Brevet FR2925202A1 — publié le 20090619

La présente invention décrit un appareil portatif de lecture de texte imprimé pour les non-voyants. L'invention décrite dans le présent document constitue un perfectionnement du brevet EP 0 925 570 Bl. Ledit brevet décrit un dispositif portatif constitué d'un boîtier fixé au poignet d'un non-voyant et communicant par fil à un étui introduit à l'extrémité de l'index du non voyant, ledit étui comprenant un capteur optique et une matrice électromagnétique capable d'afficher des caractères en Braille grâce à des actionneurs soulevant des picots, sous l'index du non-voyant. La matrice comportant six picots pour les caractères Braille et deux picots servant à guider le non-voyant à suivre la ligne d'un texte. Cette invention qui constitue un progrès par rapport à l'état de l'art présente encore plusieurs inconvénients. En effet, le non-voyant qui fait glisser le long d'une ligne de texte l'étui fixé sur son index a beaucoup de mal à avoir un déplacement rectiligne et sans saccades malgré la mise en oeuvre des deux picots de guidage. De plus, la réalisation en deux modules reliés par fil, un fixé sur l'index et l'autre fixé au poignet, présentait deux inconvénients : - la fiabilité moindre qu'une réalisation intégrée en un monobloc de type souris informatique, -l'appareillage est peu discret et peu pratique et ne peut par exemple être rangé dans une poche. La matrice électromagnétique décrite dans le document cité présentait en état actuel de la technique trois inconvénients : - du fait de la miniaturisation des éléments électromagnétiques, l'effort transmis aux picots était juste suffisant, -la faible dimension des éléments électromagnétiques provoquait un échauffement de la matrice Braille lors d'un emploi prolongé. - La taille figée et restreinte de la fenêtre optique limite la surface saisie Les perfectionnements présentés dans le présent document permettent de remédier à tous ces inconvénients. Il s'agit d'un boîtier monobloc 1, comportant une partie avant 2 comprenant les éléments utiles à la saisie optique. Le dessus du boîtier intègre une matrice Braille éphémère 3 capable d'afficher en Braille des caractères. Fig 1. Le corps du boîtier monobloc 1 est réalisé pour permettre une préhension ergonomique et comprend des moyens permettant de fixer au moins un accessoire décrit plus loin. A l'intérieur dudit boîtier monobloc 1, Fig 2, une carte électronique est orchestrée par un microprocesseur 4 capable de gérer au moins une mémoire RAM 5 et une mémoire flash ou équivalent 5' lesquelles mémorisent au moins un logiciel de type � OCR �. Cette dernière mémorise un ensemble de logiciels dédié à l'application. La carte électronique est préférentiellement conçue pour recevoir des mémoires amovibles complémentaires. La face inférieure de l'appareil Fig 4, laisse apparaître une fenêtre optique 7 au fond de laquelle sont fixés . une caméra comprenant un capteur CCD 8 et un bloc optique 9 adapté, capable de fournir une image nette sur le capteur CCD 8 à très faible distance, typiquement 1 à 3 cm, - des moyens d'éclairage tels que des diodes électroluminescentes 10. Selon un mode de réalisation de l'invention, la fenêtre optique 7 est réalisée selon une forme pyramidale tronquée ou tronconique de couleur préférentiellement claire, afin d'optimiser la réflexion de la lumière émise par les diodes 10 et accroître le rapport signal sur bruit reçu par le capteur CCD 8. Un diffuseur de lumière 11 réalisé dans un matériau 5 translucide est fixé dans la forme pyramidale ou tronconique. Ce diffuseur permet au capteur CCD 8 de recevoir un éclairage uniforme et limite la réflexion parasite de la lumière réfléchie par des surfaces brillantes. Le diffuseur 10 11, Fig 2, est constitué préférentiellement de deux parties solidarisées. La première est un cylindre, la seconde est un parallélépipède percé afin de se solidariser avec le cylindre. Fig 2 et 4. Le but de l'invention étant de faire défiler le boîtier 15 monobloc 1 le long des lignes d'un texte de façon la plus rectiligne possible, de sorte que les images saisies par la caméra soient interprétées par le microprocesseur 4 de la carte électronique 6, et un ensemble de logiciels adaptés conçus pour : 20 - reconnaître les textes, caractère par caractère qui une fois reconnus sont envoyés vers la matrice éphémère 3 de sorte que le non-voyant puisse lire tout texte imprimé normalement, - détecter les erreurs de navigation qui sont 25 susceptibles de faire dévier le boîtier 1 de la ligne lors de son usage. Par navigation, nous entendons la correction à apporter à un mauvais positionnement de l'appareil sur un caractère ou sur une ligne. 