CN204990352U - 电子学习系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子学习系统，所述电子学习系统与配置有RFID标签的输入对象交互，所述电子学习系统包括：电子学习装置，包括：输入对象识别装置，配置成感测输入对象并获取所述输入对象的RFID标签的ID编码及所述输入对象的位置信息，包括：触控屏；以及RFID读卡器矩阵，位于所述触控屏之下；多媒体显示装置，耦合至所述输入对象识别装置，配置成显示与所述输入对象的ID编码相适应的显示对象，并根据所述输入对象的位置信息操作所述显示对象的动作。

Description

电子学习系统

技术领域

本实用新型涉及RFID射频识别领域，尤其涉及一种电子学习系统。

背景技术

多媒体显示与人机界面操控在当今高速发展的信息时代潮流中已成为最重要且不可缺少的重要组成部分，采用带有触控屏技术的多媒体设备凭借着自身的技术特点和优势已普及全社会，真正为广大用户提供了最直接、最有效、最便利的数字信息互动与学习平台。

但其在某些方面也存在一丝不足，例如“现实与虚拟”相结合的传递与互动方式方面(现实是指现实中的实际物体如图形卡片、物体模型等，而虚拟是指显示在多媒体界面上相对应的实际物体影像的各种形式特效显现)。综上“现实与虚拟”的方式应用，以实际市场所推出的产品现状来看，因智能手机和平板电脑标准配置都带有摄像头硬件设备，而研发厂商借助摄像头对图像采集的基本原理，通过软件的编辑和后台数据库的建立，即可实现被摄像头所捕捉到的实际物体以各种形式显示在多媒体虚拟场景中，而后使用用户又回归到多媒体操控界面上进行虚拟的人机互动。

以上述的方法的确实符合某种意义上的“现实与虚拟”概念，但从实现的应用中其作用性和效果并不凸显。其主要原因是“现实与虚拟”的核心概念提出，其中也包含了让使用用户操控在多媒体显示终端以外的图形卡片、物体模型等真实的实际物体来与多媒体设备进行更有效、更真实、更有趣味的人机互动，通过互动加强使用用户的体感，同时也提升操作者的认知度。

而这一切就目前市场上现存的高科技产品来看，适合于大众消费能承受的起的商品比较罕见，即便有也局限于特定领域的特种应用，其产品的价格以及产品的应用并不适合于大众生活所使用。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种电子学习系统，其实现了实物与多媒体虚拟场景的结合互动。

本实用新型提供一种电子学习系统，所述电子学习系统与以配置有RFID标签的输入对象交互，所述电子学习系统包括：电子学习装置，包括：输入对象识别装置，配置成感测输入对象并获取所述输入对象的RFID标签的ID编码及所述输入对象的位置信息，包括：触控屏；以及RFID读卡器矩阵，位于所述触控屏之下；多媒体显示装置，耦合至所述输入对象识别装置，配置成显示与所述输入对象的ID编码相适应的显示对象，并根据所述输入对象的位置信息操作所述显示对象的动作。

优选地，所述输入对象识别装置还包括：控制模块，耦合至所述触控屏及所述RFID读卡器矩阵，配置成根据所述触控屏和/或所述RFID读卡器矩阵提供的信号确定所述输入对象的位置信息。

优选地，所述RFID读卡器矩阵包括：沿行和列的方向间隔排列的异步工作的RFID读卡器模块。

优选地，所述电子学习装置还包括：胶片显示装置，包括：对应显示多个场景的胶片，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片所显示的场景与所述输入对象的ID编码对应；以及切换单元，配置成根据所述输入对象的ID编码切换所述胶片。

优选地，所述胶片显示装置还包括：背光装置，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片下，配置成照亮位于所述背光装置上的胶片。

优选地，所述背光装置包括：散光板，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片下；以及多个LED发光二极管，位于所述散光板两侧。

优选地，所述切换单元包括：传动单元，与所述胶片耦合，配置成与所述胶片联动；以及马达，与所述传动单元耦合，控制所述传动单元转动所述胶片。

优选地，对应各场景的胶片设置有RFID标签，设置在所述胶片上的RFID标签的ID编码用于标识所述胶片上显示的场景。

优选地，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片的RFID标签位于所述RFID读卡器矩阵的识别范围内。

