具有可变表情的玩偶和方法技术

本发明专利技术是一种具有可变表情的玩偶和相应之方法。所述的玩偶具有模仿动物或人外形的壳体，以及模仿动物或人头部的壳体头部，所述的壳体头部安装有表情组件，表情组件包括有电子纸显示模块可以显示多种图案，所述图案可以模拟人类或动物的表情；进一步，通过不同表情组件之间表情图案的组合可以创造出丰富多样的玩偶表情。本发明专利技术通过运用电子纸显示模块，使得玩偶以一种可以接受的成本获得了表情表达功能，极大地提高了人机交互的乐趣。

【技术实现步骤摘要】

涉及一种玩偶，特别是一种具有可变表情的玩偶。
技术介绍
电子信息技术的进步，让人机交互呈现出更加多样的途径。例如，玩偶在人类历史中已有很长时间的存在，从古代用于表演玩赏的木偶，到现代利用各种电子信息技术手段实现的智能玩偶，人机交互的方式发生了巨大的变化，但其共同的特征是这些玩偶具有模仿人或动物形体的外形，特别是模仿人或动物的五官特征，尤其是五官之一的眼睛和嘴部特征，且通常加以艺术化、卡通化的夸张手法来实现。现代的智能玩偶，例如国内的“皮皮熊”，国外的“菲比(furby)”玩偶等，可以接受使用者的语音、按键、触摸、电磁等输入，然后做出发声、发光、机械运动(眨眼或挥舞肢体)等来表达情绪。然而，这些智能玩偶却不善于表达表情，例如当前的“皮皮熊”系列智能玩偶虽然可以通过语音表达情绪，但其面部表情是不能变化的；菲比玩偶可通过机械运动来实现眨眼的动作，但机械运动会有噪声，且结构复杂，可靠性较低。例如中国专利申请CN200480009933. 1和美国专利申请US6758717B1 中描述了一种利用机械方法更换预先设定的眼睛图像的玩偶来达到可变眼睛的目的。这种方法结构较复杂，因而可靠性低。又如中国专利CN200710003446. X中公布的电子玩偶，采用电机驱动的方法实现嘴部的张合，同样存在结构复杂可靠性较低的问题，且不耐撞击。广义上来讲，智能玩偶包括一切使用了电子信息技术且以实现人机互动为目的装置，如机器人，电子宠物等。通常的智能玩偶虽然具有拟人的特征，包括模仿人类或宠物 (或一切动物)的外形、语音甚或动作，但受制于技术、成本，尚无法较好地实现可变的表情，这使得当前的智能玩偶的交互趣味大打折扣。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述玩偶的缺点，以可以接受的成本和更高的可靠性，提供一种具有可变表情的玩偶，提高玩偶的交互乐趣。为实现以上目的，本专利技术第一方面提供一种具有可变表情的玩偶，其包括壳体，具有模仿人或动物形体的外形；头部，是所述壳体的一部分，具有模仿人或动物头部形体的外形；至少一个表情组件，安装于壳体头部，包含可显示多种图案用以模仿人或动物表情的电子纸显示模组；至少一个表情组件，安装于壳体头部，包含可显示多种图案用以模仿人或动物表情的电子纸显示模组；驱动模组，与所述电子纸显示模组电连接，用于驱动电子纸显示模组显示图案。优选地，其中所述的电子纸显示模组是电泳显示模组。例如美国E INK公司、或 Sipix公司提供的电泳显示模组(屏)(Electrophoretic Display)。电子纸显示模组，特别是电泳显示模组具有一些众所周知的优点，例如其靠反射外界光进行显示带来的省电优势，以及双稳态特性带来的掉电后图像保持优势，轻薄的优势等；进一步的优化中，所述的电泳显示模组是柔性或非柔性的无源段式(segmented drive或称direct drive)电泳显示模组。有别于应用在电子书等高分辨率场合的有源矩阵电泳显示模组需要昂贵的TFT 驱动像素电极，无源段式电泳显示模组可利用PCB/FPC/厚膜技术来直接制作像素电极背板，用以显示简单的预设图案，但可大幅降低制作成本。其中所述无源段式电泳显示模组包括公共电极，与公共电压连接；像素电极层，包括若干像素电极，所述像素电极分别与驱动模组连接；以及电泳显示材料层，位于公共电极和像素电极层之间，包括多个微腔，微腔中包括悬浮液以及至少一种带电粒子；公共极板层和像素电极之间施加一定的驱动波形以驱动电泳显示材料层显示像素电极层上预设的图案。为了实现柔性的无源段式电泳显示模组，上述的公共电极使用透明柔性导电材料制作，例如透明的ITO导电薄膜；上述的像素电极层使用厚膜技术制作在柔性的基材上，柔性基材一般为PET薄膜等。