CN111640338A - 儿童互动投射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及亲子教育用具，公开了一种儿童互动投射装置，包括纸件处理单元、交互单元、图像处理单元和投射单元；所述纸件处理单元适于获取纸件的图像信息，并传递给所述图像处理单元，所述交互单元适于显示所述图像处理单元传递来的图像信息，接受输入操作信息并传递给所述图像处理单元，所述图像处理单元适于将所述纸件处理单元获取的图像信息与所述交互单元的输入操作信息相叠加，并传递给所述交互单元和所述投射单元，所述投射单元适于将所述图像处理单元输出的图像信息投射出去形成投射影像。本发明能够获取纸件上的学习娱乐信息，并就信息内容进行互动交流和启发，能够提高教育效果，增进亲子感情。

Description

儿童互动投射装置

技术领域

本发明涉及亲子教育用具，具体地，公开了一种儿童互动投射装置。

背景技术

随着全社会对儿童教育的重视，家长对儿童的文化、素质教育越来越关心，家长也愿意花费更多的时间与儿童一起进行学习、娱乐。相关研究也表明，更多的亲子互动能够增进儿童的身心健康，提高儿童的认知和学习能力。

亲子教育用具是一种用于亲子交流和互动的装置，能够用来进行儿童的教育和互动娱乐，并且助于亲子之间的情感交流。

目前，用于儿童互动教育的装置还比较缺乏，有限的儿童互动教育装置多集中于亲子之间的音视频互通，或者用来给儿童播放儿童故事，以及各种儿童教育视频材料，无法根据学习材料进行针对性的讲解和根据儿童的学习情况进行教育和点评，互动学习的效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种儿童互动投射装置，该装置能够在进行儿童教育娱乐的同时进行互动交流。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种儿童互动投射装置，包括纸件处理单元、交互单元、图像处理单元和投射单元；所述纸件处理单元适于获取纸件的图像信息，并传递给所述图像处理单元，所述交互单元适于显示所述图像处理单元传递来的图像信息，接受输入操作信息并传递给所述图像处理单元，所述图像处理单元适于将所述纸件处理单元获取的图像信息与所述交互单元的输入操作信息相叠加，并传递给所述交互单元和所述投射单元，所述投射单元适于将所述图像处理单元输出的图像信息投射出去形成投射影像。

优选地，所述交互单元为触摸屏，所述输入操作信息包括涂鸦信息。在该优选技术方案中，使用者能够通过在触摸屏上涂鸦的方式对纸件上的内容进行讲解和点评，并将涂鸦的内容与纸件的图像叠加在一起，在触摸屏上显示，并通过投射单元形成投射影像。

进一步优选地，所述交互单元包括第一交互单元和第二交互单元，图像处理单元适于接受所述第一交互单元和第二交互单元的涂鸦信息，并将所述第一交互单元传递的涂鸦信息、第二交互单元传递的涂鸦信息和所述纸件处理单元传递的图像信息相互叠加。通过该优选技术方案，家长和儿童能够各占用一个交互单元，分别通过涂鸦的方式对纸件上的内容进行讲述，方便对纸件内容的教学和理解。还能够亲子共同进行涂鸦创作。

进一步地，所述第一交互单元能够处理所述第二交互单元所产生的涂鸦信息。通过该优选技术方案，家长能够占用第一交互单元，对儿童的涂鸦内容进行控制，以便家长能够主导对纸件上的内容的教学讲解方向，或者主导涂鸦创作的方向，掌握亲子互动的主导权。

优选地，所述纸件处理单元包括图像获取元件和纸件检测元件，图像获取元件适于获取纸件的图像信息，所述纸件检测元件适于在检测到所述纸件处理单元上的纸件时启动所述图像获取元件工作。在该优选技术方案中，当有纸件放置在纸件处理单元上时，纸件检测元件能够检测到纸件信息，并启动图像获取单元工作，获取纸件图像。当纸件检测元件检测不到纸件时，关闭图像获取单元，以免捕获到无关图像，并将无关图像进行显示。

进一步优选地，所述图像获取元件为摄像头，所述图像获取元件上还包括照明元件。在该优选技术方案中，使用摄像头获取纸件图像方便快捷，设置成本低。照明元件能够在纸件处理单元为纸件所覆盖时对纸件进行照明，以清晰地显示纸件内容，使得摄像头能够捕获清晰的纸件图像。

