复健益智玩具系统的制作方法

专利名称：复健益智玩具系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种益智玩具系统，特别是涉及一种适用于手部复健与认知 学习的益智玩具系统。
背景技术：
随着全球生医技术进步，人类寿命平均普遍提高，高龄化也逐渐明显化。 相对地，许多因大脑控制系统异常所显现的问题也日益显著，如一种好发于 高龄者，且与大脑神经系统有极度相关的老人痴呆症等等。依据学者所提出的相关研究指出，其人类大脑神经系统是与人类行为控制反应有着相当重要的关系。其研究强调，高龄者尤其需要强化手部运动的， 其因在于手部运动占大脑细胞活动的百分之四十，手部运动的主要功效在于不断刺激大脑，可延緩大脑衰退的可能性。此观点亦即说明，辅助器材对强 化大脑具有相当重要的帮助作用。然而，现今很少有人正视此问题，且辅助器材一向仅被认定为疗效的辅 助工具而已，事实上他亦是一种能具备娱乐效能的辅具工具之一。除此之外，藉由中医药学观点指出「人的手部分布着12条经脉且许多 条重要的经脉位于此处」，如大肠经脉、心经、肺经等等，此观点也亦能说 明活动手部将能帮助经络与五脏六腑相通，以提升"行气血、营阴阳、除百 病"的作用，也能够因此活化高龄者智力。利用辅助器材教导手部灵活运用的现有技术中，例如，在美国第 3， 501， 849号专利中披露的一种教导打字与语言技巧的方法与装置(METHOD AND DEVCIE FOR TEACHING TYPING AND LANGUAGE SKILLS),或是在美国第 4,909,739号专利中披露的 一种交互式的打字/训练系统(INTERACTIVE TYPING/TRAINING SYSTEM),或是在美国第623， 966号专利中披露的一种打 字者指示的方法与装置(METHOD OF AND APPARATUS FOR TYPE WRITER INSTRUCTION)都是提出一种训练打字的装置与方法。通常都是运用那个手指 必须对应哪些键盘上的字母，以加快操作者的打字速度。另外，在美国第
4, 465， 477 号专矛J中才皮露的 一 种打字者才旨令的装置(TYPEWRITER INSTRUCTION DEVICE),在指定的手指加上强磁性的指环(Ferromagnetic tips),以便让使用者的手指正确的按下键盘中的字母。若是正确地压下时， 则可由4建盘内的感应线圏判断是否正确。然而，在现有技术中，例如上述的例子中，皆未披露以简单的架构，提 供使用者手指的灵活度训练。而也未披露利用实体平台控制让使用者通过游 戏模式，提升人机互动的效能，进而改善高龄者因年纪增长所造成肢体能力 退化的问题。发明内容本发明提供一种复健益智玩具，以简单的架构，提供高龄者手指灵活度 训练。本发明提供一种复健益智玩具系统，利用实体平台控制而让使用者通过 游戏模式，提升人机互动的效能，进而改善高龄者因年纪增长所造成肢体能 力退化的问题。本发明所提出的复健益智玩具系统，包括多个色彩标记、至少一复健互 动感测装置与游戏控制装置。色彩标记可由使用者套在对应的手指上。复健 互动感测装置包括多个互动色彩感测组件以及触控感应组件。此互动色彩感 测组件与触控感应组件是以造型排列配置。每个互动色彩感测组件包括发光 显示单元、颜色感测单元或动作辨识单元，而触控感应组件辅助接收使用者 手指触按的动作。依照复健益智玩具系统预设的游戏指示，发光显示单元 依序显示指定的色彩，而使用者需在一定的时间要求内以相同颜色的手指碰 触发光显示单元，该位置的触控感应组件将传回触发信号，以进行色彩标记 或正确动作的辨识。动作辨识单元与颜色感测单元用以感测使用者的动作与 使用者手指上所配戴的色彩标记颜色。游戏控制装置则用以控制互动色彩感 测单元的发光并接收触控感应单元的触发信号，并根据触发信号启动色彩标 记或动作辨识，然后依照辨识的正确性产生结果。上述的复健益智玩具系统， 其中游戏控制装置可是以无线的方式传送控制信号到互动组件触控接收单 元，以控制发光显示单元的显示顺序。而所取得的触发信号和/或色彩标记 感测信号也可是由互动触控接收单元和/或色彩感测单元经由无线传送的方 式传回处理装置。 为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 结合附图详细说明如下。


