专利名称：互动式学习装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种互动式学习装置，尤指一种使用数字板技术或超音波坐标输入技术的互动式学习装置。
背景技术：
基于幼童互动式教学的需求而推出的互动式教学装置，目前已有多种设计被提出，较常见的如中国台湾省公告第375300、435756号专利案所示。这种互动式教学装置的特点是采用纸张形式的书本配合搭载该书本的电子平台。更详细地说，请参阅图6，该书本9的每一张页面90是在希望以声音方式播放的图案或文字上标示特定标记，也就是说，每一个特定标记是对应希望被以声音方式播放的一个图案或一段文字。而该电子平台8表面具有一压力感应板80，该压力感应板80具有多个感应点，且每一个特定标记都只对应一个感应点。因此，只要该页面90上的任一特定标记被一触压笔91触压，例如标记A，那么，连接该压力感应板80的控制电路81，便能够立即检测出该标记A被触压，并驱使该播放电路82对应播放预储在一存储卡83内的一声音档案A’。
为了能够正确检测出哪个特定标记被触压，每一个特定标记都只对应一个感应点。然而，由于公知互动式教学装置所使用的压力感应板80的每一个感应点，主要是采用常开式接点设计，这种常开式接点通常是机械性的结构，基于成本的考量及避免发生误动作，这些感应点的数量及分布密度会受到一定的限制。举例来说，一张页面90可能只能有四、五个特定标记，而且不能靠得太近。这使得每一张页面90上的特定标记的数量将明显不足，进而大幅降低互动式教学在内容安排上的弹性度，严重影响教学效果。
此外，公知互动式教学装置仅具有上述的单一用途，并不能同时用诸于绘图板、卡片阅读机、遥控器...等用途，实用性明显不足。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种利用数字板技术或超音波坐标输入技术的互动式教学装置。
具体而言，该互动式教学装置包括一信息体、一存储卡、一主机及一点选工具。在一较佳实施例中，该主机包括一基座及设于该基座上的一接收模块、一控制模块、一USB接口模块、一存取模块、及一播放模块、与一遥控模块。其中，信息体可以是印刷有许多平面信息的书本，或是可以显示许多电子化平面信息的电子纸张(electronic Paper)，点选工具是供使用者操作，用以沿着该书本或电子纸张表面游移，并在游移的过程不断发射特定信号，例如电磁波，超音波及红外线。主机接收特定信号后便够据以判断出点选工具的目前位置，并送出代表该目前位置的位置信号至控制模块。更特别的是，控制模块能切换至一教学模式，用以驱使播放模块经由存取模块而播放对应位置信号的一声音档案(是预先储存于存储卡)，也能切换至一USB模式，用以通过USB接口模块将位置信号传送至一USB主机。
如此，本实用新型在教学模式下便能当作互动式教学装置使用，用以阅读相搭配的书本或电子纸张，而在USB模式下便能利用该数字板提供手写输出板功能、绘图板功能、或是由该存取模块提一卡片阅读机功能。
更重要的是，本实用新型在当作互动式教学装置使用时，由于主机随时知道点选工具的目前位置，因此，相搭配的书本或电子纸张便能够制作更多的特定标记，以提高互动式教学在内容安排上的弹性度，进而大幅提升教学效果。
图1、2显示本实用新型第一较佳实施例及其使用情形。
图3为本实用新型第一较佳实施例的电路方块图。
图4显示本实用新型第二较佳实施例。
图5显示本实用新型第三较佳实施例。
图6显示本实用新型第四较佳实施例。
图7为公知互动式教学装置的架构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，显示本实用新型的第一较佳实施例，其包括一纸制的书本2、一存储卡B、一点选工具3、及一主机1。其中书本2即为述的信息体，其具有多个页面20供翻阅，每一个页面20各具有多个位在不同位置的平面信息20a供阅读，且针对希望被播放的平面信息20a并被标示以特定标记21。例如，在一段文字的句首附近标示一个特定标记21，或是在一个图案上标示一个特定标记21。
存储卡B储存多个档案，每一个档案是以特定播放格式(例如MP3)记录一个希望被播放的平面信息20a，这表示当书本2一共被标示10个特定标记21时，存储卡B就对应储存10个档案。
在图2中，是指出书本2置放在主机1上面，且点选工具3触压页面20上的一个特定标记21a，以及存储卡B已插入主机1。此时，点选工具3会在触压特定标记21的瞬间，发射一特定信号予主机1，由于主机1被设计成可以根据特定信号而判断出点选工具3目前所在的位置点，因此，主机1能够知道究竟是哪一个特定标记21被点选了，这表示主机1能够知道哪些平面信息20a希望被播放，接着就能从存储卡B内，取出记载那些希望被播放的平面信息20a的档案，并播放之。
