专利名称：一种集成式学习仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于具有学习功能的电子设备领域。
背景技术：
学习活动在一个人的成长中，具有核心地位。知识的种类包括各种类别。要先学习语言，然后再学习文学、艺术、逻辑、自然、科技等。由于需要学习的知识量是那样的庞大，以至于每个人在走向社会，成为专业人才之前，需要在学校专门学习多年。
如何能够提高学习的效率，从小的方面讲，关乎于个人的成长；从大的方面言，关乎于社会的有序化进程，包括科技的进步。
拿语言学习中的词汇作为例子。国人从小就开始学习汉语词汇，随后不久或同时，还会开始学习外语，特别是英语。对外语的学习，一直要延伸到大学毕业或更久。语言学习很重要，但占用了人们太多的时间。于是，社会中出现了各种的学习用具，包括图文并茂的书籍、语言学习软件、学习卡片、电子辞典等等。这些工具的出现，有效地提高了学习效率。但词汇有一个显著的特点，就是它的数量大，人们按部就班地学习，常会陷入到庞大的词汇量中。提供一种更有效的包括词汇学习在内的工具及方式，对人们的成长是有意义的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种集成式学习仪，它能同时把大量的学习内容显示于用户，让用户一目了然，并能够进行交互式学习，提高学习效率。
一种集成式学习仪，它是这么实现的，主要包括，印刷层，是在其上制作有印刷内容的物理层，属于内容板的一部分，被分出不同的内容单元。发光层，是能够在通电情况下改变其光学性能的物理层，采用自发光材料和能够改变背景光透光特性的材料两者其一实现，设置在印刷层的内侧方向，对应着所述的内容单元进行设置。触敏层，是能够在触压情况下改变电气特定的物理层，设置于发光层的内侧方向，其触压感应区域分别与特定的内容单元相对应。控制单元，至少包括有微处理器、控制电路与扬声器，用以协调印刷层和发光层做出发光指示，协调印刷层、触敏层与扬声器做出发声指示。
以下结合附图对本实用新型进行更详细的说明。
图1是本发明所述的集成式学习仪的整体示意图。
图2是本发明所述的集成式学习仪的内容板部分的分解示意图。
图3是本发明的结构框图。
图4是本发明的其它实施例。
图5是本发明的其它实施例。
具体实施方式
数字标号说明1集成式学习仪；2内容板，201内容单元，202内容单元阵列，203内容行框，204内容列框，205词汇内容，206英文词汇，207发光指示区；3控制单元，301显示屏，302输入键盘；4集成式学习仪结构框图，401微处理器，402控制电路，403储存器件，404扬声器，405电源，406数据传输接口，407 PC机，408 Internet网；5印刷层；6发光层，601发光单元，602发光单元阵列；7触敏层；8外置式输出结构，801外置显示屏，802外置音箱；内置式输入键盘9。
本发明将大量的学习内容，同时设置在一块内容板上，并采用适当的结构，合理的学习方式，为提高学习效率创造了条件。
参
图1所示，该实施例中的集成式学习仪1的硬件部分主要包括内容板2和控制单元3。作为实施例，图中所示的学习内容是英语词汇，需要指出的是，具体是什么学习内容，是不限定的。
内容板2上设置有能够显示各词汇内容205的内容单元201，整个的内容板2包括有许多个的内容单元201。控制单元3是能够提供显示控制、语音播放以及合适操作界面的结构，本实施例中，从直观上看，它包括有显示屏301和输入键盘302，另外，在其中还可以设置多种功能部件，包括微处理器401、控制电路402、储存器件403、扬声器404、电源405等。
在学习的过程中，各个内容单元201能够获得发光指示的功能。发光指示功能由发光层6实现。所述的发光层6上，具有发光单元阵列602，该发光单元阵列602由一个个小格状的发光单元601组成。不同的发光单元601，与特定的内容单元201相对应。在学习的过程中，特定的发光单元601能够根据控制信号而发光，在内容板2上形成发光指示区207，指示相应的内容单元201，让用户可以根据该指示进行学习。