进一步地，所述纸件检测元件检测到所述纸件处理单元上的纸件时控制所述照明元件发光。通过该优选技术方案，能够防止纸件处理单元上未放置纸件时，照明元件所发出的光线形成光线干扰。

优选地，本发明的儿童互动投射装置还包括音频单元和存储单元，所述音频单元和存储单元均与所述图像处理单元电连接，以能够通过所述音频单元获取、播放音频信号，并能够通过所述存储单元存储、提取音视频信号。通过该优选技术方案，音频单元能够获取对纸件内容进行讲解和点评的声音，并能够将声音信息和图像信息一起储存到存储单元中，以便需要时进行调阅和复习使用。

进一步优选地，本发明的儿童互动投射装置还包括数据接口，所述数据接口与所述图像处理单元电连接，以能够通过所述数据接口获取音视频信号。在该优选技术方案中，图像处理单元能够通过数据接口获取外部的音视频信号，并能够将外部的视频信号通过交互单元显示，通过投射单元形成投射影像，将音频信号通过音频单元播放出来。并且，播放音视频信号时，还能够通过交互单元进行点评，通过存储单元进行存储。

优选地，所述存储单元内固化存储有多种点评信息片段。通过该优选技术方案，使用者能够通过调用存储单元内固化存储的各种点评信息片段对播放的内容进行即时点评。

通过上述技术方案，本发明的儿童互动投射装置，能够利用纸件对儿童进行互动教育。如，通过教具卡片对儿童进行文化素质教育，利用儿童的作业本或者试卷对儿童进行讲解和辅导，利用漫画卡片进行互动娱乐。互动交流方便，且不会因为互动交流而在纸件上形成印记。通过投射单元能够形成明亮、清晰的投射影像，方便儿童的观看学习，提高儿童的学习兴趣。

有关本发明的其它技术特征和技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的外观示意图；

图3是本发明一个实施例中的纸件处理单元示意图。

附图标记说明

1 纸件处理单元 11 图像获取单元

12 纸件检测元件 13 照明单元

14 纸件放置窗口 2 交互单元

21 第一交互单元 22 第二交互单元

3 图像处理单元 4 投射单元

5 音频单元 6 存储单元

7 数据接口

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”所指示的方位或位置关系是所描述的装置或部件在实际使用状态时的方位或位置关系。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，术语“纸件”是指带有可视的文字、图形内容的有形载体，其可以但不限于纸质载体，也可以是塑料、木质、金属载体，或者其它任一种可以承载可视图文信息的有形物质。

如图1、图2所示，本发明的儿童互动投射装置的一种实施方式，包括纸件处理单元1、交互单元2、图像处理单元3和投射单元4。纸件处理单元1、交互单元2、图像处理单元3和投射单元4均安装在同一个壳体内或者壳体上。纸件处理单元1可以是多种能够获取纸件图像的器件，如扫描装置、数字摄影装置或数字摄像装置。纸件处理单元1上方的壳体上设有纸件放置窗口，将纸件放置在纸件放置窗口上时，纸件处理单元1能够获取纸件朝下一面的图像信息。纸件通常是用于儿童教育的教具卡片，也可以是儿童的课本、作业本、试卷等学习用品，还可以是漫画、连环画、故事书等娱乐用具。纸件处理单元1与图像处理单元3电连接，以能够将所获取的纸件图像传递给图像处理单元3。交互单元2为具有显示和操作控制功能的器件单元，其可以是显示器件与输入器件的组合，如：显示器和鼠标，也可以是具有输入功能的显示器件，如：触摸屏。交互单元2与图像处理单元3电连接，以便显示图像处理单元3输出的图像信息。交互单元2还能够接受输入操作，并将操作信息传递给图像处理单元3。图像处理单元3能够将纸件处理单元1获取的纸件图像信息传送给交互单元2，并在交互单元2上显示出来。同时，图像处理单元3还与投射单元4电连接，以能够将纸件处理单元1获取的纸件图像信息传送给投射单元4。投射单元4能够接受图像处理单元3输出的图像信息，并投射出去形成宽大、清晰的投射影像。通过交互单元2的输入操作，图像处理单元3能够根据输入操作信息对纸件图像信息进行处理，如，在显示图像上叠加显示信息，对显示图像进行选择、放大、缩小、移动或分割显示处理，并将处理后的图像信息传递给交互单元2和投射单元4，在交互单元2上显示，并通过投射单元4形成投射影像。这样，就可以通过交互单元2对纸件上的内容进行讲解和点评，在纸件内容上进行标注和内容更改，提高学习和娱乐的互动性，而又不会改变或破坏纸件上的原始内容，在保证纸件不受污损的情况下有效提高了学习的效果，还能够增进亲子感情。