30 En effet, la difficulté majeure liée à l'usage de l'invention est précisément pour le non-voyant de faire défiler l'appareil le long d'une ligne sans dévier ni vers le haut ni vers le bas, ni encore de faire une erreur de rotation lors du positionnement de l'appareil sur le document à exploiter. Le perfectionnement décisif qui permet à l'invention de fonctionner correctement consiste à intégrer au moins deux rouleaux 12, Fig 2 et 3, parfaitement alignées aussi espacées que possible, ayant un jeu latéral très faible. Cette mise en oeuvre d'apparence anodine est déterminante pour le bon fonctionnement de l'appareil. En effet, l'intégration de ces rouleaux alignés permet un défilement rectiligne et constant le long de la ligne. Associée au perfectionnement décrit ci-dessus, la mise en oeuvre d'une matrice Braille piézoélectrique permet d'obtenir une pression des picots bien adaptée de l'ordre de 15 à 20 grammes sans pour autant générer d'effet calorique. Cependant les matrices piézoélectriques du marché présentent l'inconvénient majeur d'avoir une hauteur supérieure à 20 millimètres ce qui rend l'usage du produit peu efficient. Aussi nous décrivons une architecture particulière des éléments piézoélectriques intégrés dans un boîtier de faible épaisseur d'environ 7 millimètres Fig 8. Cette architecture est réalisée en superposant deux plans de modules piézoélectriques coplanaires 13 actionnant huit picots Braille. Les huit picots étant décomposés en six pour la retranscription des caractères Braille et 2 pour assurer la navigation. Nous allons décrire le fonctionnement de l'appareil et les caractéristiques d'assistance au non-voyant pour sa parfaite utilisation. Pour que l'appareil reconnaisse les lignes de texte, le non-voyant doit trouver le texte, placer l'appareil en début de ligne et l'orienter de telle manière qu'il puisse lire la ligne du premier au dernier caractère. En déplaçant l'appareil à priori de haut en bas sur une surface à lire, le non-voyant est informé instantanément de la présence du premier caractère rencontré. Ledit caractère reconnu et interprété par l'électronique est transmis en Braille sous son doigt par l'intermédiaire de la matrice Braille éphémère. La navigation comporte des codifications qui sont transmises au picots de guidage 15 et/ou par des sons prédéfinis émis via le haut parleur 16, par exemple son de piano grave ou aigue pour indiquer une erreur de positionnement haut/bas, et son de violon grave ou aigue pour indiquer une erreur de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou le contraire qui permettent de rectifier les erreurs suivantes : - erreur de positionnement haut / bas - erreur de rotation Le logiciel étant capable de définir la correction d'angle de rotation à apporter à une ligne des caractères, la navigation informe par l'intermédiaire des picots de guidage au non-voyant qu'il faut que celui-ci entraîne l'appareil selon un mouvement rotatif dans le sens des aiguilles d'une montre ou inversement jusqu'à la disparition de la signalisation de l'erreur de rotation par l'action des picots de guidage 15 Une fois l'appareil correctement orienté et correctement positionné sur le texte, le non-voyant bénéficie de l'apport déterminant du guidage des rouleaux pour déplacer de manière rectiligne et fluide l'appareil le long de la ligne de texte à lire. Cette particularité permet un mode d'utilisation plus confortable de l'invention. En effet la capacité de suivre un texte de façon rectiligne et sans aller-retour, permet la reconnaissance des caractères lettres par lettres qui apparaissent en braille sous le doigt et/ou d'entendre le son du mot épelé ou complet son via un haut parleur 16. Le logiciel mémorisé dans la mémoire 5 ou 5' est conçu pour interpréter la succession de lettres et concaténer les phonèmes correspondant pour déterminer le mot entier et faire entendre ledit mot via le haut parleur 16 au fur et à mesure que l'appareil défile sur le texte. Cette utilisation de l'invention est particulièrement 5 utile pour les amblyopes et mal voyant et pour les personnes qui ne connaissent pas le Braille. La capacité de lire mot à mot et non lettre par lettre, peut être optimisée par l'adjonction d'un repérage dans le plan selon un dispositif optique de diode/photodiode 10 17, Fig 3, et son logiciel associé de repérage optique bien connu tel qu'utilisé dans les souris optiques informatiques. Le dispositif 17 fournissant tout élément de déplacement selon le plan (X, Y), de sorte les erreurs de déplacement de type aller-retour, haut bas, rotation peuvent être prises 15 en compte par le logiciel. Un autre moyen permettant un défilement plus fluide du déplacement de l'appareil le long d'un texte consiste à motoriser au moins l'un des rouleaux 12, (non représenté). L'appareil, Fig 3 est également pourvu d'un second 20 capteur CCD associé à un objectif constituant une seconde caméra numérique 18, coopérant avec un flash 19. Cette caméra permet des prises de vues avec un champ plus important capable de saisir un document ou une page de texte en entier à une distance de quelques centimètres à quelques 25 décimètres. Cette distance sera fonction de la taille du document à capturer et de la focale de l'objectif. La caméra 19 est préférentiellement pourvue d'un dispositif autofocus et de stabilisateur d'images afin d'obtenir des images nettes. 