Brevet FR2817147A1 — publié le 20020531

La présente invention concerne un dispositif vocal portable multi-fonctions comprenant des moyens d'acquisition de plusieurs types d'informations et un moyen de traduction vocale adapté à traduire sous forme audible ces informations à un utilisateur porteur du dispositif Grâce aux progrès effectués en matière de reconnaissance vocale, de synthèse vocale et de miniaturisation électronique, l'on a été en mesure de développer des appareils vocaux portables permettant de faciliter la vie de personnes non-voyantes ou mal- voyantes De tels appareils permettent des entrées et sorties d'informations vocales, un dispositif de reconnaissance vocale permettant de convertir une information vocale en une information électronique adaptée à être traitée par une unité de traitement, et un dispositif de synthèse vocale permettant de convertir une information électronique traitée en une information vocale. Il existe notamment sur le marché un agenda électronique à reconnaissance vocale et à synthèse vocale offrant des fonctions du type répertoire téléphonique, bloc- note, carnet de rendez-vous, réveil et calculatrice. Néanmoins, un tel type d'appareil ne satisfait pas à l'ensemble des besoins des personnes non-voyantes ou mal-voyantes. Notamment, il serait utile qu'un tel appareil remplisse des fonctions spécifiques pour les personnes non-voyantes ou mal-voyantes en plus des fonctions habituelles d'un agenda électronique. Notamment il serait intéressant qu'un tel appareil soit adapté à la mesure de grandeurs physiques afin de fournir à l'utilisateur une indication de ces grandeurs sous forme vocale. La demande de brevet français FR-2 644 615 décrit un thermomètre vocal comportant un capteur de température, par exemple une résistance à coefficient de température négatif, relié à une unité de traitement d'information par l'intermédiaire d'un oscillateur. L'unité de traitement mesure la fréquence de sortie de l'oscillateur, la compare avec des valeurs de fréquence de référence mémorisées et prélève dans une mémoire des codes correspondant à la fréquence mesurée. La sortie de cette unité est émise vers un synthétiseur vocal relié à une bibliothèque de phonèmes associés aux codes, pour transmission vocale, par l'intermédiaire d'un amplificateur et d'un haut parleur, d'une température mesurée. La demande de brevet européen EP-A1-235 460 décrit un appareil permettant de mesurer une couleur ou un niveau d'éclairement pour la transcrire de façon vocale. A cet effet, l'appareil comporte un capteur de couleurs, ainsi qu'un capteur de niveau d'éclairage La mesure de la couleur se traduit par une information analogique qui est convertie en information numérique par un calculateur puis analysée afin de produire un message vocal indiquant la couleur ou le niveau d'éclairement. Ces documents ne décrivent que des appareils capables d'effectuer un seul type de mesure de grandeur physique Le nombre de besoins différents d'une personne non- voyante ou mal-voyante en matière d'appareils vocaux de ce type est tel qu'il ne semble guère envisageable de simplement juxtaposer les appareils vocaux existants afin de couvrir l'ensemble de ces besoins. La présente invention vise donc un appareil vocal à fonctions multiples permettant de satisfaire une grande partie des besoins des personnes non-voyantes ou mal- voyantes tout en restant peu encombrant, d'utilisation simple et de coût peu élevé. A cet effet, est proposé un dispositif vocal portable multi-fonctions comprenant des moyens d'acquisition de plusieurs types d'informations et des moyens de traduction vocale adaptés à traduire sous forme audible lesdites informations à un utilisateur porteur du dispositif, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une unité principale et d'une pluralité d'unités secondaires qui peuvent être alternativement raccordées à ladite unité principale, ladite unité principale comprenant au moins ledit moyen de traduction vocale et chacune desdites unités secondaires comprenant au moins un desdits moyens d'acquisition d'un desdits types d'informations. Ainsi, l'on peut se contenter d'installer dans l'unité principale les circuits que contient déjà un agenda électronique à synthèse vocale de type classique, comme un circuit d'alimentation, un circuit clavier un circuit micro-contrôleur et un unique circuit d'ensemble de synthèse vocale et de transmission de signal sonore formant circuit de traduction vocale. Les circuits permettant une acquisition d'information seront, eux, installés dans les unités secondaires. Par exemple, ces unités secondaires peuvent se présenter sous forme de mini-cartes pouvant être raccordées à un boîtier renfermant l'unité principale, chaque mini-carte renfermant un circuit d'acquisition de données susceptible de fournir un type donné d'information. Par exemple, une carte peut contenir un circuit de détection de luminosité, une autre un circuit