Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimidia para exibir/manipular/interagir conteúdos de multimidia, em especial, em uma sala de aula para uma plateia dè estudantes, permitindo a interação entre o conteúdo a ser transmitido pelo docente e os dispositivos móveis sem fios dos estudantes, ou ainda, por toque na própria tela do aparelho, dispensando a necessidade de qualquer tipo de caneta.

[0002] 0 aparelho também objetiva eliminar a interconexão e a configuração entre vários componentes, o que traz facilidade para o docente, muitas vezes leigo em tecnologia, e redução de custos, pois dispensa a necessidade de um especialista para sua montagem.

[0003] A presente invenção se refere também a um sistema de processamento de dados, compreendendo uma interface de comandos inteligente que proporciona aos alunos e professores uma maior interatividade , com aulas mais dinâmicas.

Fundamentos da Invenção

[0004] Devido à dificuldade em oferecer aos docentes e estudantes um ambiente tecnológico em sala de aula, que permita dispor de recursos de multimidia em suas classes, foi realizada uma exaustiva pesquisa por um único equipamento que atendesse simultaneamente os seguintes requisitos:

Interatividade por toque com o conteúdo exibido, sem necessidade de o docente ter um dispositivo na mão. Simplicidade de instalação e fixação na parede da sala de aula.

Imagem com pelo menos 1920 pixels horizontais por 1080 pixels horizontais (para apresentações de conteúdos complexos das aulas de medicina, por exemplo ) .

Simplicidade de operação, pois seria inviável executar um processo de treinamento para uma gama elevada de docentes das universidades.

Permitir ao estudante a participação ativa, pela manipulação e envio de seu próprio conteúdo, em tempo real, para exibição para toda a classe, a partir de seu dispositivo móvel.

Monitoração do funcionamento de todos os aparelhos, centralizada em um único ponto de controle .

Baixo consumo de energia.

[0005] Outro problema importante e decisivo para o desenvolvimento deste projeto foi o de buscar uma maior interatividade do conteúdo exibido pelo professor e pelos alunos, permitindo ao aluno de posse de qualquer dispositivo móvel (smartphone ou tablet) dotado de comunicação por rádio digital sem fio, e compatível com os protocolos padrão, assistir e participar de forma ativa ao exibir o seu próprio conteúdo, propiciando assim uma maior interatividade entre alunos e professor, com aulas mais dinâmicas.

[0006] A seguir são enumerados alguns documentos da técnica anterior e suas desvantagens.

[0007] A patente PI 8807395-5

(correspondente US 5,012,274), intitulada "SISTEMA DE TELA DE VÍDEO", descreve um dispositivo display de cristal liquido (LCD) para a formação de uma imagem utilizando uma "matriz ativa" para endereçar e ativar eletronicamente cada um dos elementos de cristal liquido na matriz. A matriz é "ativa", na qual um transistor separado ou outro semicondutor adequado é depositado adjacente a cada elemento de imagem ou "pixel" para controlar cada pixel, e um elemento de armazenamento é empregado para armazenar o respectivo sinal de controle de pixel. O sistema de exibição de vídeo também compreende um arranjo de dispositivos ópticos de projeção direta que inclui uma fonte de luz para iluminar o LCD, dispositivos ópticos que colimam a luz da fonte, e um sistema de lentes para projetar e focar uma imagem do LCD em uma superfície de exibição.

[0008] Este pedido trata especificamente de um projetor de imagens eletrônico, conhecido como Datashow. Este arranjo traz o problema de ter que apagar as luzes da sala de aula para permitir a visualização das imagens com nitidez e contraste adequados, o que resulta em uma série de inconvenientes em aulas ministradas à noite. Outra desvantagem consiste no fato de que a luz emitida pelo projetor incide diretamente sobre o corpo e/ou os olhos do professor.

[0009] O pedido de patente PI 0902422-0, intitulado "SISTEMA OPERACIONAL PARA UM CONJUNTO DE DISPOSITIVOS INTERFACIAIS ENTRE IMAGEM DIGITAL PROJETADA EM PLANO ADEQUADO E COMANDO DOS CONTROLES PROJETADOS NA IMAGEM POR MEIO DE EMISSOR DE SINAL INFRAVERMELHO", descreve um sistema operacional pertencente ao campo dos equipamentos do tipo "lousa interativa" ou "lousa digital", o sistema operacional compreendendo um programa de comunicação e um conjunto de dispositivos interfaciais que permitem que um usuário, por exemplo, um palestrante/apresentador/professor tenha o total controle dos comandos executados em um programa base (tal como Windows, Excel, Power Point e tantos outros) instalados em unidades de processamento de dados através de ações, à distância, executadas por um emissor de raios infravermelhos sobre qualquer um dos ícones projetados em uma imagem digital disposta sobre uma superfície plana, por meio de um convencional projetor de imagens digitais, tal como um Datashow ou outro similar. O sistema operacional consiste basicamente do programa de comunicação a ser instalado na mesma unidade central de processamento de dados (CPU, notebook ou outros) onde se encontram os programas base, à qual são, ainda, conectados os dispositivos interfaciais complementares, compreendidos por um aparelho óptico, preferencialmente uma câmera de vídeo de sinais infravermelhos e o dispositivo emissor de sinal infravermelho, com formato similar a uma caneta que pode ser controlada por uma das mãos do usuário e é passível de emitir raios de infravermelho quando do acionamento do botão de comando.

