réalisées en mémoire EPROM non munies de fenêtres d'éffacement aux W, cette méthode peut s'appliquer avec succès à la mémocarte, pour mettre en place un nouveau type de distribution de livres.La mémocarte vendue au lecteur, peut être produite directement chez le vendeur -le libraire en général -, mais aussi dans tout système de distribution automatique, à partir d'un support de données de très grande capacité tel su'un disque optique de type CDRDM ou une cassette à bande magnétique numérique de type DAT, distribué aux réseaux de ventes par les éditeurs, et comprenant un grand nombre des titres et textes commercialisés par ces éditeurs Le dispositif de production peut dans ce cas être doté de moyens d'impression permettant l'inscription sur la mémocarte de textes ou d'images destinés à la rendre attrayante, ces textes et images étant eux mêmes stockés sur le support de grande capacité,Cette technique présente le gros avantage de simplifier considérablement le circuit d'impression, de stockage, d'emballage et d'expédition du livre, en permettant sa production sur le lieu de vente en quantité adaptée exactement au succès du livre et en évitant les rééditions. La mémocarte contiertt donc stocké en mémoire ROM masquée ou en mémoire EPROM non effaçable le texte du livre.Une autre partie de cette mémoire est occupée par une zone générateur de caractères chargeables, utilisés par le livre-écran.Ce générateur de caractères est personnalisé par l'éditeur, et peut être complété par un, deux, ou trois autres générateurs de caractères qui permettent de prévoir plusieurs formes de lettres, ou encore des caractères semi-graphiques permettant de représenter des images ou des schémas. Les principes énoncés ci dessus, permettent également d'utiliser la mémocarte pour expédier ou transporter des données de texte ou de dossiers divers, inscrits dans la mémoire par les services d'une entreprise, à partir de microordinateurs, à l'aide de logiciels de traitement de textes. Ces données peuvent nécessiter d'être protégées et les éditeurs peuvent souhaiter limiter le nombre de lectures du même ouvrage, en ne donnant accès au texte qu'à l'acheteur de cet ouvrage.Pour cela la mémocarte peut être pourvue de 2 registres de code, contenant chacun 8 octets accessibles seulement en écriture.L'un d'eux (7) est configuré définitivement à l'achat de la mémocarte, à l'aide des codes ASCII d'un mot de passe, choisi par l'acheteur de l'ouvrage ou par le réalisateur du chargement de la mémocarte. L'autre registre (8), constitué d'une mémoire RAM non permanente, est configuré lors de chaque utilisation de la mémocarte, à l'aide des codes ASCII des caractères du mot de passe qui sont pointés sur écran, parmi les caractères affichés, à l'aide des 4 touches du livre-écran.La comparaison des deux registres de code, bit à bit, par un comparateur (S), réalisé par un simple système de portes AND ou NAND, autorise l'accès à la zone mémoire contenant le texte de ltouvrage, grâce à un verrou (1Q), commandé par un décodeur (11) qui détermine les mémoires à verrouiller.La sortie ou l'entrée des données est réalisée à travers un buffer (12), commandé lui même par une logique de lecture et de programmation (13). La mémocarte, avec la même architecture précisées ci-avant, peut être utilisée pour stocker les données numériques représentant des images, saisies à l'aide d'un appareil photo numérique utilisant un détecteur à matrices de diodes à transfert de charges Elle permet dans ce cas la réalisation d'un appareil de prise de vue économique par rapport aux solutions à disquettes magnétiques qui apparaissent actuellement sur le marché.Utilisée de cette façon,la lamémocarte permet aussi de simplifier considérablement les circuits commerciaux des supports photographiques, grâce à la visualisation des images dès la fin des prises de vue, sur un livre écran ou sur un téléviseur. On voit que la technique imaginée dans cette invention, permet toute une série de variantes de configuration, avec des zones de mémoire de type différents.Les marchés visés par cette invention pouvant s'étendre à d'autres domaines, il est nécéssaire de prévoir une standardisation qui permette l'utilisation de la mémocarte de façon universelle, quelle que soit l'application.Pour cela un certain