发光指示进行的同时，可以配合上发声指示。所述的发声指示，指的是用声音，特别是语音，来描述特定内容单元201中内容，使用户通过声音获得相关的信息。实现发声指示所需要的硬件应当包括微处理器401、控制电路402、储存器件403、扬声器404。具体到本实施例中，内容单元201中布置的内容是词汇内容205，以学习词汇为主要目的，且在本实施例中，词汇为英文词汇206。在进行发声指示的时候，其内容应当包括单词的读音，进一步还可以包括词义、解释、词根/词源的说明、相关词汇说明、造句、以及围绕着该词汇的小篇幅文章等，不拘一格。为了方便不同水平的用户使用，可以为发音内容设置不同的级别，各级别对应着特定类别的内容，比如某一级别只有读音，某一级别只有解释，且解释的深度与广度也各有区别等。发声指示的声音通过扬声器404播放出来，扬声器404可以直接封装在控制单元3内，也可以设置在内容板2上，或其它位置。需要指出的是，发声指示可以独立于发光指示单独进行。
下面对内容板2的布置情况及尺寸进行具体说明。本发明在提高学习效率方面，一个重要的优势就在于能够将大量的学习内容汇总起来，同时展示于用户，使用户能够一目了然、心中有数。为实现该目的，要在内容板2上设置很多的内容单元201，各内容单元201组成了包括行与列在内的内容阵列202。在该内容阵列202中，由内容行框203和内容列框204交错着排布，从而分割出一个个的内容单元201。所述的内容行框203和内容列框204，可以通过印刷的方式印制在印刷层5上；也可以用实际的条框，比如注塑的塑料框架等来实现；当然，用印刷的方式实现最为方便。
具体到
图1所示的实施例中，各内容单元201布置的是英文词汇206，所述的内容单元阵列202为50(行)×40(列)，共2000个内容单元201，由于图纸的尺度有限，故其中使用了省略号进行说明。按每个内容单元201布置一个英语词汇计，本实施例中共能布置2000个不同的词汇。
一个中国本土的学生，按以前的教学要求，从上学到高中毕业，所要求英语词汇也不过2000之内；当前新的教学要求，对学生的词汇量要求有了大幅度的提高，一个高中毕业的学生，约需掌握3500左右的词汇。虽然如此，也不过两幅印刷层的内容，就可以满足了；只需要更换印刷层5，再调换相应的软件，就可以实现。
该实施例中，每个内容单元201为矩形，按照2cm(宽)×3cm(长)来安排，其中宽对应着行距，长对应着列距，这样，内容单元阵列202的总宽度为2×50＝100cm，总长度为3×40＝120cm，将内容行框203和内容列框204布置在内容单元201中。那么，两千个单词所占据的面积为100×120＝12,000cm2＝1.2m2这样的话，有一个等于或略大于1.2m2的内容板2，就可以安排了。
需要指出的是，为了能够实现集成式的学习效果，必须要设置大量的内容单元。在学习词汇时，内容单元201的数目最好不低于500个；在学习其它内容时，内容单元201的数目应根据需要设定。
需要指出的是，内容单元201的数目并不拘泥。
需要指出的是，每个内容单元201中的词汇内容，除了词汇自身外，还可以有其它内容，例如读音，词义，相关词汇，甚至句子等。
每个独立的词汇内容对应着一个内容单元201，这个内容单元201与特定的触敏电路相对应。所述的触敏电路隶属于触敏层7。当用户看着内容板2进行学习时，遇到不懂的地方，直接按压该词汇所占的内容单元201，就可以获得有关该词汇的诠释，可包括发音、解释等，并且，诠释的内容可以分级，由用户来设定所需的级别。级别的设定可通过控制单元3实现。
继续参
图1所示，独立于内容板2，在右下角方向设置有控制单元3。直观上看，该控制单元3包括显示屏301和输入键盘302。利用输入键盘302，用户可以根据自己的需要输入特定信息，比如输入特定的计划、指令，来安排学习的方式及内容，当然也可以直接输入特定的词汇进行查询。显示屏301既可以配合输入键盘302进行信息显示，更可以配合内容板2进行显示，将内容单元201中的内容，在显示屏301中作更为详尽的诠释。
本发明中的输入结构，主要包括前述的内容板2以及输入键盘302，其中内容板2上的输入功能是通过触敏层7实现的。除此之外，还可以并列于输入键盘302，设置鼠标或触摸板，作为定位装置，用于选择内容板2上的特定的内容单元201。