[00010] Uma das desvantagens deste pedido em relação a presente invenção consiste no fato de que o sistema operacional descrito no referido pedido não permite a interação dos estudantes com o conteúdo exibido. Outra desvantagem consiste na complexidade inerente à montagem e manutenção do conjunto, além do uso de uma caneta emissora de raios infravermelhos, que necessita de trocar sua bateria periodicamente.

[00011] O pedido de patente PI 1004439-6, intitulado "LOUSA MULTIMÍDIA INTERATIVA", descreve uma lousa de multimídia interativa constituída por uma CPU, dispositivos de saída de multimídia através de painel de LCD, LED ou PLASMA, apoiado sob uma tela transparente com tratamento antireflexo, caixas de som com reforço de subwoofer, que dá maior potência e qualidade de som, caneta transmissora, e dispositivos de entrada através de teclado, leitor de CD/DVD/BR, drivers com entrada USB e caneta receptora, integrados em um único produto, todos alimentados com fonte de alimentação por um estabilizador de voltagem e ligados e desligados através de um único botão liga/desliga. Todo o sistema da lousa de multimídia interativa é montado em uma carenagem com um chassi central sobre uma base autoportante, com rodízios que permitem ao sistema deslocar sem a necessidade de desmontagem, desconexão de cabos ou reconfiguração dos equipamentos .

[00012] Uma das desvantagens deste pedido em relação a presente invenção consiste no fato de que a lousa interativa descrita no pedido PI 1004439-6 precisa ser conectada a diversos elementos como um computador, um monitor, uma interface de comandos por toque e um aparelho de som, todos integrados em um chassi tubular com rodízios. Outra desvantagem em relação a presente invenção é que a lousa interativa não permite a interação dos alunos com o conteúdo exibido pelo equipamento. Ainda outra desvantagem em relação a presente invenção é que o presente documento necessita do uso de uma caneta receptora.

[00013] O pedido de patente EP 2667340, intitulado "METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING TEACHER AND STUDENT DEVICES FOR A GROUP ACTIVITY", descreve um método para operar um dispositivo de professor para uma atividade em grupo em um ambiente no qual uma pluralidade de dispositivos de estudantes é conectada ao dispositivo de professor para formar uma primeira unidade de grupo. 0 método compreende transmitir, pelo dispositivo de professor, um evento de instrução indicando o início da atividade em grupo para um primeiro dispositivo de estudante compreendendo um dispositivo líder de grupo e pelo menos um dispositivo de estudante compreendendo um dispositivo membro de grupo, o dispositivo líder de grupo e o pelo menos um dispositivo membro de grupo compreendendo um grupo. 0 método também compreende receber, pelo dispositivo de professor, um produto de uma atividade em grupo do dispositivo líder de grupo.

[00014] Uma das desvantagens deste pedido em relação ã presente invenção consiste no fato de que, o presente documento trata de uma solução parcial, pois não compreende o aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia, objeto da presente invenção, exigindo que apenas um dos estudantes, denominado líder, comande os envios de conteúdo do lado dos alunos, o que em uma sala de aula não seria viável, pois, a interação de todos os alunos é essencial para o aprendizado.

Resumo da Invenção

[00015] A presente invenção visa solucionar os problemas encontrados na técnica proporcionando um aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia capaz de interagir o docente com os dispositivos móveis sem fio de estudantes em uma sala de aula. A seguir serão apresentadas as vantagens da presente invenção em relação a técnica anterior.

[00016] A vantagem da invenção com relação ao pedido PI 8807395-5 é o fato de que a presente invenção não usa um projetor de multimídia, que para o seu perfeito funcionamento, ainda requer que outros dispositivos sejam utilizados, tais como telão, computador e etc .. [00017] Além disso, a solução permite manter as luzes da sala acesas, pois a exibição das imagens é feita através de uma tela plana composta por um painel de cristal líquido e emite iluminação própria, com alta resolução e alto contraste. Isso é especialmente importante para as aulas que são realizadas no horário noturno.