nombre d'octets sont réservés à un catalogue dans lequel sont stockés:: - le titre de l'ouvrage ou du document - le nom de l'auteur - la présence ou non d'un code d'accès - le nombre d'octets du mot de passe - le nombre de générateurs de caractères et leurs adresses - le nombre d'octets de la matrice de points représentant les caractères dresse du texte - l'adresse de la zone réservée à l'utilisateur pour mémoriser la position des phrases remarquables. Enfin certains languages utilisant un grand nombre de caractères ou d'idéogrammes, le codage ASCII sur 8 bits , soit un octet, n'est pas suffisant, et la mémocarte possède dans son catalogue l'information de passage à plusieurs octets pour le codage des caractères. De même, pour son utilisation comme support d'images, la mémocarte contient dans son catalogue les caractéristiques des images réalisées, à savoir - dimensions de la matrice de points de l'image - nombre de bits de codage des niveaux de couleur ou de gris de chacun des points - palette des couleurs utilisées Les annexes 1, 2 et 3 donnent la configilration mémoire de la mémocarte avec les adresses mémoire du catalogue, des générateurs de caractères ou des palettes de couleur, du texte, et des deux registres de mot de passe.Une zone mémoire reste accessible sans introduction du mot de passe (Adresse décimale 0 à 2248).Cette zone comprend essentiellement le catalogue et le premier générateur de caractères, de façon à ce que le livre-écran puisse afficher le nom da l'auteur et le titre de l'ouvrage, ainsi que la succession des caractères qui seront pointés par le lecteur comme constituant le mot de passe. L'annexe 4 précise le mode de codage des couleurs ou niveaux de gris de chaque point dans le cas de l'application photo Le nombre de bits de codage d'un point détermine le nombre de niveaux de gris ou de couleur de l'image.Dans le cas d'images couleur le nombre de bits est un multiple de 3 de façon à avoir le même nombre de bits pour chaque couleur élémentaire (Rouge, Vert, Bleu ).Ainsi pour un point couleur codé sur 12 bits (1,5 octet), chaque couleur élémentaire est codée sur 4 bits, ce qui donne 16 (24) niveaux d'intensité, ce qui représente 4096 (163) couleurs possibles pour ce point. Si le nombre de bits de codage n'est pas un multiple de 3 il y a nécéssité de stocker à partir de l'adresse hexadécimale 88 l'adresse ou sera stockée la palette des couleurs utilisées.Ainsi si le codage d'un point se fait sur 10 bits, cela correspond à 1024 (210) couleurs utilisées, qui elles doivent être codées sur un nombre de bits multiple de 3 et immédiatement supérieur à 10 soit 12 bits, ce qui représente 4096 couleurs.La palette de couleurs comprend donc la succession des 1024 ensembles de 12 bits de codage correspondant aux 1024 couleurs choisies parmis 4096 possibles.Chaque code de 10 bits donné pour un point de l'image permet donc de pointer l'une des 1024 couleurs de la palette.La palette de couleur occupe dans ce cas 12288 bits soit 1536 octets. La mémocarte décrite précédemment est donc connectée à son organe utilisateur par un connecteur à 16 contacts. La mémocarte reprend avantageusement en les ayant simultanément les deux positions de contacts définies à titre transitoire et à titre de standard définitif par la norme ISO 7816-2 d'octobre 1988. La figure 2 montre plus en détail l'emplacement et la disposition des contacts de la mémocarte. La figure 3 montre une représentation sommaire du livre écran incluant l'écran (5), la carte à circuit intégré (6), le connecteur à 16 contacts (7) et les 4 touches principales permettant de faire fonctionner le livre écran. Les fonctions de ces touches sont les suivantes - touche (1): conditionne le sens des sauts de pages du texte; chaque pression sur la touche inverse le sens de défilement - touche i (2): saut d'une page écran - touche ~- (3): saut de plusieurs pages écran - touche i.. (4): saut d'un chapitre ou de plusieurs dizaines de pages écran Les touches sont utilisées exactement dans les mêmes conditions pour pointer caractères affichés à l'écran pour l'introduction du mot de passe, le dét'ilement étant celui d'un curseur et non plus celui des pages du livre. Après positionnement du curseur sous un caractère le pointage est réalisé par une pression prolongée