优选地，显示不同场景的胶片之间设置有光标，所述胶片显示装置还包括：光标传感器，设置在所述胶片旁，配置成对所述胶片的光标进行监测和定位。

优选地，所述输入对象包括：本体；RFID标签，连接至本体；以及导电部，配置成与所述触控屏交互，设置于所述本体的表面。

优选地，其特征在于，所述本体包括：第一印刷层；以及第二印刷层，与所述第一印刷层相对，所述RFID标签位于所述第一印刷层和所述第二印刷层之间；所述导电部包括：第一导电层，位于所述第一印刷层背向所述RFID标签的一侧；以及第二导电层，位于所述第二印刷层背向所述RFID标签的一侧，并与所述第一导电层耦合，其中，所述第一导电层与所述第二导电层导通，使所述具有RFID标签的装置被所述触控屏感测。

优选地，所述导电部设置有一个或多个导电触点，所述导电触点用于与所述触控屏交互。

优选地，所述具有RFID标签的装置为卡片。

优选地，所述具有RFID标签的装置具有立体形状。

与现有技术相比，本实用新型通过触控屏及RFID读卡器矩阵实现了设置有RFID电子标签的实物与多媒体虚拟场景的结合互动。具体而言，本实用新型具有如下优势：

1)电子学习系统结合RFID射频技术与触控屏实现多媒体显示装置上显示对象随输入对象在触控屏上的移动而移动；

2)胶片显示装置根据输入对象的不通过显示不同的场景，以增加实物与多媒体虚拟场景的结合互动；

3)结合RFID读卡器矩阵及触摸屏更精准获取输入对象的位置信息。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本实用新型实施例的电子学习系统的示意图。

图2示出了根据本实用新型实施例的电子学习系统的俯视图。

图3示出了根据本实用新型实施例的触控屏的截面图。

图4示出了根据本实用新型实施例的触控屏感测输入对象的示意图。

图5示出了根据本实用新型实施例的RFID读卡器矩阵感测输入对象的示意图。

图6示出了根据本实用新型另一实施例的电子学习装置的示意图。

图7示出了根据本实用新型另一实施例的背光装置的示意图。

图8示出了根据本实用新型另一实施例的电子学习装置的俯视图。

图9示出了根据本实用新型实施例的输入对象的截面图。

图10示出了根据本实用新型实施例的输入对象的俯视图。

图11示出了根据本实用新型实施例的RFID读卡器矩阵感测多个输入对象的示意图。

图12示出了根据本实用新型实施例的触控屏感测多个输入对象的示意图。

图13示出了根据本实用新型实施例的触控屏感测输入对象偏转的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本实用新型的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型。

本实用新型的附图仅用于示意相对位置关系，某些部位的尺寸采用了夸示的绘图方式以便于理解，附图中的尺寸并不代表实际尺寸的比例关系。

本实用新型提供的电子学习系统结合了RFID自动识别技术与触控技术。其主要部件包含RFID标签、RFID读卡器、触控屏及控制模块。RFID标签具有全球唯一ID编码，并具备存储功能。RFID读卡器是专用于空间读取RFID标签的ID编码。触控屏是具体产生如人体手指或其他电容体在触控屏表面接触和移动时所产生的电流变化核心载体平台。控制模块是具有同时接收和处理RFID读卡器信号和触控屏信号功能，并将两个来自不同功能单元的实时信号由MCU中央处理器加以运算，最终生成对应的触控屏XY轴坐标信息，RFID读卡器所对应触控屏XY轴信息的具体固定位置信息，RFID标签的ID编码等核心信息。上述核心信息运算生成后将通过控制模块通讯接口上传至多媒体显示装置。多媒体显示装置可以集成在例如智能手机、平板电脑、智能云电视等电子设备中。