[00018] Observa-se que as soluções que envolvem um projetor ( Da tashow) dependem da redução das luzes para uma boa leitura, o. que dificulta para os alunos manterem-se acordados e concentrados.

[00019] Por outro lado, a vantagem da invenção com relação ao pedido PI 0902422-0, é que a presente invenção não se trata de um projetor de multimídia e, sim, de um painel de LCD interativo. Outra vantagem da invenção com relação à técnica anterior, é que a presente invenção dispensa o uso de uma câmera de vídeo de sinais infravermelhos, uma vez que dispõe de barras de LED em torno das bordas painel de LCD, o que permite uma melhor captação de estímulos externos. Ainda outra vantagem, é o fato de que o professor pode tocar na própria tela, dispensando, assim, o uso de caneta.

[00020] Já a vantagem da presente invenção em relação ao pedido de patente PI 1004439-6, consiste no fato de que a presente invenção possui um arranjo bem mais eficiente e prático do que o PI 1004439-6. Como pode ser observado, para que a lousa de multimídia interativa descrita no PI 1004439-6 entre em funcionamento, a mesma necessita que outros dispositivos estejam conectados, tais como monitor, leitor de CD/DVD, caixas de som, computador, todos agrupados em um rack com rodízios. Este arranjo torna-se obsoleto frente ao objeto revelado no presente pedido, pois a presente invenção incorpora em um único aparelho, leve, fino e indivisível, uma unidade de processamento de dados e um emissor/receptor de rádio digital integrados, proporcionando exibição de imagens em alta qualidade e com capacidade de ser comandado por toques de mão diretamente na tela»

[00021] A vantagem da invenção com relação ao pedido EP 2667340 consiste no fato de que não existe a necessidade de uso de um servidor para gerenciar as ações do professor e dos estudantes, o que acarreta uma lentidão no processamento de compartilhamento de informações revelado no pedido EP 2667340. O compartilhamento de informações no sistema da presente invenção é realizado por uma placa de controle de sinais de áudio e vídeo disposta na parte interna traseira do painel de LCD que trabalha em conjunto com uma unidade central de processamento de instruções, com arquítetura X86 e 64 bits de comprimento de palavra, memória de trabalho e memória de armazenamento, viabilizando toda a manipulação do conteúdo inserido pelo professor e as transformações necessárias para a exibição. O conteúdo para exibição é inserido no aparelho através de um dispositivo de armazenamento de dados portátil, através do barramento serial universal disposto na lateral do aparelho .

[00022] A seguir será apresentado um sumário simplificado da modalidade descrita na presente invenção, sendo que tal sumário não pretende identificar elementos fundamentais ou críticos, nem delinear o escopo de tal modalidade. Sua única finalidade é apresentar alguns conceitos da modalidade descrita na forma simplificada como uma introdução à descrição mais detalhada que será apresentada adiante.

[00023] A presente invenção proporciona um aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia que compreende um sistema de processamento de dados dotado de uma interface de comandos inteligente. O sistema de processamento é disposto dentro do gabinete do aparelho e é conectado por cabos flat às duas barras emissoras e duas barras receptoras de raios infravermelhos. Após a conexão das duas barras emissoras e das duas barras receptoras de raios infravermelhos que são fixadas na parte frontal do painel de LCD, uma moldura metálica é disposta por sobre estas barras e fixada ao painel de LCD, por meio de dispositivos de fixação conhecidos na técnica.

[00024] A interface de comandos inteligente é formada por uma unidade de processamento de sinais de áudio e vídeo, uma unidade de processamento de dados digitais, fonte de alimentação e um emissor/receptor de rádio digital.

[00025] A simplicidade de instalação e operação foi obtida pela integração completa do elemento de exibição com o elemento de processamento dos conteúdos e uma interface de comandos inovadora, visando à simplicidade de uso. As soluções anteriores apresentavam uma interface de controle poluída com muitos botões e uma série de opções que dificultam a operação, especialmente no calor da aula. A nova interface de comandos deixa disponível apenas cinco botões para executar as funções que realmente são necessárias.

[00026] Soma-se a isso o fato de não haver necessidade de escolher a entrada da imagem ^xv input", nem calibrar caneta, nem ligar vários dispositivos individualmente ou ainda de realizar ajustes de posição da imagem, nem de foco. Basta ligar o aparelho na tomada e está tudo pronto para ser usado. Esse é um ponto fundamental que permite que a invenção seja escalada para um número elevado de salas de aula e professores localizados em todos os campi de uma universidade.