sur la touche ( De même dans le cas de l'application photo, les touches per:aettent de passer à la visualisation de la photo suivante ou précédante.Une pression sur une touche de saut est validée seulement si l'affichage commandé par la pression précédante est terminé. Le livre-écran, muni de ses 4 touches de commande et de la mémocarte, est constitué en plus de son électronique à microprocesseur et de son écran graphique. Cet écran graphique est avantageusement du type à cristaux liquides à matrice active de transistors, de façon à éviter la technique du multiplexage qui nécessite une répétition rapide de l'excitation des points d'affichage en vue d'avoir une persistance de l'image. Cette dernière technique nécessite de plus l'utilisation de composants particuliers, appelés contrôleurs d'écran, qui transmettent le contenu de la mémoire vidéo aux composants de commande (drivers) des lignes et des colonnes de points d'affichage. Dans les appareils à microprocesseur tels que les microordinateurs portables où sont habituellement incorporés ces écrans, les contrôleurs doivent être reliés d'une part, aux drivers, et d'autre part aux bus de données et d'adresses du microprocesseur, ceci par des lignes nombreuses et une logique complexe, destinée à règlementer les accès de l'un ou de l'autre à la mémoire vidéo, de façon à représenter sans délai tout changement partiel de cette mémoire.Ceci n'est pas le cas du livre-écran, qui change complètement son affichage à chaque page. L'écran du livre-écran est donc commandé par des drivers à mémoire intégrée, qui inversent la polarité des plaques de l'écran en cadencement avec une horloge, de façon à éviter l'électrolyse du cristal liquide. Ces mémoires de même que la mémocarte sont accédées au rythme donné par le lecteur pour afficher une nouvelle page de texte ou une nouvelle photo. A ce moment, l'affichage est inhibé de façon à libérer leur accès pour le microprocesseur. Ces mémoires sont configurées par l'intermédiaire d'un bus de données de 8 bits et leur adressage est avantageusement réalisé selon la même méthode d'adressage que pour la mémocarte. Le livre-écran peut donc être avantageusement géré par un microcontrôleur 8 bits, dont les prix actuels permettent d'envisager la réalisation de l'invention à des coûts économiques.En effet le livre-écran peut être conçu pour que le microcontrôleur travaille en temps masqué à la préparation de la page suivante, dans une mémoire annexe et à partir de la mémocarte, de façon à n'avoir plus qu'à réaliser un tranfert de mémoire au moment de l'appel de cette page suivante Ainsi l'utilisation de microprocesseurs plus puissants peut être évitée. Le logiciel de fonctionnement du microcontrôleur qui est chargé de gérer le livre-écran a pour fonctions essentielles: - de charger les générateurs de caractères de la mémocarte vers les mémoires appropriées du livre-écran - de commander, à la lecture du code d'un caractère, le transfert des informations des mémoires précédentes vers les mémoires d'affichage des drivers - d'autoriser l'affichage par les drivers d'écran - de détecter le fonctionnement des 4 touches principales. Quelle que soit la taille d'écran choisie par le constructeur du livre-écran la mémocarte doit être lue sans problème . La notion de page disparait donc de l'ouvrage ainsi conditionné et n'est matérialisée qu'au moment de l'utilisation.0n voit que le codage des caractères et signaux de contrôle prévus dans le code ASCII nécessite quelques aménagements. L'annexe 5 donne la liste des caractères de contrôle qui sont utilisés dans la mémocarte et la liste des codes de commande utilisés par le livreécran. Le livre-écran utilise un support électronique de données de grande contenance.Ceci nécessite un composant mémoire à haut degré d'intégration tel qu'il commence à en exister sur le marché.Ces mémoires sont réalisées le plus souvent avec la technique dite CMOS qui permet de faibles consommations en énergie, mais l'on peut imaginer l'utilisation de mémoires à logique optique, ou dont la logique est basée sur des réactions moléculaires ou biochimiques. Pour tous les cas d'utilisation d'un support de données portatif électronique de grande capacité l'architecture de la mémocarte permet une réalisation économique de ce