综上所述，本实用新型整合RFID自动识别技术与触控技术的多重技术为一身，通过合理的硬件结构合计以及软件编程，最终实现了可将具有RFID标签特性的实际物体与电子学习装置交互时，电子学习系统会自动辨识物体的特性并显示在多媒体显示装置的显示界面中，同时随着物体在电子学习装置的移动，显示界面中对应的虚拟物体也将同步移动和旋转，当电子学习装置上的实际物体被移开后，显示界面中对应的虚拟物体也将消失。本实用新型的特点是将实际物体与对应的虚拟物体相结合，并通过学习教程多媒体软件加以详细推演和讲解，从而让学习者充分而有效的学习知识外，更重要的是结合触控屏技术实现真实物体与虚拟物体场景的人机互动以提升学习乐趣。

结合图1至图5描述本实用新型实施例的电子学习系统的结构。电子学习系统100与配置有RFID标签的输入对象200交互。RFID电子标签具有全球唯一ID编码，并具有信息存储和信息编辑特性。RFID电子标签可以采取粘贴或潜入到实际物体表面或其内部，使实际物体具有ID编码。

电子学习系统100包括电子学习装置以及与多媒体显示装置140。电子学习装置包括输入对象识别装置，输入对象识别装置包括触控屏110、RFID读卡器矩阵120以及控制模块130。

触控屏110配置成感测输入对象200以获取表示输入对象位置的电信号。例如，根据触控屏110的电信号可以获得输入对象200在触控屏的坐标轴中的XY的坐标。触控屏110可以是电阻式触控屏、电容式触控屏、红外线式触控屏或表面声波式触控屏中的一种。下面结合图3及图4，以电容式触控屏为例说明触控屏110感测输入对象的方式。

触控屏110可以是利用电流感应实现的电容技术触摸屏CTP(CapacityTouchPanel)。在一个实施例中，触控屏110可以是复合玻璃屏。例如，触摸屏110由上之下依次包括上层玻璃111、上层透明导电薄膜112、透明黏胶113、下层玻璃114及下层透明导电薄膜115(参见图2)。透明导电薄膜可以是ITO导电薄膜。上层透明导电薄膜112设置有多个电极116。多个电极116可以设置在上层透明导电薄膜112的四个角上，当输入对象触摸触控屏110时，输入对象和上层透明导电薄膜112形成一个耦合电容，由于上层透明导电薄膜112上接有高频信号，于是输入对象吸收走一个很小的电流，这个电流分别从上层透明导电薄膜112的四个角上的电极116中流出。流经四个电极116的电流与输入对象到四角的距离成比例，由此可以计算得出输入对象的位置。

在另一个实施例中，触控屏110还可以利用投射式的触控技术。例如，在上层透明导电薄膜112和下层透明导电薄膜115上分别刻蚀出沿X轴方向和Y方向的线路图形。由于两个线路图形位于不同的表面，其相交处形成一电容节点。一个线路图形可以作为驱动线，另外一个线路图形可以作为侦测线。当电流经过驱动线中的一条导线时，如果外界有电容变化的信号，那么就会引起另一层线路图形上电容节点的变化。侦测电容值的变化可以通过与之相连的回路测量得到，再经计算得出输入对象的位置。

在又一个实施例中，触控屏110通过增加互电容的电极来实现多点触控。例如，将触控屏110划分成多个区域，在每一个区域里设置一组互电容模块。各互电容模块独立工作，使触控屏110独立检测到各区域的触控情况，进行处理后，简单地实现多点触控。

本领域技术人员还可以实现更多不同的触控屏110，在此不予赘述。

RFID读卡器矩阵120位于触控屏110之下，包括多个RFID读卡器模块121。优选地，多个RFID读卡器模块121沿行和列的方向排列。RFID读卡器矩阵120配置成感测输入对象200以获取输入对象200的RFID标签的ID编码及表示输入对象200的位置的信号。具体而言，各RFID读卡器模块121具有地址码。表示输入对象200位置的信号包括感测到输入对象200的至少一个RFID读卡器模块121的地址码，该地址码与RFID读卡器矩阵120所形成的感测区的坐标相对应。优选地，地址码与RFID读卡器矩阵120所形成的感应区中的坐标的对应关系储存在控制模块130中。这样，控制模块130可以根据RFID读卡器矩阵120发送的信号获得输入对象200在RFID读卡器矩阵120所形成的感测区140的XY的坐标。下面参考图2及5来描述本实用新型提供的RFID读卡器矩阵120感测输入对象的实施例。