30 La mémoire 5' intègre un logiciel de navigation qui assure le bon positionnement de l'appareil lors la prise de vue avec la caméra 18. Tout document ou paragraphe peut être inscrit dans un rectangle. Ce rectangle va apparaître déformé si la caméra est mal positionnée, cette déformation est d'autant plus importante que l'angle de la caméra 18 est important. Pour obtenir une image correcte il est utile de bien positionner la caméra au dessus du document lors de la prise se vues. Les corrections s'effectuent en ajustant les deux axes de rotation, l'axe de roulis et l'axe de tangage. Si l'image saisie du rectangle encadrant le document fait apparaître les cotés horizontaux convergeant vers la 10 droite, il faut effectuer une correction de roulis vers la droite. Si l'image saisie du rectangle encadrant le document fait apparaître les cotés horizontaux convergeant vers la gauche, il faut effectuer une correction de roulis vers la 15 gauche. Si l'image saisie du rectangle encadrant le document fait apparaître les cotés verticaux convergeant vers le haut, il faut effectuer une correction de tangage vers le haut. 20 Si l'image saisie du rectangle encadrant le document fait apparaître les cotés verticaux convergeant vers le bas, il faut effectuer une correction de tangage vers le bas. L'indication d'erreur de roulis et/ou de tangage détectée par le microprocesseur 4 peut être communiquée à 25 l'utilisateur selon deux moyens : par la voie acoustique en utilisant préférentiellement la méthode vue plus haut, un son de piano grave ou aigue pour corriger une erreur de roulis droite/gauche, un son de violon grave ou aigue pour corriger 30 une erreur de tangage haut/bas. - en actionnant les picots de la matrice braille. Pour ce faire, le microprocesseur 4 actionne alors les picots afin d'indiquer au non-voyant la correction à effectuer. Une manière intuitive et quasi instantanée d'obtenir le bon positionnement est la suivante : Apparition des 6 picots de la matrice indique qu'il n'y pas d'erreur de positionnement Défaut d'apparition des picots de la colonne de droite indique qu'il faut corriger en roulis à gauche, Défaut d'apparition des picots de la colonne de gauche indique qu'il faut corriger en roulis à droite, Défaut d'apparition des picots du haut indique qu'il 10 faut corriger en tangage vers le bas, Défaut d'apparition des picots du bas indique qu'il faut corriger en tangage vers le haut. Le document correctement photographié est interprété par le processeur 4 grâce à un logiciel de reconnaissance de 15 texte associé à un logiciel d'édition mémorisé dans la mémoire 6. Apres quoi le microprocesseur 5 est capable de transmettre le texte interprété via la matrice Braille et/ou via un module de synthèse de la parole par le biais de 20 moyens acoustiques classiques tel que haut parleurs 16 ou casques d'écoute. Une version plus performante de l'invention consiste à solidariser le boîtier avec un module scanner 20, Fig 5. Ce module est constitué d'un dispositif comprenant un 25 ensemble de capteurs optiques linéaires 8' associés à un ensemble de LED d'éclairage 10', permettant la saisie de tout document grâce aux capteurs optiques. Ce module est alimenté par la prise USB du boîtier et constitue un scanner à défilement. 30 Ce défilement peut être soit manuel soit être actionné par le rouleau motorisé décrit plus haut. Le boîtier et le module scanner 20 disposent des moyens d'accrochage mécaniques (non représentés), permettant à ces deux éléments de se solidariser. Un fois solidarisé au boîtier 1, le scanner 20, pourvu d'une prise USB mâle se connecte sur la prise femelle du boîtier 1. - Lorsqu'un utilisateur souhaite exploiter un document, il lui suffira de faire défiler le boîtier 5 pourvu du scanner le long du document, et ce, verticalement ou horizontalement. Le boîtier peut également comporter des moyens de transmission électroniques de courte distance, tel que bluetooth, et transmettre les données vers tout système 10 informatique adapté ou vers une ligne braille. Une autre version plus élaborée de l'invention consiste à pourvoir le dessus du module scanner d'un ensemble de cellules braille qui permettra à l'utilisateur de lire en braille de façon plus confortable l'ensemble du document 15 après que le dit document ait été saisi, mémorisé et traité par le microprocesseur 4 et les logiciels associés. Fig 7. L'invention est pourvue d'un logiciel permettant de saisir un document texte via la prise USB connectée à un ordinateur ce qui permettra de transférer un document vers 20 la mémoire du boîtier pour une utilisation ultérieure. Ce document sera plus tard lu