依据五官的划分，所述的表情组件又可以划分眼部表情组件、嘴部表情组件、眉部表情组件、鼻部表情组件、耳部表情组件，各组件依次模仿眼部表情、嘴部表情、眉部表情、 鼻部表情、耳部表情。尽管有些五官组件是真实动物所不具有的，例如眉部表情组件所模仿的眉毛器官是大多数动物所不具有的，但是作为一种拟人化和卡通化的需求，也不能完全排除，例如市场上现有的喜洋洋玩偶即具有眉毛。由于相隔较近，眉部表情组件和眼部表情组件使用同一个电子纸显示模组，通过不完全相同的像素电极来区分。人类和动物的五官中眼部、眉部以及耳部都具有对称性，因此上述的眼部表情组件成对安装于玩偶头部，并成左右对称分布，其中成对的眼部表情组件的像素电极具有左右对称关系；和/或眉部表情组件成对安装于玩偶头部，并成左右对称分布，其中成对的眉部表情组件的像素电极具有左右对称关系；和/或耳部表情组件成对安装于玩偶头部，并成左右对称分布，其中成对的耳部表情组件的像素电极具有左右对称关系。各表情组件所包括的电子纸显示模组具有如下的形状的轮廓和/或表情像素电极，其中眼部表情组件具有圆、圆环、椭圆或椭圆环的轮廓像素电极，所述轮廓像素电极内部还至少具有以下形状的表情像素电极之一上弯圆弧、下弯圆弧、圆点、椭圆点、上折线、 下折线；嘴部表情组件至少具有下列形状的电极之一上弯圆弧、下弯圆弧、上弯折线、下弯折线、锯齿线；眉部表情组件至少具有下列形状的电极之一上弯圆弧、下弯圆弧、上弯折线、下弯折线；鼻部表情组件至少具有下列形状的电极之一圆点，椭圆点。以上所列只是各种用于表示表情的图形中的一些常见，公众完全还可以使用各种其他可用于模仿人或动物表情的图形。本专利技术第二方面提供一种使玩偶具有可变表情的方法，所述的玩偶包括壳体，所述壳体具有模仿人或动物的外形；头部，是所述壳体的一部分，具有模仿人或动物头部的外形；通过在所述玩偶头部安装至少一个包含电子纸显示模组的表情组件，以及与所述电子纸显示模组电连接的驱动模组，使得所述电子纸显示模组可显示多种图案用以模仿人或动物表情。此处所述的表情组件与上述本专利技术第一方面所述的表情组件一致。上述的方法，其中还包括通过变化安装在玩偶头部的不同表情组件的电子纸显示模组所显示的图案来组合出多种表情。其中具体包括多种形状的轮廓和/或表情像素电极显示图案的组合方式眼部表情组件的上弯圆弧或上弯折线和嘴部表情组件的下弯圆弧或下弯折线的组合；眼部表情组件的下弯圆弧或下弯折线和嘴部表情组件的上弯圆弧或上弯折线的组合；眉部表情组件下弯圆弧或下弯折线与嘴部表情组件锯齿线的组合。和所有智能玩偶一样，以上所述的玩偶，其中还包括控制单元，设于所述壳体内， 用于对输入信号进行处理，并控制玩偶发出声、和/或光、和/或电、和/或机械的输出。依据以上所述，本专利技术的优点在于1)和传统的不具有可变表情的玩偶相比，本专利技术使得玩偶具有了可以模仿人或动物且可以变化的表情特征，可收到立竿见影的效果， 大大提高了玩偶的交互乐趣；2)和传统的机械式方式实现的可变表情的玩偶相比，本专利技术使用的电子纸显示模组，特别是无源段式电泳显示模组构成的表情组件在成本方面有优势，由于没有了机械部件，因此可靠性得到提高，可耐摔打和跌落，特别是使用了柔性无源段式电泳显示模组的玩偶，还可以耐弯曲，省电，且具有掉电后图像保持的特点等，非常适应于玩偶的使用场合。下面将结合若干较佳实施例进一步阐述本专利技术的精神和细节，以便增强对本专利技术的理解。为了突出本专利技术技术特征，对一些公知技术的细节进行了省略；或者虽本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有可变表情的玩偶，其包括壳体，具有模仿人或动物形体的外形；头部，是所述壳体的一部分，具有模仿人或动物头部形体的外形；至少一个表情组件，安装于壳体头部，包含可显示多种图案用以模仿人或动物表情的电子纸显示模组；驱动模组，与所述电子纸显示模组电连接，用于驱动电子纸显示模组显示图案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，
申请(专利权)人：李晓，
类型：发明
国别省市：44