support, et permet de concevoir un système utilisateur sans protocole complexe de transmission, sans organe motorisé et donc plus économique que les systèmes utilisant les supports magnétiques ou optiques existants ou dérivés. La description de l'invention, appuyée sur un exemple détaillé de réalisation, ayant permis d'exposer son intêret, le demandeur se réserve l'exclusivité, pendant toute la durée du brevet, de toute réalisation redevable des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1-Ensemble électronique portatif indépendant permettant de visualiser des textes de romans, essais ou autres ouvrages écrits, ou des images, caractérisé en ce qu'il comprend - un écran graphique pour la visualisation des données (14) - une électronique à microprocesseur pour la gestion des fonctions de l'ensemble portatif - un ensemble de quatre touches principales pour la commande de l'affichage, - une touche (17) commandant le sens de déplacement dans la séquence de visualisation des pages du texte ou des images, - une touche (18) commandant le.déplacement d'une page écran, - une touche (19) commandant le déplacement de plusieurs pages écran, - une touche (20) commandant le déplacement de plusieurs dizaines de pages écran. - un connecteur (16) pour le transfert des données à visualiser ledit ensemble portatif étant caractérisé en outre en ce que - il comprend, connectés à l'électronique à microprocesseur par l'intermédiaire du connecteur (16), des supports électroniques de données portatifs indépendants et interchangeables de type carte à mémoire à contacts (15) qui sont utilisés pour la diffusion des textes et images. 2-Ensemble électronique portatif indépendant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les supports électroniques de données portatifs qu'il utilise contiennent, en vue de l'adressage de la mémoire par décodage de leur contenu - deux compteurs décompteurs (1,2) reliés par une ligne de retenue (R), et recevant des signaux électriques par 3 contacts avec le connecteur (16), - un contact (CA1) transmettant des impulsions au compteur décompteur (1) pour modifier l'adresse de 1 à chaque impulsion, - un contact (CA2) transmettant des impulsions au compteur décompteur (2) pour, à chaque impulsion, modifier l'adresse du nombre maximum contenu dans le compteur-décompteur (1) - un contact (INC/DEC) transmettant un signal dont le niveau logique commande l'incrémentation ou la décrémentation des deux compteurs décompteurs (1,2) par les impulsions. 3-Ensemble électronique portatif indépendant selon la revendication 2 caractérisé en ce que les supports électroniques de données portatifs qu'il utilise comprennent comme autres contacts avec le connecteur (16): - 8 contacts de données (DO à D7) - 1 contact d'alimentation électrique (VCC) - 1 contact de masse électrique (GND) - 1 contact de commande de lecture (OE) - 1 contact de commande de programmation en écriture (PGM) - 1 contact d' alimentation d'écriture (VPP) 4-Support électronique de données portatif indépendant utilisé dans l'ensemble électronique portatif indépendant selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il est muni d'un ensemble de 16 contacts (CA1,CA2,INC/DEC,DO à D7,VCC,GND,OE,PGM,VPP) disposés selon deux rangées de 8 contacts (Figure 2). 5-Support électronique de données portatif indépendant utilisé dans l'ensemble électronique portatif indépendant selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que - il inclut une mémoire programmable consultable pour mémoriser le type de configuration interne et la méthode d'utilisation du support. 6-Support électronique de données portatif indépendant selon la revendication 5 caractérisé en ce que - il inclut une mémoire effaçable et reprogrammable électriquement pour mémoriser l'adresse de la dernière donnée consultée lors de la dernière utilisation dudit support électronique. 7-Support électronique de données portatif indépendant selon l'une des revendications 5 à 6 caractérisé en ce que - il inclut une mémoire du type ROM masquée pour la mémorisation du texte ou des images 8-Support électronique de données portatif indépendant selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que - il inclut une mémoire programmable électriquement pour la mémorisation du texte ou des images.