在本发明的一些实施例中，交互单元2选用触摸屏，通过对触摸屏上功能按钮的选择，能够将触摸屏上的划动轨迹转化为涂鸦痕迹。通过对触摸屏上功能按钮，还能够选择涂鸦痕迹的粗细和颜色。这样，不仅能够对纸件图像上的内容进行内容丰富的标注和点评，还能够在纸件图像的基础上进行进一步的涂鸦和创作，满足儿童的娱乐感和创作欲。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，交互单元2包括第一交互单元21和第二交互单元22，第一交互单元21和第二交互单元22并列设置在壳体上。第一交互单元21和第二交互单元22均与图像处理单元3电连接，图像处理单元3能够将所接收的图像信息同步发送给第一交互单元21和第二交互单元22，并在第一交互单元21和第二交互单元22上同步显示。通过第一交互单元21和第二交互单元22均能够对所显示的图像进行输入操作，对任一交互单元的输入操作均能够经图像处理单元的处理在两个交互单元上同步显示。这样，家长和儿童就可以各占用一个交互单元，并且可以相互独立地对纸件图像上的内容进行标注和点评，并且。标注和点评的内容可以在两个交互单元上同步显示，并通过投影单元4形成投影影像，进一步增强了教学和娱乐的互动性。通过第一交互单元21和第二交互单元22，儿童和家长还可以相互配合进行创作或涂鸦，创作或涂鸦的内容可以与纸件处理单元1获取的纸件图像相互叠加，即在纸件图像的基础上进行创作或涂鸦，也可以由儿童和家长相互配合进行独立的创作或涂鸦。

作为本发明的一种具体实施方式，第一交互单元21为主交互单元，通过第一交互单元21能够处理第二交互单元22所产生的涂鸦信息。也就是说，通过在第一交互单元21上的操作，能够撤消或者修改通过第二交互单元22产生的涂鸦轨迹，还能够禁止通过第二交互单元22进行的输入操作。这样，家长通过占用第一交互单元21，就能够控制教学或娱乐的交互进程，主导教学或娱乐的进展方向。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，纸件处理单元1包括图像获取元件11和纸件检测元件12，壳体上设置有纸件放置窗口14，纸件放置窗口14使用透明材料进行封闭。图像获取元件11和纸件检测元件12电连接。图像获取元件11能够获取纸件的图像信息，纸件检测元件12能够检测到纸件放置窗口14上是否放置了纸件。当纸件检测元件12检测到放置在纸件放置窗口14上的纸件时，启动图像获取元件11工作，以获取纸件的图像信息；当纸件检测元件12检测不到纸件放置窗口14上放置有纸件时，关闭图像获取元件11工作，避免将无关图像传送给图像处理单元3，造成交互单元2和投射单元4显示或投射错误的图像信息。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，图像获取元件11为摄像头，图像获取元件11上还带有照明元件13。在纸件放置窗口14上放置有纸件时，由于纸件对光线的遮挡，导致纸件朝下的一面的光线不足，影响图像获取元件11对纸件图像的获取。照明元件13能够对纸件形成补光照明，提高图像获取元件11所获取的图像的清晰度。

作为本发明的一个具体实施方式，照明元件13的发光状态受到纸件检测元件12的控制。当纸件检测元件12检测到纸件放置窗口14上放置有纸件时，控制照明元件13发光，形成对纸件的照明；当纸件检测元件12检测不到纸件放置窗口14上的纸件时，控制照明元件13关闭，防止照明元件13发出的光线透过纸件放置窗口14射出，形成干扰光。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，本发明的儿童互动投射装置还包括音频单元5和存储单元6。音频单元5具有录音和音频播放功能，存储单元6可以是可擦除芯片存储器、磁盘存储器等，能够存储图像和音视频文件。音频单元5和存储单元6均与图像处理单元3电连接，在家长和儿童进行互动教学或互动娱乐时，能够将互动教学或互动娱乐的过程形成音视频文件，存储在存储单元6中。在需要时，可以通过交互单元2调取存储单元6中存储的音视频文件进行播放，重温以前的互动教学或互动娱乐过程。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，本发明的儿童互动投射装置还包括数据接口7。数据接口7通过数据总线与图像处理单元3相连接。通过数据接口7，能够获取外部的音视频信号，如，存储在外部存储器U盘、存储卡等中的音视频文件，通过外部音视频播放器的音视频输出接口输出的音视频信号等，并通过交互单元2和投影单元4播放视频图像，通过音频单元5播放声音。在播放通过数据接口7获取的音视频时，也可以通过交互单元2进行实时点评和互动，并且，还可以通过存储单元6进行存储。