下面对内容板2的结构进行说明，参图2所示。内容板2一共包括三个物理层，分别是印刷层5、发光层6、触敏层7。
印刷层5是用于印制学习内容的物理层。将特定图案及文字内容印制在上面，以供学习时读阅。所印制的内容，布置在各内容单元201的框格中。印刷层5的材质是不限定的，但应当采用具有透光性材料，以方便发光层6的光线透射，比如透明或半透明的且有韧性、便于印刷的材质；并且，适合采用薄膜材料，比如，纸张，塑料膜等，都可以。
印刷层5可以用多种方式固定在发光层6上，包括用胶粘剂将其粘在发光层6上，特别是发光层6的边框位置。并且，所述的胶粘剂可采用剥离型压敏胶，需要更换印刷层5的时候，直接取下即可。当然，采用机械的夹子、螺丝一类的固定结构，对印刷层进行固定，也是一样可行的。
发光层6是能够实现发光指示的物理层，它接受控制单元3所发送的电气信号而改变其电气特性，从而让用户获得视觉指示。设置于印刷层5的内侧方向。具体实施的原理，在能够实现功能的情况下是不限定的。它适合是设置有发光器件的板状结构，为薄片状，对应着不同的内容单元201，分割出相应数目的能够独立进行发光控制的区域。
发光层6用于实现发光指示，各发光单元601组成发光单元阵列602，所述的发光单元601分别对应着各内容单元201进行设置，且发光单元阵列602对应着内容单元阵列202进行设置，于是，特定的内容单元201能够获得特定的发光单元601的发光指示。在指示过程中，可以多个发光单元601同时发光，也可以一次只有一个发光单元601发光。
发光的方式，首先可以采用自放光材料实施。合适的自发光方式包括一、采用电致发光材料，特别是有机电致发光材料制作，针对于每一个发光单元601，来设置相对独立的发光区域，布置的发光材料在通电的情况下可以发光。这种方式可以将发光层6做的很薄，易于控制，且有助于降低故障率。
二、可以采用发光二极管，对应着每一个发光单元601分别设置独立的发光二极管，在通电的情况下可以单独发光。
对发光单元的电路控制，只要能实现其功能即可，方式并不限定。举例来说，可采用矩阵方式排布的印刷电路结构，将各个独立的发光单元601作为象素点，类似于液晶显示屏或二极管显示屏的控制方式。控制信号来自于控制单元3。如果采用个人电脑或Internet网主机来控制，控制信号将来自于相应的装置。
发光的方式，还可以用改变背景光透光特性的材料实施。比如，对应着各内容单元201，在发光层6上设置相应的液晶层，并设置背景光，通过液晶层来改变对应着不同的内容单元201位置处的透光特性，从而做出视觉指示，或称为发光指示，也是可以的。
需要指出的是，如果将需要学习的内容直接印制在发光层6上，并印制出相应的内容单元201等布局，就可以将印刷层5与发光层6合在一起。
触敏层7是能够对手指的触压或触摸进行感应的物理层。设置于印刷层6的内侧方向。能够方便地实现感应的结构有多种。比如，可以通过薄膜开关实现，即对应着各内容单元201，在触敏层7上设置薄膜开关阵列。有触压感应需求的内容单元201，至少与一个触摸开关相对应，于是，只要触摸内容单元201的相应位置，就可以触动薄膜开关，改变其电气信号，从而做出感应。所述的触敏层7上的薄膜开关及其阵列，与控制单元3或其它控制机构相连接，以进行电气信号的传送。
另外，触敏层7的功能还可以通过类似于电阻式触敏屏的原理来实现。电阻式触敏屏是通过电阻式触敏膜实现的，所述电阻式触敏膜，从触压点到不同导电端口的电阻值不同，以此来计算触压点的位置。应用到本发明中的电阻式触敏膜，比应用于触摸屏中的电阻式触敏膜更易于实现，因为不要求它透明。这种方案下，电阻式触敏膜不用对应内容单元201布置成矩阵状，只需要将触敏膜上不同位置与相应的内容单元201的对应关系计算好，即可。