各RFID读卡器模块121具有地址码，例如，图5所示的B0、A1、B2等。当输入对象200位于地址码为A29、B30、B38、A39的四个RFID读卡器模块121之间时，地址码为A29、A39、B30、B38的RFID读卡器模块121读取到输入对象200的RFID标签的ID编码。RFID读卡器矩阵120将地址码A29、B30、B38、A39发送给控制模块130，控制模块130可以根据地址码A29、B30、B38、A39在RFID读卡器矩阵120所形成的感应区中对应的坐标来计算输入对象200的位置140。

进一步地，为了避免RFID读卡器矩阵120中相邻模块之间相互干扰而影响对RFID电子标签的识别效果，本实用新型提供的RFID读卡器矩阵120包括沿行和列的方向间隔排列的多个第一RFID读卡器模块A以及多个第二RFID读卡器模块B。当多个第一RFID读卡器模块A工作时，多个第二RFID读卡器模块B停止工作；反之，当多个第二RFID读卡器模块B工作时，多个第一RFID读卡器模块A停止工作。第一RFID读卡器模块A以及第二RFID读卡器模块B的工作控制可以由控制模块130进行多维控制。优选地，RFID读卡器模块之间的工作状态切换时间为毫秒级，通过工作时间差切换避免由于距离太近而产生的干扰，以此进一步解决干扰问题，同时也不会影响RFID读卡器矩阵120对RFID电子标签的识别速度。例如，当输入对象200位于地址码为A29、B30、B38、A39的四个RFID读卡器模块121之间时，地址码为A29、A39的两个RFID读卡器模块与地址码为B30、B38的两个RFID读卡器模块121在非常小的时间间隔内分别读取到输入对象200的RFID标签的ID编码，进而可以判断输入对象200位于地址码为A29、B30、B38、A39的四个RFID读卡器模块121。

在一些具体实施例中，RFID读卡器模块可以是以13.56MHz频率与RFID电子标签通信的RFID读卡器集成电路。RFID读卡器集成电路的读卡芯片将标准的调制和解调电路完整的集成起来，支持所有的以13.56Mhz频率通信的RFID电子标签通讯协议，并且管脚相互匹配。优选地，RFID读卡器支持ISO14443A标准的所有底层协议。RFID读卡器的技术基本原理是利用射频信号或空间耦合(电感或电磁耦合)的传输特性，实现对物体的自动识别。数据存储在电子数据载体(称电子标签或标签)之中，电子标签的能量供应以及电子标签与读卡器之间的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过无线电电磁场，射频识别是无线电频率识别的简称，即通过无线电波进行RFID电子标签的识别。

控制模块130耦合至触控屏110及RFID读卡器矩阵120，并根据触控屏110和/或RFID读卡器矩阵120提供的信号确定输入对象的位置信息。在一些实施例中，控制模块130可以是MCU中央控制处理器。MCU中央控制处理器可以是以CPU中央处理器为控制核心的单片机集成控制电路。MCU中央控制处理器集成电路核心组件可以包含CPU中央处理芯片、触控IC芯片、数字信号处理芯片、电容传感器、存储器、芯片控制电路、信号输入输出控制电路、通讯数据接口控制电路、电源驱动控制电路等其他子电路单元共同组成。MCU中央控制处理器可以通过有线或无线的方式与触控屏110及RFID读卡器模块矩阵120通信。例如，触控屏110及RFID读卡器模块矩阵120的信号输入输出端与MCU中央控制处理器的信号输入输出端口相连接并通讯。MCU中央控制处理器可以根据不同输入端口所连接的不用硬件设备所输入的不同数字信号进行更具体的综合逻辑运算，来确定输入对象200的位置信息。具体而言，本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。

多媒体显示装置140耦合到输入对象识别装置。例如，多媒体显示装置140可以通过有线或无线的方式与控制模块130通信。多媒体显示装置140显示与输入对象的ID编码相适应的显示对象，并根据输入对象的位置信息操作所述显示对象的动作。具体而言，多媒体显示装置140接受控制模块130发送的输入对象200的ID编码、位置信息(例如，触摸屏110所感测的输入对象200的坐标信息及其变化、识别到输入对象200的RFID读卡器模块121的地址码对应的坐标信息及其变化等)，多媒体显示装置140可以显示与RFID读卡器模块121所识别的输入对象200的ID编码相对应的显示对象，进而根据所接收的该输入对象200的位置信息，使显示对象在显示屏中相应的定位或产生位置变化。