在本发明的一些实施例中，存储单元6内固化存储有多种常用的点评信息片段，如：文字“好极了！”、鼓掌的声音、大拇指的图片等等。通过交互单元2，可以方便地对各种常用的点评信息片段进行调用，这样，在进行互动教学或者互动娱乐的过程中，就可以及时的进行调用，以对儿童的优良表现进行鼓励，提高儿童的自信心，增强互动效果。

综上，本发明的儿童互动投射装置，能够通过纸件处理单元1获取纸件的图像，并通过投射单元4的投射形成投射影像，供对儿童进行教学讲解或儿童娱乐用。能够通过交互单元2对纸件图像上的内容进行标注和点评，增加教育或者娱乐的互动性，提高教学效果，增进亲子感情。同时，标注和点评的内容不会在纸件上留下痕迹，不会对纸件造成污损。在本发明的优选实施例中，第一交互单元21和第二交互单元22的设置使得儿童和家长能够同时对纸件图像进行标注和点评，互动效果更好。同时，通过第一交互单元21和第二交互单元22，家长和儿童能够不依赖于纸件图像进行直接互动，如共同进行绘画创作，并将互动的内容通过投射单元4的投射形成投射影像，进一步提高互动娱乐效果，增进亲子感情。通过存储单元6可以对互动教学或互动娱乐的过程进行存储和调取观看，以复习以前的教学内容和欣赏以前的学习娱乐过程，进一步增进亲子感情。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“一种实施方式”意指结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，其示意性表述不必须针对的是相同的实施例。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种儿童互动投射装置，其特征在于，包括纸件处理单元(1)、交互单元(2)、图像处理单元(3)和投射单元(4)；所述纸件处理单元(1)适于获取纸件的图像信息，并传递给所述图像处理单元(3)，所述交互单元(2)适于显示所述图像处理单元(3)传递来的图像信息，接受输入操作信息并传递给所述图像处理单元(3)，所述图像处理单元(3)适于将所述纸件处理单元(1)获取的图像信息与所述交互单元(2)的输入操作信息相叠加，并传递给所述交互单元(2)和所述投射单元(4)，所述投射单元(4)适于将所述图像处理单元(3)输出的图像信息投射出去形成投射影像。

2.根据权利要求1所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述交互单元(2)为触摸屏，所述输入操作信息包括涂鸦信息。

3.根据权利要求2所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述交互单元(2)包括第一交互单元(21)和第二交互单元(22)，图像处理单元(3)适于接受所述第一交互单元(21)和第二交互单元(22)的涂鸦信息，并将所述第一交互单元(21)传递的涂鸦信息、第二交互单元(22)传递的涂鸦信息和所述纸件处理单元(1)传递的图像信息相互叠加。

4.根据权利要求3所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述第一交互单元(21)能够处理所述第二交互单元(22)所产生的涂鸦信息。

5.根据权利要求1所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述纸件处理单元(1)包括图像获取元件(11)和纸件检测元件(12)，图像获取元件(11)适于获取纸件的图像信息，所述纸件检测元件(12)适于在检测到所述纸件处理单元(1)上的纸件时启动所述图像获取元件(11)工作。

6.根据权利要求5所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述图像获取元件(11)为摄像头，所述图像获取元件(11)上还包括照明元件(13)。

7.根据权利要求6所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述纸件检测元件(12)检测到所述纸件处理单元(1)上的纸件时控制所述照明元件(13)发光。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的儿童互动投射装置，其特征在于，还包括音频单元(5)和存储单元(6)，所述音频单元(5)和存储单元(6)均与所述图像处理单元(3)电连接，以能够通过所述音频单元(5)获取、播放音频信号，并能够通过所述存储单元(6)存储、提取音视频信号。

9.根据权利要求8所述的儿童互动投射装置，其特征在于，还包括数据接口(7)，所述数据接口(7)与所述图像处理单元(3)电连接，以能够通过所述数据接口(7)获取音视频信号。

10.根据权利要求8所述的儿童互动投射装置，其特征在于，所述存储单元(6)内固化存储有多种点评信息片段。

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