d'horloge temps réel et une troisième un circuit de détection de température. Les signaux, numériques ou analogiques, générés par ces circuits sont interprétés par le circuit de traduction vocale et les informations qu'ils contiennent sont transmises sous forme vocale audible. Ainsi, lorsque, par exemple, la carte contenant le circuit de détection de température est raccordée au boîtier, l'ensemble forme un thermomètre vocal indiquant la température à l'utilisateur sous forme vocale Selon un autre aspect de la présente invention, ledit moyen de traduction vocale comprend un moyen d'interprétation adapté à convertir des données numériques en un signal vocal et un moyen de transmission adapté à transmettre de manière audible ledit signal vocal audit utilisateur porteur du dispositif. Avantageusement, ledit moyen de transmission vocale comprend un moyen d'amplification et un moyen de diffusion sonore. Avantageusement, chacune desdites unités secondaires comprend un moyen de traitement pour traiter une information générée par ledit moyen d'acquisition afin de la mettre sous une forme adaptée à son interprétation par ledit moyen d'interprétation. Le circuit d'acquisition de chaque unité secondaires génère des données analogiques ou numériques représentatives de l'information d'entrée, par exemple une grandeur mesurée. Ces données se présentent sous une forme dépendante du type de cette grandeur mesurée. Par exemple, dans le cas du circuit de détection de température, les données en sortie du circuit d'acquisition peuvent être des données numériques représentant une grandeur de température. Un moyen de traitement recevant ces données va faire correspondre à cette grandeur mesurée, par exemple à l'aide de tables de correspondances emmagasinées en mémoire, des données de codes qui, reçues par un circuit d'interprétation de l'unité principale, vont commander un synthétiseur vocal de manière à générer une information vocale correspondant à la grandeur mesurée. Ainsi, quelle que soit le type d'information en entrée du circuit d'acquisition de l'unité secondaire, le circuit de traduction vocale de l'unité principale des données reçoit des codes interprétables par son circuit d'interprétation. Selon un autre aspect de la présente invention, au moins une desdites unités secondaires comprend un moyen de traitement pour traiter une information générée par ledit moyen d'acquisition afin de la mettre sous une forme adaptée à l'entrée dudit moyen de transmission, et, lorsque ladite unité secondaire est raccordée à ladite unité principale, la sortie dudit moyen de traitement est directement transmise à l'entrée dudit moyen de transmission, sans passer par l'intermédiaire dudit moyen d'interprétation. Avantageusement, dans ce cas, le moyen d'acquisition d'information génère en sortie un signal analogique Il s'agit notamment de cas où l'information d'entrée peut être traduite sous forme d'un signal sonore à fréquence variable Par exemple, un détecteur de lumière peut indiquer la luminosité à l'aide d'un signal sonore dont la fréquence varie en fonction de cette luminosité Dans de tels cas, il n'est pas utile de passer par le biais du synthétiseur vocal. En effet, un circuit détecteur de lumière génère un signal analogique dont la fréquence varie en fonction de la luminosité et il suffit alors, après traitement permettant une adaptation du signal, de transmettre ce signal au circuit de transmission qui va l'amplifier et le diffuser sous forme sonore. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite unité principale comprend également un moyen d'activation et de désactivation et un moyen d'alimentation. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, où : la figure 1 est une représentation en perspective vue de haut et de côté d'un boîtier muni d'une carte d'un dispositif vocal portable selon la présente invention ; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un dispositif vocal portable selon la présente invention avec une unité secondaire pour former un thermomètre vocal ; la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un dispositif vocal portable selon la présente invention avec une unité secondaire pour former un chronomètre vocal ; et la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un dispositif vocal portable selon la présente invention avec une unité secondaire pour former un détecteur de lumière. Globalement, en référence à la figure 1, un dispositif vocal portable multifonctions 1 comprend une unité principale 10 et des unités secondaires 20. Dans l'exemple représenté, l'unité principale 10 est renfermée dans un boîtier 17 pour circuit imprimé. Ce boîtier supporte également un micro 12, un haut parleur miniature 13, un clavier numérique 11 de type standard à 12 touches en caoutchouc, et des touches latérales de navigation 16. L'alimentation se fait par piles installées dans un logement (non représenté) ménagé au dos du boîtier et