下面对集成式学习仪结构框图4进行说明，参看图3所示。其中，微处理器401是本发明中的运算处理单元；控制电路402提供与各电气部件相连接的电路；储存器件403提供数据与信息的储存功能；扬声器404用于播放与内容单元201相关的声音；电源405提供本发明所需要的电力供应；数据传输接口406用于传输数据与信息，以更新储存器件403中的相关内容；PC机407就是个人电脑，通过数据传输接口406，可提供各种数据信息、控制信息；Internet网408就是互联网，也可以通过数据传输接口406，传送各种数据信息、控制信息。其它，还有显示屏301、输入键盘302、触敏层7、发光层6，前面已有说明。通过该图，可以清楚的知道本发明的主体结构。下面对有关结构做进一步的诠释。
微处理器401，它是通过逻辑运算，特别是运行本发明的相应程序，对整个学习仪进行统筹，并能够发出控制指令的运算处理器。包括发光层6的发光指示，扬声器404的播放内容，皆受其控制；并接受输入键盘302与触敏层7的输入信号等。
需要指出的是，微处理器401等结构还可以隶属于个人电脑。这种情况下，整个控制单元3都可以是指个人电脑。通过信号传递，对内容板2中的各部件进行控制。并且，使用一台个人电脑，通过相应的接口，可以控制多个内容板2，这种方案，适合应用于集体场所，特别是学校等地方。
控制电路402，它是能够连通各部件及电子元器件，使其能够协调工作的电路结构，包括电路板在内。在本发明中，所述各部件包括微处理器401，储存器件403，扬声器404，电源405，数据传输接口406，显示屏301，输入键盘302，发光层6，触敏层7等。
储存器件403，它是能够存储数据及程序的信息存储结构。所述的数据，包括本发明中与内容单元201所列内容相关的数据，根据需要，可包括图像、文字、声音等信息内容至少其一，这些内容可对内容单元201进行讲解。所述的程序，这儿指的是能够执行本发明各功能的程序，包括能够对发光层6、触敏层7进行控制，对扬声器404、显示屏301、输入键盘302、数据传输接口406等进行控制，使其能够协调工作，实现本发明。
扬声器404，它是用于播放与内容单元201中的学习内容相关的电气部件。可以设置在控制单元3上，同时也可以设置在学习板2上，另外，作为播音装置，也可以作为音箱等形式，独立设置。
电源405，为本集成式学习仪1提供电源供给的电气结构，可以直接用电池，特别是充电电池来实现；也可以加上电源适配器后，与民用的交流电相连通，提供电源供给。
数据传输接口406，它是能够实现数据传输的接口形式，所述的数据，其来源首先可以是PC机407，通过与PC机407相连同，可以实现数据的更新，包括程序的更新等；其次是Internet网408，通过网络中的主机，来进行数据的更新。另外，也可以将内容板2等结构，作为终端形式，对其进行控制。另外，通过数据传输接口406，还可以与存储器件，比如存储棒、存储卡、闪存、移动硬盘等相连接，以获得数据更新。其接口的具体形式并不拘泥，以即插即用型接口为佳，比如USB接口等，都是合适的选择。
而通信的信道，除了可以采用有线信道之外，更可以通过无线传输适配器，进行无线信道传输。这些方面，都有成熟的技术可供选择。
PC机407，即个人电脑，它可以独立或从属于集成式学习仪1，其中存储有与本学习仪相关的内容，包括程序和数据等。这些内容，可以通过一些通用的储存介质，比如光盘等，来获得；另外，也可以通过网络获得。
Internet网408，即互联网。需要指出的是，除了基本的信息传输功能外，还有其它的实施方案。即通过该网络及数据传输接口406，进行远程控制，对各电气部件，包括显示屏301、输入键盘302、扬声器404、触敏层7、发光层6等，发送控制信号及数据信号，相当于将该学习仪作为终端设备，通过远程主机实施控制。
本发明可以用于各种内容的学习，除了英文词汇外，还有其它各种语言的词汇，以及各种学习内容。又比如，各种艺术方面的知识，地理、历史、商务等等方面的知识，都可以设置在内容板2上，配合着相应的程序进行学习。
对于个人用户来说，可以将本学习仪挂置在家庭的墙壁上，如用户自己床侧的墙壁上。对于集体用户，比如学校，可以挂置于教室的墙壁上，亦可设置于户外。形式是不拘泥的。
需要指出的是，作为简化的方案，输出结构还可以只设置扬声器，输入结构除了触敏层外，不另外设置。
以上对本发明的基本实施例进行了说明。本方面的硬件部分，还有一些其它的实施方案，下面举例进行说明。