在一个具体实施例中，与输入对象识别装置交互的输入对象200具有老虎的平面或立体形象，输入对象200的RFID标签的ID编码与老虎相对应。输入对象识别装置识别RFID标签，获取其ID编码，并结合RFID识别技术及触控屏技术获取输入对象200的位置信息。输入对象识别装置将ID编码及位置信息发送至多媒体显示装置140，多媒体显示装置140显示与老虎相关的多媒体资料，并按所获得的输入对象200的位置信息，在多媒体显示装置140显示老虎的虚拟形象。当输入对象200在输入对象识别装置的触控屏110上移动或旋转时，多媒体显示装置140上的虚拟老虎也相应的移动或旋转。

多媒体显示装置140可以是通讯设备如智能手机、智能云电视、IPAD平板电脑等相关设备。在一具体实施例中，多媒体显示装置140安装有多媒体教学软件平台，多媒体教学软件平台可以是基于ISO、Android为主要系统分别进行开发的多媒体教学软件APP平台。安装有多媒体教学软件平台后，用户可在平台上根据自己所要学习的课程主动从互联网主服务器中进行对应多媒体教学软件下载。多媒体教学软件平台集成了由多个独立的多媒体教学子软件系统所组成，而每个独立的多媒体教学软件是按输入对象的实体向对应的故事情节进行精心定制设计开发的动态具有趣味的多媒体教学音视频方案，而学习儿童将根据多媒体教学软件的一步步详细讲解、事件演示以及多维引导等综合方式，并配合现实中输入对象的实体让学习儿童更加轻松有效的学习目标知识。

结合图6至图8，描述本实用新型另一实施例的电子学习装置的结构。

电子学习装置400与图1所示的电子学习系统类似，与电子学习系统100不同的是：电子学习装置400还包括胶片显示装置，该胶片显示装置用于显示与输入对象的ID编码对应的场景。胶片显示装置包括对应显示多个场景的胶片150以及根据输入对象的ID编码切换胶片150。具体而言，胶片150被分为多段，每段用于显示一个场景，当胶片150显示一个场景的一段位于触摸屏110和RFID读卡器矩阵120之间时，该场景被显示。例如，当场景A的胶片150位于触摸屏110和RFID读卡器矩阵120之间时，场景A被显示。在一个具体实施例中，与各场景对应的胶片150设置有RFID标签151，其ID编码用于标识其所显示的场景。该RFID标签151的ID编码可被RFID读卡器矩阵120读取，进而确定所显示的场景是否与当前与电子学习系统100’交互的输入对象对应。

胶片显示装置还包括位于触控屏110与RFID读卡器矩阵120之间的胶片150下的背光装置160。背光装置160用于曝光位于背光装置160上的胶片150，以显示胶片150上的场景和胶片150上的细节图案。背光装置160优选地，包括散光板161和多个LED发光二极管162。散光板162位于需要被显示的胶片150下。多个LED发光二极管162位于散光板161两侧。

在一个具体实施例中，散光板161具有均匀散光特性的特种面板材料。LED发光二极管162可以发出不同颜色的光。当LED发光二极管162被点亮时，光源均匀散射到散光板161整个面，进而对胶片150上的图案进行显影。而更具体的是，LED发光二极管162的点亮和颜色变化可以受控于多媒体显示装置140或控制模块130，其可以随着多媒体显示装置140所显示的显示对象的变化而随机同步改变，并使得现实中的实物胶片150所显示的场景变得更具有动感。

切换单元通过图6所示的结构实现胶片150的切换。马达171通过皮带172与齿轮173连接，齿轮173随马达171的转动而转动。两个同步滚轮175通过皮带174及齿轮173连接，齿轮173通过皮带174带动两个同步滚轮175同方向转动。胶片150的一端卷绕在同步滚轮175上，胶片150的另一端绕过多个滚轮176、穿过触控屏110和RFID读卡器矩阵120之间的位置、绕过另一些多个滚轮176并卷绕在另一同步滚轮175上。两个同步滚轮175的转动使胶片150转动，进而切换位于触控屏110和RFID读卡器矩阵120之间的胶片150所显示的场景。