图1A与1B是说明本发明所提供的复健益智玩具的较佳实施例示意图。图2是说明本发明所提供的复健益智玩具系统的较佳实施例示意图。 图3是说明本发明所提供的复健益智玩具的实际实施的示意图。 图4是说明本发明所提供的复健益智玩具的实际实施的示意图。附图符号说明100:复健互动感测装置105:使用者107:标记110:互动组件触控接收单元120:发光显示单元130:动作感测单元140:游戏控制装置142:显示控制单元143:线路145:线路144:感测信号处理单元 146:储存单元 150:线路200:复健益智玩具系统210、 212、 214与216:复健互动感测组件220:控制单元230A、 230B与230C:互动组件触控接收单元222:显示控制单元224:感测信号处理单元226:无线收发单元227、 213、 215与217:无线通道 240:游戏控制装置242:中央处理单元244:储存装置246:无线收发单元250:显示器300:复健益智玩具310:互动组件触控接收单元305:使用者307a、 307b、 307c、 307d、 307e、 307f、 307g、 307h、 307i、 307j:色 彩标记320:发光显示单元具体实施方式
本发明为 一种复健益智玩具系统，主要提供电子互动的对应电子游戏。 此发明将提供实体游戏组件，结合发光显示装置(例如使用发光二极管LED) 以及动作触控装置，提供高龄者手指灵活度训练。通过实体平台控制，使用 者可通过游戏模式，进而提升人机互动的效能，其设计目的在于改善高龄者 因年纪增长所造成肢体能力退化的问题。此种益智玩具具有人机互动的优点，不仅协助高龄者在肢体活动上有所 增加，其游戏平台也将为高龄者互动带来娱乐性的价值，以改善高龄者因年 龄增加所造就的反应退化现象。本发明所提供的复健益智玩具系统，其中一个实施例的示意图如图1A 与1B所示。在此复健互动感测装置100中，包括由多个互动组件触控接收 单元110以排列的方式组成。而这些互动组件触控接收单元110可以是在同 一平面上以一定规则铺设排列，如图1A所示，或是在另外选择实施例中是 以一定的造型，具有高低或是前后配置的方式排列，例如以一个花朵的形状 排列，如图3所示。除此之外，这些互动组件触控接收单元110亦可以一平 面的态样排列，而此平面的排列可以以一平面显示的方式排列在例如触控示 显示器上，而这些互动组件触控接收单元IIO则是经由设计而排列在例如是 触控式显示器上，而让使用者可以直接在屏幕上操作。另外一个实施例中， 这些互动组件触控接收单元110亦可以一立体的态样排列，而让使用者可多 角度地4喿作，如图4所示。在此实施例中，若是这些互动组件触控接收单元110是在同一平面上以 一定规则铺设排列，那么，此互动组件触控接收单元110则包括发光显示单元120以及动作感测单元130。在图1A中可以看到位于互动组件触控接收单 元110上的发光显示单元120,而另外在图1B中可以看到包括发光显示单元 120与位于下方的动作感测单元130。此发光显示单元120可以使用发光二极管(Light Emitting Diode,LED), 或是其它可以发出不同色彩光线的任何发光组件皆可适用于此。此发光显示 单元120经由线路143连接到游戏控制装置HO中的显示控制单元142，并色。当然，在本实施例中，也可采用发光显示模块取代之，以便能运用在产 生不同光线或是不同的色彩，此仍属本发明的范畴。而动作感测单元130可以位于发光显示单元120的下方，如图IB所示。 当使用者的手105根据发光显示单元120所发出的光线指引，接触到此互动 组件触控接收单元110时，使用者105的手往下压的力量若是超过一定值， 则可触动此动作感测单元130传回触发信号。也就是说，如图IB中的使用 者下压力量曲线图132所示，若是此力量的峰值(Peak Value)大于此动作感 测单元130设定的值，则将可触发动作感测单元130经由线路1"发出触发 信号，给与之相连的游戏控制装置140中感测信号处理单元144,以便确认 使用者105已经成功地根据指示找到互动组件触控接收单元110,并且确认 使用者105已经使用手用力往下压，并且超过所要求的力道了，或是必须以 指尖下压才足以产生可触发的力道，此可增加使用者利用指尖的运动。如图 IB所示，此动作感测单元130是位于发光显示单元120的显示区域122下方，当然，亦可位于其它的位置。而在另外一实施例中，亦可以在使用者105的每个手指上加装色彩标记， 如图标食指上所配戴的色彩标记107。每个色彩标记都有其对应的不同颜色。 而此动作感测单元130除了感测使用者105的手往下压的力量之外，亦可辨 识使用者105是否正确地使用指定的手指下压。根据发光显示单元120所显 示的颜色，使用者105必须正确地将具有此指定颜色的色彩标记所套上的手 指，下压显示相同颜色的互动组件触控接收单元110。而动作感测单元130 内，则可加上感测是否为正确手指下压的颜色感测组件，用以正确i也辨识4吏