[00027] Para a realização dos objetivos precedentes e afins, uma ou mais modalidades compreendem os aspectos que serão descritos a seguir e especificamente definidos nas reivindicações. A descrição seguinte e os desenhos apensos apresentam certos detalhes ilustrativos do aspecto da modalidade descrita. Estes aspectos indicam, contudo, apenas algumas das diversas maneiras pelas quais os princípios de diversas modalidades podem ser utilizados.

Breve Descrição das Figuras

[00028] As características, natureza e vantagens da presente descrição serão mais visíveis a partir da descrição detalhada exposta abaixo quando lida em conjunto com os desenhos, nos quais as mesmas referências se referem aos mesmos elementos, nos quais:

Figura 1 - ilustra uma vista em perspectiva frontal explodida dos detalhes construtivos do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor;

Figura 2 - ilustra um diagrama em blocos das interligações entre os componentes do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor;

Figura 3 - ilustra uma vista lateral do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor;

Figura 4 - ilustra uma vista traseira do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor; Figura 5 - ilustra um fluxograma de transmissão e recepção de conteúdo entre aluno e professor/docente .

Descrição Detalhada da Invenção

[00029] A presente invenção se refere a um aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia que compreende um sistema de processamento de dados dotado de uma interface de comandos inteligente. O sistema de processamento é disposto dentro do mesmo gabinete que abriga o painel de LCD, e é conectado por cabos flat às duas barras emissoras e duas barras receptoras de raios infravermelhos. Após a conexão das duas barras emissoras e das duas barras receptoras de raios infravermelhos que são fixadas na parte frontal do painel de LCD, uma moldura metálica é disposta por sobre estas barras e fixada ao painel de LCD, por meio de dispositivos de fixação conhecidos na técnica. A moldura metálica possui as mesmas dimensões das bordas do painel de LCD, de forma que ao ser fixada as bordas do painel de LCD, ambos formem um único conjunto.

[00030] igura 1 ilustra uma vista em perspectiva frontal do aparelho em que uma moldura metálica (1} é fixada ao painel de LCD (27), a qual envolve duas barras emissoras e duas barras receptoras de raios infravermelhos (25) que são afixadas nas bordas do painel de LCD, por meio de uma fita adesiva de dupla face de alta resistência e tolerante ao calor. Após a conexão das duas barras emissoras e das duas barras receptoras de raios infravermelhos, a moldura metálica é disposta por sobre as barras e fixada ao painel de LCD, por meio de dispositivos de fixação conhecidos na técnica.

[00031] A Figura 2 ilustra um diagrama em blocos das interli

gações entre os componentes do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor. Na Figura 2 , as duas barras emissoras e as duas barras receptoras de raios infravermelhos ( 25 ) são conectadas por um feixe de cabos flat, que transita os sinais digitais de video até a placa de controle de sinais de áudio e vídeo ( 23 ) . Nas partes laterais do painel de LCD são dispostas barras de diodo emissor de luz ( 28 ) .

[00032] A placa de controle de sinais de áudio e vídeo ( 23 ) é responsável por receber as informações através do barramento de interface de multimídia de alta definição e manipular a informação codificada e retransmiti-la no formato de instruções de posicionamento dos pontos luminosos que comporão a imagem no painel de cristal líquido ( 27 ) . Além disso, a placa de controle de sinais de áudio e vídeo ( 23 ) também separa o sinal de áudio digital e o envia para os alto-falantes ( 22 ) .

[00033] Este conjunto composto pelo painel de cristal líquido ( 27 ) , as barras de diodos emissores de luz ( 28 ) , a placa de processamento de sinais de áudio e vídeo ( 23 ) , os alto-falantes ( 22 ) , os cabos flat e os barramentos de multimídia de alta definição, será referenciado como bloco de áudio-vídeo.

[00034] 0 bloco de áudio-vídeo é interligado através de um cabo que viabiliza o estabelecimento de um barramento de multimídia de alta definição ao elemento interno de processamento de dados digitais.

[00035] O elemento interno de processamento de dados digitais é composto de uma míniplaca que contém uma unidade central de processamento de instruções, com arquitetura X86 e 64 bits de comprimento de palavra, memória de trabalho e memória de armazenamento. Esse elemento viabiliza toda a manipulação do conteúdo inserido pelo professor e as transformações necessárias para a exibição pelo bloco de áudio-vídeo. O conteúdo para exibição é inserido no aparelho através de um dispositivo de armazenamento de dados portátil, através do barramento serial universal disposto na lateral do aparelho.

