CN101482783A - 便于交互学习的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电子设备，包括：电子笔；接收器，用于接收来自电子笔的信号，并根据所述信号计算所述电子笔的位置信息；以及控制模块，用于根据所述位置信息控制所述计算机系统执行相应的操作。其中，所述控制模块还根据所述操作显示相应的用户界面。

Description

便于交互学习的电子设备

技术领域

本发明涉及一种电子设备，尤其是本发明涉及便于用户进行交互式学习的电子设备。

背景技术

由于中文采用文字而非字母书写，使得中文成为了诸多最难学习的语言之一。掌握汉字的部首、笔画顺序以及写出具有正确结构且具有美感的汉字对于学习中文是非常重要的，然而目前市场上的很多计算机辅助的中文学习系统都只注重于汉字发音。

发明内容

本发明提供了一种电子设备，包括输入装置；接收器，用于接收来自输入装置的信号；控制模块，用于根据所述输入装置的信号来计算所述输入装置的位置信息，以及控制所述电子设备执行对应于所述位置信息的操作。

依据本发明的一个实施例，输入装置包括用于发出超声波信号的电子笔，所述接收器用于接收所述超声波信号。

依据本发明的一个实施例，还包括用于生成指示所述位置信息与所述操作之间对应关系的映射表的第一模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于根据所述映射表把所述位置信息映射到所述操作，以产生对应于所述操作的指令信息的第二模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于根据来自所述第二模块的指令信息来分配所述操作的第三模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于根据所述位置信息检索内容，以经由用户界面显示所述内容的第四模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于根据所述位置信息跟踪所述输入装置的轨迹，以经由用户界面显示所述轨迹的第五模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于根据所述轨迹中的特征数据来评价对应于所述轨迹的第六模块。

依据本发明的一个实施例，所述控制模块包括用于把所述输入装置的位置信息转换成标准格式的第七模块。

依据本发明的另一个方面，提供了一种用于电子设备的方法，包括把来自一输入设备的信号转换成所述输入设备的位置信息；以及根据一映射表把所述输入设备的位置信息转换成所述电子设备的操作指令。

依据本发明的一个实施例，还包括把所述输入设备的位置信息转换成标准格式。

依据本发明的一个实施例，还包括响应于所述操作指令跟踪所述输入设备的运动轨迹。

依据本发明的一个实施例，还包括响应于所述操作指令显示跟踪的所述轨迹。

依据本发明的一个实施例，还包括响应于所述操作指令显示对应于所述位置信息的内容。

依据本发明的一个实施例，还包括响应于所述操作指令根据所述轨迹的特征数据来评价所述轨迹。

附图说明

本发明的上述的和其他的特征、本质和优势将通过下面结合附图对实施例的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记表示相同的特征，其中：

图1示出一种计算机系统；

图2示出依据本发明一个实施例的定制页面；

图3A到3D示出依据本发明实施例的用户界面；

图4示出依据本发明一个实施例的交互式学习系统；

图5示出依据本发明一个实施例的电子笔操作及对应的用户界面。

图6示出根据本发明的用于诸如计算机系统等电子设备的方法。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

图1示出一计算机系统10。该计算机系统10可以是台式计算机、便携式计算机、大型计算机、迷你型计算机和其他类似的收发和/或处理数据的装置。该计算机系统10可包括用于处理数据的主板以及相连的各种外设，诸如，显示器12、键盘14等。如图1所示，该计算机系统10还包括经由一信号接收器18耦合到所述计算机系统10的电子笔16。例如，该电子笔16可以包括超声波信号发生器、红外信号发生器、或无线信号发生器等输入装置，以使用户可通过诸如手写和/或点击等方式对计算机系统10进行输入。信号接收器18可接收来自电子笔16的信号(例如，超声波信号或无线信号等)，并可根据该信号来计算电子笔16(例如，笔尖)相对于信号接收器18的位置信息(例如，坐标信息)，继而经由一通用串行总线(USB)将该位置信息发送到计算机系统10。在另一个例子中，可由所述计算机系统10来执行电子笔16位置信息的计算。在一个例子中，可以所述信号接收器18为基准而建立适当的坐标系。