soit par l'intermédiaire de la matrice braille, soit via le logiciel de synthèse de la parole. Selon ce mode de fonctionnement les touches 22 par exemple les touches programmées pour augmenter ou diminuer 25 le volume se programment selon une procédure prédéfinie pour gérer le défilement du texte : plus ou moins vite, mot suivant, précédent, sauter le paragraphe... L'invention permet des échanges interactifs entre l'utilisateur et l'appareil et ce selon tous les moyens 30 connus. A cet effet l'invention est conçue pour communiquer avec un clavier dédié ou avec tout système informatique configuré à cet effet. L'invention est pourvue d'un logiciel de reconnaissance de la parole permettant d'effectuer des requêtes verbales et d'obtenir des retours via la matrice braille 3 ou via un logiciel de synthèse de la parole. L'invention est également capable de lire en braille tout document apparaissant à l'écran d'un ordinateur. Pour ce faire le déplacement du boîtier sur une surface permettra de faire défiler sur la matrice braille successivement l'ensemble des lettres qui apparaissent sur l'écran. L'électronique de l'appareil permet également de définir la couleur de tout objet ou document placé devant la fenêtre optique 7. Pour ce faire, en plus des diodes électroluminescentes 10 de couleurs blanche, la carte électronique intègre au moins trois diodes de couleurs, émettant par exemple les couleurs rouge, bleu, vert. Le microprocesseur 4 va commander séquentiellement l'éclairage d'au moins une diode à la fois et va analyser la réflexion de la lumière émise par l'objet ou le document grâce au capteur CCD 8. L'invention comprend en outre un ensemble de connecteurs, 21 tel que prise USB, prise casque, mémoire numérique amovible,_ et un ensemble de touches 22 permettant de commander et de réaliser l'ensemble des fonctions décrites. L'électronique de l'appareil est alimentée par une batterie rechargeable 23. Un autre mode de réalisation de la matrice Braille éphémère utilisant la technologie électromagnétique comme décrit plus haut qui s'affranchit de l'échauffement excessif à l'usage tout en accroissant sensiblement la pression des picots consiste à augmenter sensiblement la dimension des éléments électromagnétiques 25, Fig 8. Cependant un tel accroissement de la taille des éléments électromagnétiques rendrait impossible la mise en œuvre des picots selon l'architecture normative des caractères Braille. Pour ce faire, il sera utile de déporter l'ensemble des actionneurs électromagnétiques des picots Braille. Un des modes de réalisation pour parvenir à ce résultat consiste à disposer en étoile Fig 9, les actionneurs électromagnétiques, chaque actionneur étant relié au picot par un levier à bascule 24, Fig 10 par exemple de rapport 1:1, qui pousse le picot 25, vers le haut lorsqu'il est actionné. Cette fonction pourra être réalisée plus aisément si un des rouleaux au moins est motorisé. L'invention décrite dans le présent document peut être déclinée dans différents modes de réalisation et de disposition des différents sous-ensembles et notamment avec des modes de préhension variés, il en est de même en ce qui concerne les matériaux mis en œuvre et les couleurs de ces réalisations, tout en restant dans le cadre de la dite invention ou des équivalents. REVENDICATIONS 1. Appareil portatif de lecture pour non-voyant constitué d'un boîtier monobloc (1), comportant des moyens optiques de saisie d'une image d'un texte, tel qu'une optique (9) associée à un capteur CCD (8), des moyens d'éclairage (10) de la dite image, des moyens de traitement de la dite image via un microprocesseur (4) orchestrant une carte électronique (6) et gérant un ensemble de mémoires (5) et (5'), lesquelles mémorisent au moins un logiciel de type � OCR � (reconnaissance optique de caractères), l'appareil comportant en outre une matrice éphémère (3), capable d'afficher en Braille les caractères saisis par l'optique (9) et le capteur CCD (10) et reconnus par le microprocesseur et le logiciel � OCR � (reconnaissance optique de caractères), caractérisé en ce que l'appareil intègre au moins deux rouleaux {12), parfaitement alignées aussi espacées que possible, ayant un jeu latéral très faible afin de permettre un défilement rectiligne et constant de l'appareil le long de la ligne. 2 . Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1 caractérisé en que le microprocesseur (4) provoque l'émission de sons prédéfinis via le haut parleur {16), pour indiquer une erreur de positionnement, par exemple un son de violon grave ou aigue pour indiquer une erreur de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou le contraire et son de piano grave ou aigue pour indiquer une erreur haut/bas. 3. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1 caractérisée en ce que le logiciel mémorisé dans la mémoire 5' est conçu pour interpréter la succession de lettres et concaténer les phonèmes correspondant pour déterminer le mot entier et le faire entendre via le hautparleur 16 au fur et à mesure que l'appareil défile sur le texte. 4. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il intègre un diffuseur 11 constitué préférentiellement de deux parties solidarisées, la première est un cylindre, la seconde est un parallélépipède percé afin de se solidariser avec le cylindre. 5. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, intégrant une matrice Braille piézoélectrique, réalisée en superposant deux plans de modules piézoélectriques coplanaires (13), afin d'obtenir une faible épaisseur de la dite matrice Braille. 6. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre une seconde caméra (18), associée à un flash (19), permettant des prises de vues à distance dont la correction de positionnement est assurée par les moyens de navigation via l'actionnement des picots de guidage 15. 7. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les erreurs de roulis ou de tangage sont détectés par le microprocesseur (4) qui actionnent alors les picots afin d'indiquer aux non-voyants la correction à effectuer de façon prédéterminée. 8. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 6, comprenant des moyens de navigation mémorisés dans la mémoire 5', et permettent au microprocesseur (4) d'analyser les angles des cotés du rectangle encadrant l'image saisie par la caméra 18, afin de déterminer les erreurs de rotations axes de roulis et de tangage, le microprocesseur (4) calculant alors les corrections à apporter par la voie acoustique par des sons prédéterminé, via le haut parleur (9). 9. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit appareil intègre un dispositif de diode/photodiode (17) de repérage optique tel qu'utilisé dans les souris optiques informatiques, ladite diode/photodiode (17) fournissant tout élément de déplacement selon le plan (X, Y). 10. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier 1 intègre une fenêtre optique (8) réalisée selon une forme pyramidale ou tronconique de couleur claire. 11. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1 intégrant une matrice Braille éphémère réalisée en déportant l'ensemble des éléments électromagnétiques (24) et en disposant en étoile les actionneurs électromagnétiques, chaque actionneur étant relié au picot par un levier à bascule qui pousse le picot (25), vers le haut lorsqu'il est actionné. 12. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'invention se solidarise avec un module scanner (20), constitué d'un dispositif comprenant un ensemble de capteurs optiques linéaires (8'), associés à un ensemble de LED d'éclairage (10'), permettant la saisie de tout document grâce aux capteurs optiques. 13. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'ensemble des données saisies par le module scanner, sont transférées vers l'électronique du boîtier par la connexion USB, ces données sont mémorisées dans les mémoires (5'), puis sont interprétées par le microprocesseur (4) et transmise à l'utilisateur via la matrice braille (3). 14. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'ensemble desdonnées saisies par le module scanner sont interprétées par le microprocesseur (4) et transmise à l'utilisateur via un logiciel de synthèse de la parole par le haut parleur (16). 15. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un des rouleaux (12) est motorisé afin de permettre un défilement plus fluide du déplacement de l'appareil le long d'un texte. 16. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'architecture de la matrice éphémère est réalisée en superposant deux plans de modules piézoélectriques coplanaires {13) actionnant huit picots Braille. Les huit picots étant décomposés en six pour la retranscription des caractères Braille et 2 pour assurer la navigation. 17. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que La navigation comporte des codifications de navigation qui sont transmises au picots de guidage(15). 18. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que L'invention est pourvue d'un logiciel de reconnaissance de la parole mémorisé dans la mémoire (5') permettant d'effectuer des requêtes verbales 19. Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une caméra numérique (18), coopérant avec un flash (19), autorisant des prise de vue de documents à distance, les documents ainsi saisis sont mémorisées dans la mémoire (5'), et interprétés par la microprocesseur (4) et des logiciels de synthèse de la paroles via le haut parleur (16). 20 Appareil portatif de lecture pour non-voyant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte électronique intègre au moins trois diodes de couleurs, le microprocesseur(4) va commander séquentiellement l'éclairage d'au moins une diode à la fois et va analyser la lumière réfléchie afin déterminer la couleur de l'objet éclairé.5