从第一较佳实施例的说明中可以知道，与现有技术不同的是，本实用新型的点选工具3在触及页面20时会发射特定信号，这表示点选工具沿着页面20表面移动的过程中，会不断地发特定信号，且每一次发射的特定信号都被主机1所接收。
请参阅图3，指出点选工具3为一数字笔，其能够在沿着页面20移动的过程中不断地发射电磁波。此外，主机1包括一基座10及安置于基座10上的一接收模块10a、一控制模块11、一USB接口模块12、一存取模块13、一播放模块14、一录音模块14a、及一液晶显示器15、一电视接口模块16及一遥控模块17。其中接收模块10a包括一数字板100及一坐标判断电路101。数字板100内部具有多个呈高密度矩阵分布的电磁感应点(图中未示出)，用以接收电磁波，并对应产生一感应电压。坐标判断电路101电接至数字板100的每一个电磁感应点，并根据所述多个电磁感应点上的感应电压的大小决定点选工具3的目前位置，及送出代表目前位置的位置信号。
控制模块11电接至接收模块10a的坐标判断电路101，用以接收位置信号，且控制模块11并提供一教学模式及一USB模式供切换运作。
USB接口模块12电接至控制模块11，用以外接一USB主机C，例如个人计算机。在图1、2中，基座10侧边所设置的B型USB连接器120，就是USB接口模块12的对外连接端口。
存取模块13电接至USB接口模块12及控制模块11，并与插入的存储卡B形成电气连接，用以作为USB主机C及控制模块11存取存储卡B的接口。在图1、2中，基座10侧边所设置的存储卡插槽130，就是存取模块13的对外接收端口。然而，需指出的是存取模块13可以设计成具有存取多种储存格式存储卡的功能，此时，就需要多个存储卡插槽。
播放模块14电接至控制模块11，其具有一MP3播放程序，并能够通过控制模块11而播放储存于存储卡B内的一MP3声音档案。
录音模块14a电接至控制模块11，用以录制声音至存储卡B。在图1、2中，基座10侧边所设置的按钮140，就是播放模块14及录音模块14a的功能操作按钮，例如录音、播放、音量调整..等按钮。
液晶显示器15电接至控制模块11，用以显示书本2的目前页码、音量或其它运作状态。
电视接口模块16电接至控制模块11，用以连结一电视D。在图1、2中，基座10侧边所设置的电视信号连接器110，就是电视模块16的对外连接端口。
遥控模块17电接至控制模块11，用以控制一影音播放机E，影音播放机E能读取及播放对应书本2的影音教学光盘E1。
在第一较佳实施例中，点选工具3、数字板100、及坐标判断电路101三者是援用公知数字笔及数字板的相关技术，例如利用平面式天线形成电磁感应点，利用一坐标感应芯片以使坐标判断电路101能够量化及比较每一个电磁感应点上的感应电压。
在此需特别指出的是，上述的特定标记21，也可以由隐形墨水制作，使读者无法看到，但可由一光学读取器(图中未示出)读取其内容。更详细地说，该点选工具3所发射的特定信号包括一光波，而接收模块10a则包括光学读取器，用以读取特定标记21，并根据所读取的特定标记21，判断出点选工具3是位在页面的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号至控制模块11。
然而，比较特别的是，当该USB接口模块12未连接USB主机C时，控制模块11是执行于教学模式下，当USB接口模块12一旦连接USB主机C时，控制模块11便转而执行于USB模式下。更详而言之在该教学模式下，本实用新型是当作互动式教学装置使用，一如图2所示。此时，只要点选工具3点触到书本2上的某一特定标记21，坐标判断电路101便会将代表特定标记21所在位置的位置信号送给控制模块11，控制模块11便根据位置信号及一对照表(预存于存储卡B内或控制模块11内部存储器内)，判断目前应播放那一个声音档案，再根据判断结果驱使播放模块14播放对应该位置信号的MP3声音档案。如果，书本2的每一张页面20在其特别的位置上有设置一页码标记，那么，只要点选工具3先点触该页码标记，该控制模块11便能够知道目前页码。此外，更能将对应特定标记21的内容以影音格式(例如MPEG)刻录于一影音教学光盘E1，于使用时则先将影音教学光盘E1置入影音播放机E内，然后在书本2上点选播放标记21时，遥控模块17便遥控影音播放机E，用以在影音播放机E所连接的电视D上播放对应的教学影像内容。
在USB模式下，本实用新型是当作USB装置使用。此时，USB主机C在实体连接上虽然仅连接本实用新型，但是，通过USB接口模块12，USB主机C即如同连接一台USB卡片阅读机及一台USB数字板一样。也就是说，存取模块13通过USB接口模块12提供一卡片阅读机功能给USB主机C，点选工具3、数字板100及坐标判断电路101通过控制模块11及USB接口模块12提供一数字板功能给USB主机C。