在本实施例中，电子学习装置400还包括传感器180，用于识别电子学习装置400是否处于可用状态。例如，当需要维修电子学习装置400时，电子学习装置400被机械打开，并处于不可用的状态，传感器180可识别出电子学习装置400被机械打开或可以识别有外界光进入电子学习装置400内部，进而判断电子学习装置400是否处于可用状态。在另一些实施例中，显示不同场景的胶片150之间印有光标识别点以供传感器180对胶片150上的光标点进行监控和定位，使得胶片150所要显示的场景恰好处于触控屏110和RFID读卡器矩阵120之间的位置。传感器180可以设置在胶片150旁，例如图6所示的位置或其他可以监测胶片150上的光标的位置。

在一个具体实施例中，本实用新型提供的电子学习系统按如下方式操作。用户将电子学习装置400与多媒体显示装置140数据连接，并打开安装在多媒体显示装置140中的多媒体教学软件。

用户胶片150的一端卷绕在同步滚轮175上，胶片150的另一端绕过多个滚轮176、穿过触控屏110和RFID读卡器矩阵120之间的位置、绕过另一些多个滚轮176并卷绕在另一同步滚轮175上。关闭电子学习装置400仓门后，传感器180即向控制模块130发送正确安装和仓门关闭信号，控制模块130会驱马达171并带动皮带172同步旋转。同时RFID读卡器矩阵120以及传感器180开始工作。电子学习装置400可通过RFID读卡器矩阵120以及传感器180快速的找到胶片150第一张起始篇幅并准确定位停止于电子学习装置400的触控屏110的正下方。而更具体的是，各场景的胶片150都设置有RFID标签151，而RFID标签151存储着对应场景的ID编码。胶片150在马达171的带动下旋转，即第一场景的RFID标签将经过RFID读卡器矩阵120正上方并参考传感器180对胶片150的光标识别点的双重识别定位下，控制模块130将立即停止A-003马达171的旋转，即第一场景的胶片150将准确停止在电子学习装置400的触控屏110的正下方。而控制模块130在完成上述动作的过程当中也将同步自动开启背光装置160以确保胶片150的每个细节清晰显影。

电子学习装置400设置有触控屏110的一面还可以设置系统操控按钮图标，每个图标对应的触控屏110“坐标位置”以及“动作手势”是在电子学习系统中设定并默认的，因此，当用户通过手指触控按钮图标所起到的效果及作用与常规的平板电脑或智能手机的多点手指触控效果相同，并且其不会被电子学习系统识别为输入对象200的交互。

为了进一步提升理解能力并达到有效记忆，同时让用户在多媒体教学过程中体会到乐趣和获得更丰富的知识，用户可以利用多个输入对象200与电子学习装置400进行交互。例如，用户可以将表示老虎的输入对象以及表示狗的输入对象放在电子学习装置400的触控屏110上。表示老虎的输入对象以及表示狗的输入对象可以是分别印刷有老虎及狗的形象的平面或立体的输入对象。控制模块130根据RFID读卡器矩阵120及触控屏110所提供的信号计算并得出表示老虎的输入对象以及表示狗的输入对象在电子学习装置400的触控屏110上的准确位置以及ID编码，并将坐标信息及ID编码实时传送至多媒体显示装置140中。多媒体显示装置140从数据库中调阅并激活与老虎和狗相关的影音资料，并可以采取多种模式加以更丰富的趣闻讲解和展示。而同步进行的是，当多媒体显示装置140的显示对象(虚拟对象)被输入对象激活并显示在多媒体显示装置140时，多媒体显示装置140会自动同步下达使用胶片150的相关信息指令代码，当电子学习装置400的控制模块130接收到相关指令代码后会驱动如马达171带动胶片150快速转动，并通过RFID读卡器矩阵120及传感器180，找到对应场景的胶片150并准确停止在电子学习装置400的触控屏的正下方。届时，用户可从两个载体上视觉获取到场景信息，一个是多媒体显示装置140，另一个即是电子学习装置400的胶片150。多媒体显示装置140所显示的画面为动态的虚拟场景，而胶片150所显示的场景是主要配合于多媒体画面并起到至关引导和提示的多重作用，以便让用户在一个具有彩色亮丽的电子学习装置400上，通过对输入对象的各种动作来配合多媒体教学软件的各种引导和人机互动。