例如，如图1所示，用户可利用电子笔16在一页面20上进行书写或点击等操作。例如，信号接收器18可包括一夹子或类似固定装置，以便于用户把该页面20设置在相对于信号接收器18固定的位置。如图2所示，该页面20可设有一个或多个区域。例如，计算机系统10可根据用户利用电子笔16在这些区域的操作来启动计算机系统10的相应操作。例如，可在页面20上设置对应于手写输入方式的虚拟手写输入区22和对应于点击输入方式的虚拟按钮输入区24。在一个例子中，可根据用户喜好或需要来设置虚拟手写输入区22的位置。例如，虚拟手写输入区22可包括用户所要学习的汉字(例如，“山”)及其英文(例如，“mountain”)等信息，然而，在另一个例子中，不必把汉字或英文等信息设定在虚拟手写输入区22中。在另一个例子中，虚拟手写输入区22可以是空白的。用户可利用电子笔16在虚拟手写输入区22进行书写，计算机系统10可根据电子笔16的位置信息跟踪和显示用户书写的内容，还可给出评价。

虚拟按钮输入区22可包括对应于计算机系统10各操作的虚拟按钮，例如，虚拟按钮可以是页面20上的一些区域。例如，虚拟按钮可包括对应于播放汉字的发音的虚拟发音播放按钮24a、对应于播放汉字的视频说明的虚拟视频说明播放按钮24b、对应于播放汉字的文字解释和/或例句的虚拟文字说明播放按钮24c、以及对应于显示汉字的笔画顺序并使用户进行写字练习的虚拟写字按钮24d。虽然图2中示出图标形式的虚拟按钮，但本领域内的技术人员可理解，在页面20上可设置对应于计算机系统10的各种操作的任意区域，例如这些区域可以文字、形状、颜色等各种形式来表示；或者，可不必把这些区域显现出来。例如，如图2所示，虚拟手写输入区22可设置于页面20中央，虚拟按钮24a-24d可分别设置于页面20的四个角上，在另一个例子中，虚拟手写输入区22和虚拟按钮24a-24d可设在页面20上的其他位置。在一个例子中，计算机系统10可存储有关页面20的信息，诸如页面20上的汉字信息、虚拟手写输入区22和虚拟按钮输入区24相对于信号接收器18的相对位置或方位信息、与页面20上的汉字相对应的视频和/或音频信息等。此外，还可根据需要来存储和提供其他相关的内容。

如图3所示，计算机系统10可根据用户利用电子笔16在页面20上的操作而在显示器12上显示相应的用户界面。电子笔16或信号接收器18上可设有便于用户输入用户所选页面的信息的按键(诸如翻页键)，以使计算机系统10显示与所选页面相对应的用户界面。或者，用户可用鼠标或其他输入设备操作用户界面上所显示的诸如翻页键、播放键等快捷键来选择对应的用户界面和/或执行其他控制。

例如，图3A示出一对应于页面20的用户界面32，例如，该用户界面32显示有页面20上的汉字“山”和/或该汉字的英文“mountain”等信息。此外，用户界面32还显示有分别对应于虚拟按钮24a-24d的图标32a-32d。例如，当用户利用电子笔16在虚拟视频播放按钮24b的区域进行点击(或接触、按压或其他类似操作)时，计算机系统10可启动对应于虚拟视频播放按钮24b的操作，继而在显示器12上播放与汉字“山”相关的视频说明(如图3B的用户界面34所示)。

此外，当用户利用电子笔16点击虚拟正文播放按钮24c时，计算机系统10可启动对应于虚拟文字说明播放按钮24b的操作，继而在显示器12上播放与汉字“山”相关的文字说明等(如图3C的用户界面36所示)。再者，用户利用电子笔16点击虚拟写字按钮24d时，计算机系统10可启动虚拟写字按钮24d所对应的操作，继而在显示器12上显示与汉字“山”相关的笔画顺序(如图3D的用户界面38所示)。如果用户利用电子笔16在页面20上进行书写，显示器12还可动态地显示与用户的书写操作对应的书写轨迹和/或书写内容(见图3D)。如图3D所示，用户界面38还可显示对所述轨迹(或用户的书写)所作出的评价。本领域内的技术人员可理解，图3A-3D只是本发明的一些例子，还可根据需要提供其他用户界面、显示或信息。