针对数字板功能而言，控制模块11是通过USB接口模块12，不断地将所接收到的位置信号以符合USB通信协议的方式传送至USB主机C。此时，在USB主机C上所安装的驱动程序若是手写输入板驱动程序，本实用新型即当作一手写输入板使用。若驱动程序若是绘图板驱动程序，则本实用新型即当作一绘图板使用。
再者，上述的播放模块14与存取模块13也可以整合封装成一个可抽取式装置，以便卸离基座10当作一MP3播放机使用。
此外，本实用新型的书本2更可配合盲人学习的需求，于每一张页面20上以点字的方式印制特定标记21，使盲人以触摸点字的方式，知道该特定标记21所代表的文字及位置，再以点选工具3点选后便播放代表该特定标记21的文字内容，而可提升盲人学习的功效。
请参阅图4所示，显示本实用新型的第二较佳实施例，其相仿于第一较佳实施例，差异仅在于第二较佳实施例使用电子纸张2a及其控制电路(未示出)来取代第一较佳实施例的书本2。该电子纸张2a即electronic Paper，其主要开发业者是位于美国麻州(Massachusetts)的E Ink公司。electronic Paper是一种运用弹性基板薄膜晶体管(TFT)及电子墨水技术(electronic ink)所开发出来的产品。前者是利用半导体薄膜晶体管的技术，将组件制造在75um厚、可弯曲的基板上，而后者则是利用一种特殊的电渗物质(electrophoretic)，其中含有微米尺寸的颗粒，而这些颗粒内有带电荷的颜料粒子。当这些微米颗粒受到负电场作用时，带正电的白色颜料粒子就会浮现在颗粒表面，整个颗粒便呈现白色。而当微米颗粒受到正电场作用时，因带负电的黑色颜料粒子被吸引，整个颗粒就呈现黑色。如此利用外加电场的极性改变，就可以调整黑白对比，用以在特定区域内达成高分辨率显示的功能。目前，已经有可以显示彩色画面的电子纸张，无论如何，相关的技术信息可从网络轻易取得，容不赘述。
由于电子纸张2a被当作一个显示器来使用，因此，只要将相同于书本2的内容以电子档案形式储存在存储卡B内，以及将电子纸张2a的控制电路设置基座10内部，并连接至控制模块11，便可以从电子纸张2a以开启档案的方式浏览相同于书本2的内容，包括文字、图案、及多个特定标记，所述多个特定标记是标注于希望被点选的文字或图案(例如让希望被点选的文字的背景呈现红色，此一红色背景即为所述的特定标记)。为了方便逐页浏览，在基座10上可增设连接至控制电路的翻页钮150a，以便使用者执行翻页的动作，此时，每按一下翻页钮150a，电子纸张2a便会更新显示前一页或次一页的内容。其中，必需指出的是，电子纸张2a是位在数字板100的上方，且点选工具3是数字笔，因此，第二较佳实施例能够如同第一较佳实施例地运作及供诸利用。
请参阅图5，为本实用新型的第三较佳实施例，其相仿于第一较佳实施例，不同之处在于第三较佳实施例并没有使用上述的数字板100及数字笔，而是使用一种超音波坐标输入技术，像是美国公开号US 2004/0032399A1专利案及美国公开号US 2003/0197692A1专利案。更进一步地说，第三较佳实施例的点选工具3a所发射的特定信号包括一红外线及一超音波，且第三较佳实施例的接收模块10a包括一红外线接收器4，用以接收红外线；两超音波接收器5，用以接收该超音波；以及一坐标判断电路(未示出)，设于基座10内，并电接至红外线接收器4及超音波接收器5，用以接收的红外线及超音波，并根据所接收的红外线及超音波，推算出点选工具3a在发射时位在书本2的页面20的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号至控制模块11。
请参阅图6，为本实用新型的第四较佳实施例，其相仿于第三较佳实施例，不同之处在于第四较佳实施例是使用上述的电子纸张2a及其控制电路来取代书本2，此部份在第二较佳实施例已有详细说明，容不赘述。
由上述的说明可知，本实用新型不但可当作互动式教学装置供诸互动式教学使用，更可利用USB缆线连结个人计算机，以作为手写输入板、绘图板或卡片阅读机使用，同时，也可以利用电视信号线连结电视，使得使用者可在电视上练习写字及进行书法教学，并可遥控影音播放机执行影音的播放。相对于公知互动式教学装置仅具教学单一功能，本创作显具有较多功能而深具实用性。
更重要的是，由于无论是使用数字板技术或超音波坐标输入技术，主机1都可以随时知道点选工具3、3a的目前位置。因此，书本2或电子纸张2a的页面20便能够制作更多的特定标记21。相对于公知互动式教学装置仅能制作少数几个特定标记，本实用新型显然能够提高互动式教学在内容安排上的弹性度，进而大幅提升教学效果。