参图4所示，本实施例中，设置了独立的外置式输出结构8，外置式输出结构8应当包括外置显示屏801及外置音箱802两者至少其一，图中所示的实施例，两者都设置了。外置显示屏801可以采用液晶显示器，或其它的显示器结构。由于尺寸较大，可以配合着内容板2，详细地显示与内容单元201相关的各种信息，而外置音箱802可以播放出相关的信息。整个外置式输出结构8，可以悬挂在内容板2上方。作为输出结构，其它电气信号的控制原理与前述的实施例是一致的。
参图5所示，本实施例中，除了设置了独立的外置式输出结构8外，还设置了内置式输入键盘9。所述的内置式输入键盘9，就是将该键盘设置在内容板2上，本实施例中，设置在内容板2的右下角处。这种实施例中，整个控制单元都可以设置在内容板2中。这种实施例，既有合适的输出结构，也有合适的输入结构。
以上是对本发明的描述而非限制，基于本方面思想的其它实施方案，亦在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种集成式学习仪，其特征在于该设备包括印刷层，是在其上制作有印刷内容的物理层，属于内容板的一部分，被分出不同的内容单元；发光层，是能够在通电情况下改变其光学性能的物理层，采用自发光材料和能够改变背景光透光特性的材料两者其一实现，设置在印刷层的内侧方向，对应着所述的内容单元进行设置；触敏层，是能够在触压情况下改变电气特定的物理层，设置于发光层的内侧方向，其触压感应区域分别与特定的内容单元相对应；控制单元，至少包括有微处理器、控制电路与扬声器，用以协调印刷层和发光层做出发光指示，协调印刷层、触敏层与扬声器做出发声指示。
2.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于在内容板的印刷层上，制作有交错排布的内容行框与内容列框，用以分割出内容单元阵列。
3.根据权利要求2所述的一种集成式学习仪，其特征在于所述的内容板用于学习词汇时，其内容单元阵列设置有不低于500个的相互独立的内容单元。
4.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于印刷层的材质是具有透光性，便于印刷的薄膜材料。
5.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于所述的发光层被分割出分立的与内容单元相对应的发光单元，可接受控制信号在内容单元区域形成发光指示区。
6.根据权利要求1或5所述的一种集成式学习仪，其特征在于发光层的发光材料是自发光材料，采用电致发光材料与发光二级管两者其一实现。
7.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于发光层包括有能够通过改变背景光透光特性而做出显示的液晶层。
8.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于触敏层上设置有能够在触压下改变电气信号特性的薄膜开关和电阻式触敏膜两者其一。
9.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于本发明设置有独立的外置式输出结构，外置式输出结构包括外置显示屏及外置音箱两者至少其一。
10.根据权利要求1所述的一种集成式学习仪，其特征在于在内容板上设置有内置式输入键盘。
专利摘要本实用新型提供一种集成式学习仪，属于具有学习功能的电子设备领域。它主要包括印刷层，是在其上制作有印刷内容的物理层；发光层，是能够在通电的情况下改变其光学性能的物理层；触敏层，是能够在触压下改变电气特定的物理层；控制单元，至少包括有微处理器、控制电路与扬声器，用以协调印刷层和发光层做出发光指示，协调印刷层、触敏层与扬声器做出发声指示。本实用新型所提供的集成式学习仪，它能同时把大量的学习内容显示于用户，通过该载体及交互式的学习方式，帮助用户提高学习效率。
文档编号G09B5/06GK2814550SQ20052004401
公开日2006年9月6日 申请日期2005年8月3日 优先权日2005年8月3日
发明者马宇尘 申请人:马宇尘