pourvu d'un connecteur dont l'extrémité est soudée au point de connexion approprié du circuit imprimé d'unité principale. Le boîtier 17 comporte en outre un logement 15 pour accueillir une mini-carte 21 d'unité secondaire 20. dans le logement de carte 15 est ménagé un connecteur de type connecteur SIM dont les multiples entrées et sorties sont raccordées aux points de connexions appropriés du circuit imprimé d'unité principale. Enfin, le boîtier 17 d'unité principale 10 comporte une embase 14 jack stéréo Le circuit imprimé d'unité principale 10 comprend plusieurs circuits de composants. De manière classique, il comprend un circuit assurant la fonction d'alimentation, bâti autour d'un composant de type MC33263, afin de délivrer notamment une tension de 3,3 V. Globalement, ce circuit d'unité principale comprend également un circuit assurant une fonction de micro-contrôleur principal, un circuit assurant une fonction de communication avec le clavier 11, un circuit assurant une fonction de communication avec une mini-carte 21 d'unité secondaire 20 et un circuit assurant une fonction de synthèse vocale pour transmission audible à travers le haut parleur 13. Le circuit de micro-contrôleur principal, par exemple bâti autour d'un micro- contrôleur de type PIC 17C756 raccordé à une horloge de fréquence 32,768 kHz, est notamment en communication avec le composant clavier et il gère les différentes fonctions en utilisant une liaison SPI. Il est ainsi capable, ainsi qu'il est bien connu dans le domaine des agendas électroniques à synthèse vocale, de faire correspondre à une information d'entrée, par exemple une information emmagasinée en mémoire et adressée à l'aide du clavier, des données de codes qui, reçues par un circuit d'interprétation du composant de synthèse vocal, permettent de générer une information vocale correspondant à l'information d'entrée. Lorsqu'une mini-carte 21 d'unité secondaire 20 est installée dans le logement 15, le circuit de micro-contrôleur principal peut activer et, le cas échéant, commander le fonctionnement d'unité secondaire à l'aide d'au moins une de ses sorties raccordée à une entrée d'un composant de l'unité secondaire. Le circuit de communication avec le clavier permet, de manière classique, de transmettre des informations, entrées par l'utilisateur au moyen du clavier 11 et des touches latérales 16, au composant de micro-contrôleur principal ou directement à l'unité secondaire. Notamment, il permet à l'utilisateur de naviguer dans les menus à l'aide des touches latérales 16 et de saisir des données numériques avec le clavier 11. Le circuit de communication avec l'unité secondaire est bâti autour d'un ou plusieurs connecteurs, par exemple des connecteurs 8 broches de type SIM. Le circuit de synthèse vocale ou circuit de traduction vocale comprend un circuit d'interprétation adapté à convertir des données numériques en un signal vocal et un circuit de transmission adapté à transmettre de manière audible le signal vocal à un utilisateur porteur du dispositif vocal 1 Le circuit d'interprétation est bâti autour de deux composants vocaux du type ISD MicroTad-16M dont la durée d'enregistrement est de 16 minutes chacun. L'enregistrement se fait par le biais du micro 12, par exemple de type Micro électret. Les composants vocaux sont en communication avec le micro-contrôleur principal par l'intermédiaire de la liaison SPI Lorsqu'une mini-carte 21 d'unité secondaire 20 est présente dans le logement 15, ces composants vocaux peuvent être également en communication avec un micro-contrôleur secondaire présent dans l'unité secondaire. Ainsi qu'il est bien connu dans le domaine de la synthèse vocale, ces composants sont adaptés à recevoir des données numériques de codes et de générer en réponse un signal analogique formant information vocale. Le circuit de transmission comprend un circuit d'amplification et un circuit de diffusion sonore. Le circuit d'amplification est bâti autour d'un composant de type LM4861 qui permet notamment le réglage du volume sous la commande des touches latérales de navigation 16 par l'intermédiaire du micro-contrôleur et d'un potentiomètre numérique de type AD8450. Il permet également le branchement optionnel d'un écouteur externe. La gamme de fréquence est de 1 à 4,2 kHz. Le circuit de diffusion sonore transmet le signal vocal issu du circuit d'interprétation et amplifié par le circuit d'amplification au haut parleur 13, avantageusement un haut parleur 8 ohms. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, une unité secondaire 20 est renfermée dans une mini-carte 21. Globalement, le dispositif 1 comprend une pluralité d'unités secondaires qui peuvent être alternativement raccordées à l'unité principale. Le raccordement se fait par insertion de la mini-carte 21 correspondante dans le logement 15 prévu à cet effet dans le boîtier 17 de l'unité principale 10. Chaque mini-carte comprend un circuit imprimé correspondant à une fonction donnée. En général, le circuit imprimé comprend un circuit d'acquisition d'information et un circuit de traitement d'information. Le circuit d'acquisition dépend du type d'information d'entrée considéré. Il sera donc décrit plus en détails ci-dessous en référence à des exemples d'unités secondaires. Généralement, ce circuit d'acquisition est en communication avec le circuit de microcontrôleur principal de l'unité principale 10 qui peut au moins l'activer ou le désactiver et, le cas échéant, commander son fonctionnement. Ce circuit d'acquisition génère vers le circuit de traitement des données numériques représentatives de l'information d'entrée. Dans certains cas, dont un est décrit plus bas, le circuit d'acquisition et le circuit de traitement peuvent être constitués par un seul et même composant, par exemple un microcontrôleur secondaire. Le circuit de traitement comprend un circuit de micro-contrôleur secondaire, par exemple bâti autour d'un micro-contrôleur de type PIC 16Cxx raccordé à une horloge de fréquence 32,768 kHz, programmé suivant l'application. Sa sortie est adaptée à être mise en communication avec le circuit d'interprétation du circuit de traduction vocale de l'unité principale 10 Comme le micro-contrôleur principal, il est capable de faire correspondre à une information numérique ou analogique d'entrée, par exemple des données numériques caractérisant une grandeur physique mesurée par le circuit d'acquisition correspondant, des données de codes qui, reçues par le circuit d'interprétation du circuit de traduction vocale de l'unité principale 10, permettent de générer une information vocale correspondant à l'information d'entrée, par exemple la grandeur physique mesurée. Les codes générés par le circuit de micro-contrôleur principal et par tous les circuits de microcontrôleurs secondaires sont bien entendu des codes du même type interprétable par les composants vocaux de l'unité principale. Dans certains cas, dont un est décrit plus bas, le circuit de traitement ne fait que modifier le signal transmis par le circuit d'acquisition en vue d'une transmission directe au circuit de transmission du circuit d'interprétation de l'unité principale 10. Le circuit de micro-contrôleur secondaire, par exemple bâti autour d'un micro-contrôleur de type PIC 16Cxx raccordé à une horloge de fréquence 32,768 kHz, est alors programmé non plus pour générer des données de codes destinées à une traduction vocale, mais simplement pour une adaptation du signal d'entrée propre à l'application. Une carte contenant un tel circuit de traitement dispose de connexions telles que la sortie du circuit de traitement est mise en communication directement avec le circuit de transmission du circuit d'interprétation vocale de l'unité principale 10. Dans le présent exemple, on va décrire, en référence aux figures respectivement 2,3 et 4, trois unités secondaires 20 réalisant des fonctions respectivement de thermomètre vocal, de chronomètre vocal et de détecteur de lumière. La figure 2 montre l'unité principale, représentée par la blocs 30 à 34, raccordée à une unité secondaire, représentée par les blocs 40 à 41, afin de réaliser une fonction de thermomètre vocal Le bloc 30 représente le moyen d'activation et désactivation du système, en pratique le micro-contrôleur principal, qui commande un moyen d'acquisition d'information 40, dont la sortie, sous forme d'une donnée numérique, est transmise à un moyen de traitement 41, en pratique un micro-contrôleur secondaire. Les moyens d'acquisition et de traitement 40 et 41 sont alimentés par un moyen d'alimentation du système 31, en pratique le circuit assurant la fonction d'alimentation de l'unité principale. La sortie du moyen de traitement 41, sous forme de données codées, est raccordée à un moyen d'interprétation 32, en pratique le circuit d'interprétation du circuit de traduction vocale de l'unité principale. Le moyen d'interprétation est relié à un moyen d'amplification 33 et à un moyen de diffusion sonore 34, en pratique, respectivement, les circuits d'interprétation et de diffusion sonore du circuit de traduction vocale de l'unité principale. Le moyen d'acquisition d'information 40 est un circuit de mesure de température ambiante qui, lorsque activé par le moyen d'activation et de désactivation 30, génère une donnée numérique qui varie en fonction de la température ambiante. Le moyen de traitement 41, à l'aide de tables de correspondances emmagasinées en mémoire, va faire correspondre à cette donnée numérique représentative d'une grandeur physique, une série de codes qui, interprétés par le moyen d'interprétation 32, vont donner lieu à un signal vocal qui, amplifié par le moyen d'amplification 33 et diffusé de manière audible par le moyen de diffusion 34, va traduire vocalement la température mesurée. La figure 3 montre l'unité principale, représentée par les blocs 30 à 34, raccordée à une unité