[00036] A conexão lógica para a unidade de processamento interno é realizada através de um barramento serial universal. As coordenadas posicionais do toque que são capturadas e enviadas pelas barras são recebidas pela unidade de processamento de dados digitais (24) que as transformam em comandos para o aparelho. O rádio digital emissor e receptor (21) é a unidade responsável pelo trânsito pelo ar, através de ondas de rádio digital, dos dados exibidos na tela. A presente invenção opera transmitindo em rádio digital na frequência de 2,4GHz, no padrão IEEE 802.11, a imagem estática exibida. Essa transmissão ocorre no intervalo de 1 segundo, permitindo que todos os alunos com dispositivos móveis dotados de rádio digital no mesmo padrão, possam acompanhar em suas telas o mesmo conteúdo e guardar as imagens se assim desejar, bem como enviar para o aparelho conteúdos que tenham armazenados. Esta unidade de rádio fica encaixada diretamente sobre o elemento interno de processamento de dados digitais, através de um barramento serial universal.

[00037] A fonte de alimentação (26) é responsável por receber a corrente elétrica de entrada que chega no formato senoidal, com tensão entre 110V e 220V e transformá-la em corrente elétrica contínua, formato adequado para alimentar os seguintes componentes: o painel de cristal liquido (27) com tensão de 12V, a placa de controle de sinais de áudio-vídeo (23), também com tensão de 12V e a miniplaca de processamento de dados digitais com tensão de 19V, que repassam energia para os demais componentes não citados, tais como barras emissoras e receptoras de infravermelho (25) e rádio digital (21) .

[00038] Os elementos (21, 22, 23, 24, 26, 27) descritos acima são dispostos dentro do gabinete do aparelho de LCD, tornando o aparelho um objeto indivisível .

[00039] Faremos referência agora à Figura 3, a qual ilustra uma vista lateral do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor. Como pode ser visualizado, a Figura 3 ilustra os encaixes do barramento serial universal (a), onde um ou mais dispositivos portáteis de armazenamento de dados digitais podem ser inseridos de modo a dar inicio à transferência dos dados de conteúdo para o aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor e vice-versa. Outras entradas são também disponíveis, tais como, uma entrada de áudio-vídeo digital auxiliar (c), uma entrada para acoplar qualquer outro dispositivo de multimídia, e etc É também disposto um botão de liga/desliga (b) na lateral do aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimídia aluno/professor para ligar/desligar o respectivo aparelho.

[00040] A Figura 4 mostra a parte traseira do aparelho, ilustrando os engates para afixação na parede (d); o respiro para exaustão do ar quente gerado pela unidade de processamento de dados (e); e a conexão para o cabo de força (f). [00041] Faremos referência agora à Figura 5, a qual ilustra um fluxograma de transmissão/recepção de conteúdo entre aluno e professor/docente. Na etapa 501, o aluno se conecta ao aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimidia aluno/professor pelo número da sala. Na etapa 502, o aluno localiza o conteúdo a ser enviado em seu dispositivo móvel e a seguir clica no botão enviar. Os dados são trafegados via rádio digital para o aparelho para exibição, manipulação e interação de conteúdo de multimidia aluno/professor. Na etapa 503, ao receber os dados trafegados, o aparelho exibe o conteúdo em tamanho reduzido no canto superior esquerdo da tela. Na etapa 504, o professor verifica o conteúdo enviado e, se não validado, na etapa 505, o aparelho envia automaticamente uma mensagem para o aluno, informando que o conteúdo foi recusado e, a notificação referente ao envio do aluno é apagada do canto superior esquerdo da tela. Caso o professor autorize a exibição do conteúdo, na etapa 506, o conteúdo é exibido em tela cheia para toda a sala visualizar. Se, na etapa 507, o professor interagir com o conteúdo, fazendo algum tipo de comentário e/ou inserção, na etapa 508, os dados referentes ao conteúdo modificado são transmitidos via rádio difusão digital para o dispositivo móvel de todos os alunos presentes na sala de aula. Se, na etapa 509, o professor não fizer nenhum tipo de comentário no conteúdo exibido, o professor pode apagar o conteúdo exibido na tela e aguardar um novo envio por parte dos alunos e/ou realizar outra atividade exibindo o novo conteúdo a ser interagido entre os alunos.

[00042] Como discutido acima, a modalidade da presente invenção apresenta um aparelho de exibição e manipulação/interação de conteúdo aluno/professor que oferece aos alunos e professores uma forma mais interativa, com aulas mais dinâmicas.

[00043] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da invenção. Consequentemente, as modalidades particulares descritas em detalhes acima são meramente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações apensas e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.