图4示出依据本发明一个实施例的便于用户进行交互式学习的计算机系统400。如图4所示，该计算机系统400包括输入层410。该输入层410包括可用作输入装置的电子笔412及相应的信号接收器414。在另一个例子中，该输入层410还可包括其他输入设备、接收器和/或控制装置。电子笔412工作时，电子笔412可发出对应于用户操作的诸如超声波信号或其他信号(例如，基于压感原理)。信号接收器414可接收来自电子笔412的信号，并可经由一USB线(未示出)把该信息输入计算机系统400。信号接收器414可根据接收到的信号获得电子笔412(例如，笔尖)的位置信息。在另一个例子中，可利用电子笔驱动层420来计算电子笔412的位置信息。

如图4所示，计算机系统400还包括用于根据来自输入装置(例如，电子笔412)的位置信息控制计算机系统400的操作的控制模块460。

如图4所示，电子笔驱动层420包括可用于支持从输入层410到上层(诸如中间件层430)的数据传输。例如电子笔驱动层420包括从输入层410到诸如电子笔驱动模块424的数据传输的USB驱动器422。此外，USB驱动层422还可支持从输入层410到诸如人机交互设备(human interface device)迷你端继而到电子笔驱动模块424的数据传输。此外，虽然图4未示出，电子笔驱动层420可包括对应于其他输入方式的数据传输的驱动器。电子笔驱动层420还可包括用于把输入装置(诸如电子笔)专用消息/代码向上层(例如，中间件层430)传送的电子笔驱动模块424。电子笔驱动模块424还可根据信号接收器414接收到的电子笔信号来计算电子笔的位置信息(例如，坐标信息等)。此外，电子笔驱动层420(例如，电子笔驱动模块424)还可监测电子笔412的动作状态，诸如是否是连续的动作(例如，书写)，或是非连续动作(例如，点击)。但是，该监测不是必需的。例如，电子笔驱动模块424可根据电子笔412发出信号的时间确定电子笔412是连续动作还是非连续动作。电子笔驱动模块424还可产生并传送与电子笔位置信息对应的时间信息等。虽然图4以电子笔为例，但本发明可包括对应于其他输入设备的驱动模块等。

如图4所示，计算机系统400还包括中间件层430。中间件层430用于把来自下层(例如，电子笔驱动层420)的信息发送到应用程序层440，并提供用于应用程序层440的统一控制界面。通过中间件层430，可利用标准化的消息/代码把其它各种输入装置(诸如鼠标、其他手写笔)加入到计算机系统400中，继而允许根据输入装置来开发其他教育软件。

中间件层430可包括输入适配层432，用于把电子笔412或其他输入装置专用消息、命令和/或代码转换成标准格式，并把经标准化的消息、命令和/或代码等信息传送到上层(例如，电子笔支持层434)。该输入适配层432还提供了用于电子笔或其他输入装置控制/操作的基础控制界面和事件机构。

此外，中间件层430还包括电子笔支持层434，用于接收来自输入适配层432的信息，对该信息进行数据处理，并把经处理的信息传送到应用程序层440，从而为应用程序层440提供标准逻辑接口。例如，电子笔支持层434可把来自输入适配层432的经标准化的电子笔位置信息转换成应用程序层440可识别的消息、指令或代码等信息。在一个例子中，电子笔支持层434可访问指示电子笔位置信息与计算机系统操作之间的对应关系的映射表(如下所述)，并根据该映射表把位置信息映射到所述操作，以产生相应的指令信息，诸如跟踪电子笔轨迹、播放多媒体内容、评价电子笔轨迹或相应的用户书写等指令。在一个例子中，指令信息可指示待执行所述指令信息的模块，例如跟踪模块446、内容数据库管理模块448和/或评价引擎444等。在另一个例子中，映射表可包括电子笔位置信息与学习内容(诸如，多媒体内容)的类型和/或其访问路径之间的对应关系，继而电子笔支持层434可访问该映射表并根据电子笔位置信息发出播放内容、跟踪轨迹或其它相应的指令等。在基于Windows的系统中，电子笔支持层434还提供Windows消息/事件系统、线程池、或数据处理等。此外，电子笔支持层434还可实现用于某一输入装置的定制插件(plug-in)。