secondaire, représentée par le bloc 50, afin de réaliser une fonction de chronomètre vocal. Le moyen d'activation et désactivation 30 commande un moyen d'acquisition d'information combiné à un moyen de traitement d'information, le tout formant un moyen d'acquisition et de traitement d'information 50. Il s'agit en pratique d'un micro-contrôleur secondaire associé à un oscillateur de fréquence 32,768 kHz. Le moyen d'acquisition et de traitement 50 est alimenté par le moyen d'alimentation du système 31. La sortie du moyen d'acquisition et de traitement 50, sous forme de données codées, est raccordée au moyen d'interprétation 32. Le micro-contrôleur secondaire associé à l'oscillateur de fréquence 32,768 kHz forme moyen d'acquisition d'information en générant un signal d'horloge de manière à obtenir un temps chronométré, Ce même micro-contrôleur forme moyen de traitement d'information en faisant correspondre au temps chronométré une série de codes qui, traduits par les moyens 32,33 et 34, va traduire vocalement le temps chronométré. La figure 4 montre l'unité principale, représentée par les blocs 30 à 34, raccordée à une unité secondaire, représentée par les blocs 60 et 61, afin de réaliser une fonction de détecteur de lumière. Le moyen d'activation et désactivation du système 30 commande un moyen d'acquisition d'information 60 dont la sortie, sous forme d'une donnée analogique, est transmise à un moyen de traitement 61. La sortie du moyen de traitement 61 est directement transmise au moyen d'amplification 33 puis au moyen de diffusion sonore 34 du circuit de traduction vocale de l'unité principale. Ceci est rendu possible par le fait que le connecteur raccorde directement la sortie du moyen de traitement 61 au moyen de transmission du circuit de traduction de l'unité principale, court-circuitant à cet effet la sortie du moyen d'interprétation de ce circuit de traduction. Le moyen d'acquisition d'information 60 est un circuit de mesure de la luminosité qui génère un signal analogique dont la fréquence varie en fonction de la luminosité. Le circuit de traitement est un micro-contrôleur programmé pour modifier le signal analogique d'entrée en un signal analogique dont la traduction en signal sonore est adaptée à une bonne compréhension par un utilisateur. Ce signal analogique, amplifié par le moyen d'amplification 33 et diffusé de manière audible par le moyen de diffusion 34, va traduire de manière audible la luminosité, la fréquence du signal sonore variant en fonction de la luminosité. REVENDICATIONS 1 Dispositif vocal portable multi-fonctions comprenant des moyens d'acquisition (40,50, 60) de plusieurs types d'informations et des moyens de traduction vocale (32, 33, 34) adaptés à traduire sous forme audible lesdites informations à un utilisateur porteur du dispositif, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une unité principale (10) et d'une pluralité d'unités secondaires (20) qui peuvent être alternativement raccordées à ladite unité principale, ladite unité principale comprenant au moins ledit moyen de traduction vocale (32,33, 34) et chacune desdites unités secondaires comprenant au moins un desdits moyens d'acquisition (40 ; 50 ; 60) d'un desdits types d'informations. 2. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de traduction vocale (32, 33, 34) comprend un moyen d'interprétation (32) adapté à convertir des données numériques en un signal vocal et un moyen de transmission (33,34) adapté à transmettre de manière audible ledit signal vocal audit utilisateur porteur du dispositif 3. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de transmission vocale (33,34) comprend un moyen d'amplification (33) et un moyen de diffusion sonore (34). 4. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chacune desdites unités secondaires (20) comprend un moyen de traitement (41 ; 50) pour traiter une information générée par ledit moyen d'acquisition (40 ; 50) afin de la mettre sous une forme adaptée à son interprétation par ledit moyen d'interprétation (32). 5. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que au moins une desdites unités secondaires (20) comprend un moyen de traitement (61) pour traiter une information générée par ledit moyen d'acquisition (60) afin de la mettre sous une forme adaptée à l'entrée dudit moyen de transmission (33,34), et, lorsque ladite unité secondaire est raccordée à ladite unité principale (10), la sortie dudit moyen de traitement est directement transmise à l'entrée dudit moyen de transmission (33,34), sans passer par l'intermédiaire dudit moyen d'interprétation (32). 6. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen (60) d'acquisition d'information génère en sortie un signal analogique. 7. Dispositif vocal portable multi-fonctions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité principale (10) comprend également un moyen d'activation et de désactivation (30) et un moyen d'alimentation (31).