用者105手指上的色彩标记107颜色，确认是否用正确的手指操作。此目的就是希望本发明所提出的复健益智玩具，能让复健者所有的手指都能灵活地 训练，而非只是几个常用的手指的操作。而也能发挥刺激人的手部所分布的 经脉，而刺激脑部的反应，以避免脑部的退化。显示控制单元142连接到所 有互动组件触控接收单元110的发光显示单元120,并可控制每个发光显示 单元120的显示时间顺序或是光线的色彩。而感测信号处理单元"4则是连 接到所有互动组件触控接收单元110的动作感测单元130。而上述的显示控 制单元142与感测信号处理单元144,都是读取储存单元内的数据作为 判断控制的依据，而此储存单元146内所储存的数据则是来自于外部经由线 路150所传送的数据。此储存的数据可以是各种形式的资料，只要让发光显示单元120能够依 照一定的时间顺序产生光线，并且让使用者能够赶上找出对应的互动组件触 控接收单元110,并且完成触发动作感测单元130即可。本发明的动作感测单元130,运用的原理为智能型皮层(Smart Skin)， 其原理主要是感测手直接的接触方式，辨识以点选的手势，进行直接操控方 式，在人机接口中是以桌面为隐喻的互动方式。本发明的动作感测单元130，可藉由加上颜色感测组件，以感测使用者 105手指上的色彩标记107颜色，确认是否用正确的手指操作。此目的就是 希望本发明所提出的复健益智玩具，能让复健者所有的手指都能灵活地训 练，而非只是几个常用的手指的操作。本发明所提出的复健益智玩具系统，在一个实施例的示意图如图2所示。 此复健益智玩具系统200包括多个复健互动感测装置，例如图标中的210、 212、 214与216。还包括可与多个复健益智玩具进行无线传输的游戏控制装 置240与显示器250。而复健益智玩具，以210为例说明，包括控制单元220 与多个互动组件触控^^收单元，例如图标的230A、 230B与230C。此互动组 件触控接收单元230A、 230B与230C可以是在同一平面上以一定规则铺设排 列，或是以一定的造型，具有高低或是前后配置的方式排列。除此之外，这 些互动组件触控接收单元亦可以一平面的态样排列，而此平面的排列可以以 一平面显示的方式排列在例如触控示显示器上，而这些互动组件触控接收单 元则是经由设计而排列在例如是触控式显示器上，而让使用者可以直接在屏 幕上操作。另外一个实施例中，这些互动组件触控接收单元亦可以一立体的
态才羊4非列，而让4吏用者可多角度i也操作。而每个互动组件触控4妾收单元中包 括发光显示单元以及动作感测单元。发光显示单元连接到控制单元220中的显示控制单元222，并由此显示 控制单元222控制发光显示单元是否发光以及所发出光线的颜色，甚至于发 光显示单元所显示的花色等等。而当使用者的手根据发光显示单元所发出的光线指引，接触到此互动组 件触控接收单元230A、 230B与230C时，使用者的手往下压的力量若是超过 一定值则可触动此动作感测单元。此触发动作感测单元发出触发信号给与之 相连的控制单元220中的感测信号处理单元224,以便确认使用者已经成功 地根据指示找到互动组件触控接收单元，并且确认使用者已经使用手用力往 下压，并且超过所要求的力道了，或是必须以指尖下压才足以产生可触发的 力道，此可增加使用者利用指尖的运动。而上述的显示控制单元222与感测信号处理单元224,经由无线收发单 元226经由无线信道227与游戏控制装置240互相传送控制数据与讯息。而 其它的复健益智玩具，例如212、 214与216,也是分别经由无线通道213、 215与217与游戏控制装置240互相传送数据。此游戏控制装置240包括中央处理单元242、储存装置244与无线收发 单元246。此中央处理单元242可以根据储存装置内的数据传送控制信 号给每个复健益智玩具210、 212、 214与216等等。