参考图4，计算机系统400还包括应用程序层440。应用程序层440可在用户利用电子笔412进行操作时提供用户交互，诸如播放多媒体内容、跟踪用户的笔迹、评价用户的书写表现等。在一个例子中，内容供应商(例如，经由因特网公开或盘片的形式)或用户可利用后端的学习内容生成工具来定制学习内容。该学习内容生成工具可建立电子笔位置与诸如多媒体等学习内容之间的链接。对于普通的书本来说，可把所需的页面扫描成图片，在每一图片上定义一个或多个图片区域或虚拟按钮，可把对应于这些区域的电子笔位置信息链接到特定的命令，诸如多媒体播放功能，这样，学习者把电子笔412的笔尖在这些区域上操作就可播放媒体文件。可根据电子笔412位置与相应计算机系统操作之间的链接，生成相应的映射表或其他形式的映射关系。或者，可建立电子笔412的位置与学习内容之间的映射。在另一个例子中，也可定制设有电子笔或输入设备操作区域的特定书本和/或页面等。可把该映射表组成数据库文件等，并预先存储在计算机系统400(例如，存储设备)中或其他存储设备中。在另一个例子中，用户可在学习时安装该数据库文件。

所述应用程序层440包括任务处理分配模块442，用于接收来自电子笔支持层434的指令信息，并根据该指令信息通知相应的模块来执行该指令信息所指示的命令/操作。

在另一个例子中，可利用一内容数据库来存储学习内容(例如多媒体内容)和/或如上所述的映射表。例如，该内容数据库可预先存储在计算机系统400中，或可存储在盘片等存储介质中。内容数据库管理模块448可根据相应的路径信息(诸如，访问地址等)访问该内容数据库中的学习内容和/或映射表。用户通过电子笔412点击一虚拟按钮来播放诸如多媒体内容等学习内容时，任务处理分配模块442可响应于来自电子笔支持层434的例如播放指令等，启动内容数据库管理模块448。继而，内容数据库管理模块448可根据所存储的路径信息访问相应的学习内容，并通过用户界面450显示获得的内容。

任务处理分配模块442可响应于来自电子笔支持层434的跟踪指令，通知或启动一跟踪模块446来跟踪用户利用电子笔412进行书写的轨迹或笔迹，继而在一用户界面上实时显示。图5A和5B示出用户在一页面52上练习书写及相应用户界面的一个例子。如图5B所示，可在用户界面54上实时地显示用户的书写轨迹，并可选择该书写轨迹的关键特征并存储在计算机系统400中。当用户结束书写时，跟踪模块446可把所存储的特征数据发送到评价引擎或模块444。评价引擎444可通过特征数据中的笔画、笔顺等特征数据和标准数据(可存于内容数据库中)来评价该轨迹或用户的书法，并给出等级。在一个例子中，评价引擎444可包括手写识别模块等。在另一个例子中，计算机系统400可利用其他软件、硬件和/或固件方式或其组合来实现上述功能。此外，虽然以上结合了计算机系统进行了描述，但本发明可适用于其他各种电子设备。虽然图4示出在各模块完成特定的功能，本领域内的技术人员可想到所述模块和/或功能的任意组合。

如图6所示，根据本发明的一个方面，提供了一种用于诸如计算机系统400等电子设备的方法，以便于用户进行交互式学习。可结合图4所示的计算机系统400来描述所述方法。在块602，计算机系统400可接收来自电子笔412的诸如超声波信号或其他信号。该信号可经由USB线或其它方式输入计算机系统400。在块604，计算机系统400可把该超声波信号转换成位置信息。在另一个例子中，计算机系统400还可产生指示所述位置信息发出的时间的信息等。在块606，计算机系统400可根据一映射表把电子笔位置信息转换成计算机系统的操作指令等信息，所述映射表可指示所述电子笔位置信息与计算机系统操作之间的对应关系。或者，计算机系统400可根据映射表把电子笔位置信息映射到相应的学习内容。其中，计算机系统400可先把电子笔位置信息转换成标准格式。在块608，计算机系统400可把块606获得的指令信息分配给相应的模块。在块610，相应的模块可根据指令信息执行相应的操作，例如，跟踪电子笔的轨迹、实时显示跟踪到的运动轨迹、显示用户界面、播放学习内容、评价所述轨迹或用户书写水平等。此外，图6的方法可适用于电子笔和/或其它输入设备。