权利要求1.一种互动式学习装置，其特征在于，该装置包括一信息体，具有多个页面供翻阅，每一个页面各具有多个位于不同位置的平面信息供阅读；一存储卡，储存多个档案，每一个档案是以特定播放格式记录一个希望被播放的平面信息；一点选工具，由使用者持拿，并供发射特定信号；以及一主机，包括一接收模块，用以接收特定信号，并据以推算出点选工具在发射特定信号时是位在所述页面的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号；一控制模块，电接至接收模块，用以接收位置信号，且该控制模块并提供一教学模式及一USB模式供切换运作；一USB接口模块，电接至控制模块，用以外接一USB主机；一存取模块，电接至USB接口模块及控制模块，并与插入的存储卡形成电气连接，用以作为USB主机及控制模块存取存储卡的接口；一播放模块，电接至控制模块，用以在控制模块的控制下播放储存于存储卡内的档案；以及一基座，供安置上述各模块；其中，在USB模式下，控制模块是通过USB接口模块将位置信号以符合USB通信协议的方式传送至USB主机，在教学模式下，控制模块是根据位置信号判断点选工具目前所触及的位置是否为希望被播放的平面信息，并在判断结果为“真”时，经由存取模块读取对应该平面信息的档案，及驱使播放模块播放该档案。
2.如权利要求1所述的互动式学习装置，其特征在于，所述点选工具所发射的特定信号包括一电磁波，所述接收模块包括一数字板，设于基座的顶部，以供承载信息体，且该数字板内部具有多个呈高密度矩阵分布的电磁感应点，每一电磁感应点接收所述电磁波，并对应产生一感应电压；以及一坐标判断电路，电接至数字板的每一个电磁感应点，并根据所述多个电磁感应点上的感应电压的大小，推算出点选工具在发射电磁波时是触压在页面的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号至控制模块。
3.如权利要求1所述的互动式学习装置，其特征在于，所述点选工具所发射的特定信号包括一红外线及一超音波，所述接收模块包括一红外线接收器，用以接收所述红外线；一超音波接收器，用以接收所述超音波；以及一坐标判断电路，电接至红外线接收器及超音波接收器，并根据所接收的红外线及超音波，推算出点选工具在发射红外线及超音波时是位于页面的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号至控制模块。
4.如权利要求2或3所述的互动式学习装置，其特征在于，所述主机更包括一录音模块，该录音模块安置于基座，并电接至控制模块，用以录制声音至存储卡。
5.如权利要求4所述的互动式学习装置，其特征在于，所述主机更包括一电视接口模块，该电视接口模块安置于基座，并电接至控制模块，用以外接一电视。
6.如权利要求5所述的互动式学习装置，其特征在于，所述主机更包括一遥控模块，该遥控模块安置于基座，并电接至控制模块，用以遥控一影音播放机。
7.如权利要求6所述的互动式学习装置，其特征在于，所述主机更包括一液晶显示器，该液晶显示器安置于基座，并电接至控制模块，用以显示主机的运作情形。
8.如权利要求7所述的互动式学习装置，其特征在于，所述信息体包括一电子纸张及其控制电路，用以逐页显示所述平面信息。
9.如权利要求7所述的互动式学习装置，其特征在于，所述信息体为一书本。
10.如权利要求9所述的互动式学习装置，其特征在于，所述信息体的每一个页面更标示有至少一特定标记供代表希望被播放的平面信息，且该特定标记是由隐形墨水所制作；点选工具所发射的特定信号包括一光波；以及接收模块包括一光学读取器，具有读取隐形墨水的功能，用以读取所述特定标记，并根据所读取的特定标记，判断出点选工具是位在页面的哪一个位置点，及送出代表该位置点的位置信号至控制模块。
专利摘要本实用新型涉及一种互动式学习装置，用以协助幼儿或盲人进行阅读。在一较佳实施例中，本实用新型是利用一数字板供一数字笔游移其上，并利用一坐标判断电路检测点选工具目前位置及送出代表该目前位置的位置信号，然后，使一控制模块能被切换至一教学模式及一USB模式。其中，在教学模式下，控制模块接收位置信号，并驱使一播放模块播放对应该位置信号的一声音档案。在USB模式下，控制模块是通过一USB接口模块将该位置信号传送至一USB主机。因此，本实用新型不但具有互动式教学功能，更能提供多个USB功能，例如USB手写输出板、USB绘图板或USB卡片阅读机。
文档编号G06F17/00GK2786695SQ20052001136
公开日2006年6月7日 申请日期2005年4月6日 优先权日2005年4月6日
发明者郑智涌, 简丞志, 萧瑛东, 黄聪亮, 蔡政哲, 戴廷芸 申请人:极鼎科技股份有限公司