此游戏控制装置240所 建构的游戏系统中，其游戏平台以系统式控制光源显示顺序，而本实施例也 可以随机的模式切换，使用者接收与对应玩具所有指令将通过此装置。而从每个复健互动感测装置210、 212、 214与216经由无线信道传送回 来的讯息，可以了解使用者的使用状况，并且将每个人的使用状况，例如得 分的结果等等，显示在显示器250上，以供使用者参考或是成为多人竟赛所 用。本发明所提供的复健益智玩具，其中 一个实际应用的实施例示意图如图 3所示。在此复健益智玩具300包括了多个互动组件触控接收单元310，以 花朵排列的方式， 一层一层的环绕组成。而此互动组件触控接收单元310上 方则包括发光显示单元310以及位于内部的动作感测单元。当使用者305根 据发光显示单元320所发出的光线指引，接触到此互动组件触控接收单元 310时，使用者305的手往下压的力量若是超过一定值则可触动此动作感测单元。而在使用者305的每个手指上加装色彩标记，如图标每个手指上所配戴的色彩标i己307a、 307b、 307c、 307d、 307e、 307f、 307g、 307h、 307i、 307j 共10个。每个色彩标记都有其对应的颜色。而此动作感测单元除了感测4吏 用者305的手往下压的力量之外，亦可辨识使用者305是否正确地使用指定 的手指下压。根据发光显示单元320所显示的颜色，使用者305必须正确地 将具有此指定颜色的手指，下压显示相同颜色的互动组件触控接收单元310。 而动作感测单元则可加上感测是否为正确手指下压的颜色感测组件，用以辨 识使用者305使用正确的手指操作。此目的就是希望本发明所提出的复健益 智玩具，能让复健者所有的手指都能灵活地训练，而非只是几个常用的手指 的操作。而也能发挥刺激人的手部分所分布的经脉，而刺激脑部的反应，以 避免脑部的退化。此游戏平台主要在扩增高龄者手指灵活运动程度并增进高龄者反应能 力的刺激，以抑制年龄增加所造就的智力退化现象。本发明所提供的复健益智玩具，其中另 一个实际应用的实施例示意图如 图4所示。在此复健益智玩具400包括了多个互动组件触控接收单元410， 以立体排列的方式环绕组成。而此互动组件触控接收单元410上方则包括发 光显示单元410以及位于内部的动作感测单元。当使用者根据发光显示单元 420所发出的光线指引，接触到此互动组件触控接收单元410时，使用者的 手往下压的力量若是超过一定值则可触动此动作感测单元。使用者的每个手指上也可加装色彩标记。每个色彩标记都有其对应的颜 色。而此动作感测单元除了感测使用者的手往下压的力量之外，亦可藉由其 颜色感测组件，用以辨识使用者305使用正确的手指下压。本实施例中的游戏平台，所提供的效能以算法得到分数，其显示于玩具 平台上，以供竟赛的参考，上述的设计将利用无线传输模式所实现。未来游 戏模块不仅在颜色的运用外，其游戏模式也将可广泛运用至数字或花样等 等。综上所述，本发明所提出的复健式益智游戏平台及其玩具，主要提供互 动的对应电子游戏。此发明将提供实体游戏组件，结合发光显示装置以及动 作触控装置，提供老人手指灵活度训练。通过实体平台控制，使用者可通过 游戏模式，进而提升人机互动的效能，其设计目的在于改善高龄者因年纪增 长所造成肢体能力退化的问题。此种益智玩具具有人机互动的优点，不仅协助高龄者在肢体活动上有所 增加，其游戏平台也将为高龄者互动带来娱乐性的价值，以改善高龄者因年 龄增加所造就的反应退化现象。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领 域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若千的更动与润 饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1. 一种复健益智玩具系统，包括多个色彩标记，用以由一使用者套在对应的手指上；至少一复健互动感测装置，包括多个互动组件触控接收单元，所述互动组件触控接收单元是以一造型排列配置，每一该互动组件触控接收单元包括一发光显示单元，用以显示一对应的颜色；以及一动作感测单元，包括一颜色感测组件，用以感测该使用者的动作与该使用者手指上所配戴的色彩标记颜色；以及一游戏控制装置，用以控制所述互动组件触控接收单元的发光显示单元显示的顺序，并且由该使用者根据所述发光显示单元的颜色显示，碰触对应的所述互动组件触控接收单元，并且由所述动作感测单元感测该使用者手指的动作与对应的所述色彩标记而传送感测信号，以判断该使用者是否以对应的手指碰触对应的该互动组件触控接收单元。
2. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，还包括显示器，连接到该处 理装置，用以显示使用结果。
3. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接收 单元是以一花朵的造型层次排列配置。
4. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接收 单元是以一平面排列方式配置。
5. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接收 单元是以一立体排列方式配置。
6. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中该游戏控制装置是以无线的方式传送一控制信号到所述互动组件触控接收单元，以控制所述发光显 示单元的显示顺序。
7. 如权利要求6所述的复健益智玩具系统，其中所述触发信号也是由该 互动组件触控接收单元经由无线传送的方式传回该处理装置。
8. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中该游戏控制装置控制所 述发光显示单元的显示顺序为 一随机排列的顺序。
9. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述发光显示单元包括 一发光二极管单元。
10. 如一又利要求1所述的复1^益智J元具系统，其中所述发光显示单元包 括一发光二极管模块，该发光二极管模块是由多个发光二极管单元所组成。
11. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述发光显示单元由 该处理装置控制而发出不同颜色的光线。
12. 如权利要求1所述的复健益智玩具系统，其中所述动作感测单元是 根据使用者的碰触力量而触发产生所述触发信号。
13. —种复健益智玩具系统，包括至少一复健互动感测装置，包括多个互动组件触控接收单元，每一该互 动组件触控接收单元包括一发光显示单元以及一动作感测单元，其中所述互 动组件触控接收单元是以一造型排列配置，由一使用者根据所述发光显示单 元的显示，碰触对应的所述互动组件触控接收单元；多个色彩标记，用以当该使用者碰触对应的所述互动组件触控接收单元 时，由所述动作感测单元感测对应的所述色彩标记而传送多个标记感测信 号；以及一处理装置，用以控制所述互动组件触控接收单元的发光显示单元显示 的顺序，并且接收所述标记感测信号。
14. 如权利要求13所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接 收单元是以一花朵的造型层次排列配置。
15. 如权利要求13所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接 收单元是以一平面排列方式配置。
16. 如权利要求13所述的复健益智玩具系统，其中所述互动组件触控接 收单元是以 一立体排列方式配置。
全文摘要
复健益智玩具系统，包括多个色彩标记、复健互动感测与游戏控制装置。色彩标记由使用者套在对应的手指上。复健互动感测装置包括多个互动色彩感测和互动触控感测组件。互动色彩感测与互动触控感测组件以造型排列配置。每个互动色彩感测组件包括发光显示单元、颜色感测单元或动作感测单元。触控感应组件辅助接收使用者手指触按的动作。依照复健益智玩具系统预设的游戏指示，发光显示单元依序显示指定的色彩，使用者需在一定的时间要求内以相同颜色的手指碰触发光显示单元，该位置的触控感应组件将传回触发信号，以进行色彩标记或正确动作的辨识。游戏控制装置则用以控制互动色彩感测组件与触控感应组件，并根据色彩标记或动作辨识的正确性产生结果。
文档编号G09B13/00GK101211513SQ20061017255
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月31日 优先权日2006年12月31日
发明者简诗颖, 邵耀华 申请人:财团法人工业技术研究院