以上仅是本实用新型的一个具体实施例，本领域技术人员还可以实现更多的变化例，在此不予赘述。

结合图9至图10，描述本实用新型实施例的输入对象的结构。输入对象300用于与上述输入对象识别装置交互。输入对象300可以是卡片或其他具有立体形状的实物。以卡片为例，包括第一导电层310、第一印刷层320、RFID标签330、第二印刷层340以及第二导电层350。

第一印刷层320与第二印刷层340相对。RFID电子标签330位于第一印刷层320和第二印刷层340之间。RFID标签330包括天线和芯片331。第一导电层310位于第一印刷层320背向RFID标签330的一侧。第二导电层350位于第二印刷层340背向RFID标签330的一侧，并与第一导电层310耦合。第一导电层310通过一个或多个贯穿卡片300层叠结构的导线360与第二导电层350耦合。第一导电层310及第二导电层350为透明导电膜或透明导电电路。其中，第一导电层310与第二导电层350导通，使卡片300与输入对象识别装置100交互时，被触控屏110感测。

优选地，第一导电层310上设置有一个或多个导电触点370，导电触点370用于与触控屏110交互。在一个实施例中，第一导电层310上设置多个导电触点370供触控屏110感测输入对象的偏转。在一些变化例中一个或多个导电触点370也可以设置在第二导电层350上。具体而言，本实施例中，在第一导电层310上设置五个导电触点370，五个导电触点370设置在天线和芯片331周围。当用户手持卡片300与输入对象识别装置100交互时，用户通过第一导电层310、第二导电层350及导电触点370与触控屏110内的电极导通来产生电容变化，以供触控屏110感测卡片300的位置信息。

结合图11及图12，描述本实用新型实施例的RFID读卡器矩阵及触控屏感测多个卡片300的示意图。

当输入对象300M在输入对象识别装置100上从M位置移动到M’位置，输入对象300N在输入对象识别装置100上从N位置移动到N’位置时，触控屏110，根据一个或多个触点370M及370N可以感测两个输入对象在第一时刻内，位于M和N位置，在第二时刻，位于M’和N’位置，但仅靠触控屏110可能产生错误的位置信息与输入对象的对应关系。因此，还通过RFID读卡器矩阵120的多个RFID读卡器模块121来感测输入对象的RFID天线和芯片331。RFID读卡器矩阵120可在第一时刻内，感测输入对象300M的RFID天线和芯片331M位于M位置，输入对象300N的RFID天线和芯片331N位于N位置；感测输入对象300M的RFID天线和芯片331M’位于M’位置，输入对象300N的RFID天线和芯片331N’位于N位置。由此，可以确定位置信息与输入对象的对应关系，并且可以结合触摸屏110所感测的M、N、M’、N’位置及RFID读卡器矩阵120所感测的M、N、M’、N’位置更精确地确定输入对象的位置信息。

参考图13，其示出了根据本实用新型实施例的触控屏感测输入对象偏转的示意图。具体而言，触摸屏110可以根据多个导电触点370的位置确定输入对象300与水平方向或垂直方向之间的角度，进而确定输入对象的偏转角度。偏转角度的变化也可包括在位置信息内，以供后续控制模块130控制外接或集成显示屏上的显示对象。具体而言，当设置有5个导电触点370时，输入对象的偏转可被触摸屏识别为五个手指的手势，进而使输入对象能够模拟五个手指偏转手势，以供后续执行更多类型的操作。

具体而言，本实用新型提供的输入对象识别装置、输入对象识别方法及输入对象皆可以用于一电子学习系统中，该电子学习系统还可以包括多媒体设备，以将与该输入对象对应的显示对象显示在多媒体设备中，并随输入对象在输入对象识别装置的触控屏上的移动而移动。