本发明提供了一种电子设备和相应的方法，可以交互方式便于用户进行写字练习，并可评价用户的书写水平。再者，通过对输入设备的定位，本发明的电子设备可将传统的书本/纸张与多媒体内容或教学软件链接起来，从而用户利用电子笔等输入设备在书本/纸张上的相应区域上的操作就可让系统显示相关的用户界面，或执行相关的操作，诸如播放汉字发音，播放视频/文字说明，进行书写练习和获得书写评价等。继而，本发明无需使用触摸屏等设备，而可实时地显示对应于用户书写和/或点击操作的用户界面，及播放视频等。而且，虽然以上以中文为例描述了本发明，但本发明的计算机系统还可适用于各种学习内容或语言。

对于揭示的实施例的描述是提供给本领域内的技术人员来实现或者使用本发明。对于本领域的技术人员来说，对于这些实施例的多种改变是非常明显的，且这里定义的基本原理可被应用于其它实施例，而不脱离本发明的原理和范围。这样，本发明并不局限于此处所示的实施例而是符合这里所揭示的原理和创造性特征的最宽的范围。此处使用术语“示例”表示“作为例子、示例或者说明”。此处描述的任何作为“示例”的实施例不需要被描述为优选的或者相对于其他实施例是具有优势的。

Claims (22)

1.一种电子设备，包括：

输入装置；

接收器，用于接收来自输入装置的信号；

控制模块，用于根据所述输入装置的信号来计算所述输入装置的位置信息，以及根据控制所述电子设备执行对应于所述位置信息的操作。

2.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述输入装置包括用于发出超声波信号的电子笔，所述接收器用于接收所述超声波信号。

3.如权利要求1所述的电子设备，还包括：

用于生成指示所述位置信息与所述操作之间对应关系的映射表的第一模块。

4.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述映射表把所述位置信息映射到所述操作，以产生对应于所述操作的指令信息的第二模块。

5.如权利要求4所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于根据来自所述第二模块的指令信息来分配所述操作的第三模块。

6.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述位置信息检索内容，以经由用户界面显示所述内容的第四模块。

7.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述位置信息跟踪所述输入装置的轨迹，以经由用户界面显示所述轨迹的第五模块。

8.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述轨迹中的特征数据来评价对应于所述轨迹的用户书写的第六模块。

9.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制模块包括：

用于把所述输入装置的位置信息转换成标准格式的第七模块。

10.一种用于电子设备的方法，包括：

把来自一输入设备的信号转换成所述输入设备的位置信息；以及

根据一映射表把所述输入设备的位置信息转换成所述电子设备的操作指令。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

把所述输入设备的位置信息转换成标准格式。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：

响应于所述操作指令跟踪所述输入设备的运动轨迹。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

响应于所述操作指令显示跟踪的所述轨迹。

14.如权利要求10所述的方法，还包括：

响应于所述操作指令显示对应于所述位置信息的内容。

15.如权利要求12所述的方法，还包括：

响应于所述操作指令根据所述轨迹的特征数据来评价所述轨迹。

16.一种计算机系统，包括：

输入装置；

接收器，用于接收来自输入装置的信号；

控制模块，用于根据所述输入装置的信号来计算所述输入装置的位置信息，以及访问由所述位置信息链接到的访问路径所指向的内容。

17.如权利要求16所述的计算机系统，其中，所述输入装置包括用于发出超声波信号的电子笔，所述接收器用于接收所述超声波信号。

18.如权利要求16所述的计算机系统，所述控制模块包括：

用于根据所述位置信息产生访问所述内容的指令信息的第一模块。

19.如权利要求18所述的计算机系统，其中，所述控制模块包括：

响应于来自所述第一模块的指令信息来分配所述指令信息的第二模块。

20.如权利要求18所述的计算机系统，其中，所述控制模块包括：

用于播放根据所述访问路径访问到的所述内容的第三模块。

21.如权利要求16所述的计算机系统，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述位置信息跟踪所述输入装置的轨迹的第四模块。

22.如权利要求21所述的计算机系统，其中，所述控制模块包括：

用于根据所述轨迹中的特征数据来评价所述轨迹的第五模块。

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