与现有技术相比，本实用新型通过触控屏及RFID读卡器矩阵实现了设置有RFID电子标签的实物与多媒体虚拟场景的结合互动。具体而言，本实用新型具有如下优势：

1)电子学习系统结合RFID射频技术与触控屏实现多媒体显示装置上显示对象随输入对象在触控屏上的移动而移动；

2)胶片显示装置根据输入对象的不通过显示不同的场景，以增加实物与多媒体虚拟场景的结合互动；

3)结合RFID读卡器矩阵及触摸屏更精准获取输入对象的位置信息。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (15)

1.一种电子学习系统，其特征在于，所述电子学习系统与配置有RFID标签的输入对象交互，所述电子学习系统包括：

电子学习装置，包括：

输入对象识别装置，配置成感测输入对象并获取所述输入对象的RFID标签的ID编码及所述输入对象的位置信息，包括：

触控屏；以及

RFID读卡器矩阵，位于所述触控屏之下；

多媒体显示装置，耦合至所述输入对象识别装置，配置成显示与所述输入对象的ID编码相适应的显示对象，并根据所述输入对象的位置信息操作所述显示对象的动作。

2.如权利要求1所述的电子学习系统，其特征在于，所述输入对象识别装置还包括：

控制模块，耦合至所述触控屏及所述RFID读卡器矩阵，配置成根据所述触控屏和/或所述RFID读卡器矩阵提供的信号确定所述输入对象的位置信息。

3.如权利要求1所述的电子学习系统，其特征在于，所述RFID读卡器矩阵包括：沿行和列的方向间隔排列的异步工作的RFID读卡器模块。

4.如权利要求1所述的电子学习系统，其特征在于，所述电子学习装置还包括：

胶片显示装置，包括：

对应显示多个场景的胶片，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片所显示的场景与所述输入对象的ID编码对应；以及

切换单元，配置成根据所述输入对象的ID编码切换所述胶片。

5.如权利要求4所述的电子学习系统，其特征在于，所述胶片显示装置还包括：

背光装置，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片下，配置成照亮位于所述背光装置上的胶片。

6.如权利要求5所述的电子学习系统，其特征在于，所述背光装置包括：

散光板，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片下；以及

多个LED发光二极管，位于所述散光板两侧。

7.如权利要求4所述的电子学习系统，其特征在于，所述切换单元包括：

传动单元，与所述胶片耦合，配置成与所述胶片联动；以及

马达，与所述传动单元耦合，控制所述传动单元转动所述胶片。

8.如权利要求4所述的电子学习系统，其特征在于，对应各场景的胶片设置有RFID标签，设置在所述胶片上的RFID标签的ID编码用于标识所述胶片上显示的场景。

9.如权利要求8所述的电子学习系统，其特征在于，位于所述触控屏与所述RFID读卡器矩阵之间的胶片的RFID标签位于所述RFID读卡器矩阵的识别范围内。

10.如权利要求4所述的电子学习系统，其特征在于，显示不同场景的胶片之间设置有光标，所述胶片显示装置还包括：

光标传感器，设置在所述胶片旁，配置成对所述胶片的光标进行监测和定位。

11.如权利要求1所述的电子学习系统，其特征在于，所述输入对象为具有RFID标签的装置，包括：

本体；

RFID标签，连接至所述本体；以及

导电部，配置成与所述触控屏交互，设置于所述本体的表面。

12.如权利要求11所述的电子学习系统，其特征在于，

所述本体包括：

第一印刷层；以及

第二印刷层，与所述第一印刷层相对，所述RFID标签位于所述第一印刷层和所述第二印刷层之间；

所述导电部包括：

第一导电层，位于所述第一印刷层背向所述RFID标签的一侧；以及

第二导电层，位于所述第二印刷层背向所述RFID标签的一侧，并与所述第一导电层耦合，其中，所述第一导电层与所述第二导电层导通，使所述具有RFID标签的装置被所述触控屏感测。

13.如权利要求11所述的电子学习系统，其特征在于，所述导电部设置有一个或多个导电触点，所述导电触点用于与所述触控屏交互。

14.如权利要求11所述的电子学习系统，其特征在于，所述具有RFID标签的装置为卡片。

15.如权利要求11所述的电子学习系统，其特征在于，所述具有RFID标签的装置具有立体形状。