CN218729465U - 一种多功能早教机及内容卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于儿童早教技术领域，提供了一种多功能早教机及内容卡，所述早教机包括：基体，所述基体上设置有放置区，所述放置区用于放置、识别置于所述放置区内的内容卡；触控层，位于所述基体内部，具有若干触控分区，用于获取用户对所述内容卡的触控信息；发光层，设置于所述基体内并具有若干发光分区，所述若干发光分区与所述若干触控分区的位置对应，用于展示根据所述触控信息生成的灯光反馈信息。本方案能够以简洁、直观的方式与操作者进行互动，并对使用者的操作行为进行即时的直观反馈，操作简单，逻辑简洁明了，便于幼儿使用，提升其使用积极性与思维能力。

Description

一种多功能早教机及内容卡

技术领域

本实用新型属于儿童早教技术领域，尤其涉及一种多功能早教机及内容卡。

背景技术

早教机是一种用于培养儿童学习兴趣、提升儿童思维能力的教育类电子产品。利用早教机，能够将结合多元智能教育理论，将语言学习、逻辑思维、潜能开发、自然常识等领域的知识内容整合到预设的场景之中，使儿童在潜移默化中爱上学习，提升幼儿的专注力和思维能力。

目前市场上的训练逻辑能力类型的早教机多采用类似“逻辑狗”的方式，使用者通过手指拨动、按压等方式与早教机互动。例如申请号为CN202121059454.8的发明专利，该早教机外壳边框上设置有按键，早教机内的图文卡上设置有特征图像，特征图像设置有特征颜色；使用时，早教机发出声音提示，使用者根据声音提示寻找特征图像，再根据特征图像寻找特征颜色，最后根据特征颜色寻找早教机边框上同样颜色的按键，按下按键后系统做出反馈。

由于现有的早教机互动逻辑复杂，而幼儿的逻辑思维能力有限，早教机难以以简洁、直观的方式与操作者进行互动，或对操控行为进行即时的直观反馈，幼儿需要经过长时间诱导练习才能自行使用，阻碍了幼儿学习的积极性。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种多功能早教机，旨在解决现有的早教机互动逻辑复杂，而幼儿的逻辑思维能力有限，早教机难以以简洁、直观的方式与操作者进行互动，或对操作结果难以进行即时的直观反馈，幼儿需要经过长时间诱导练习才能自行使用，阻碍了幼儿学习的积极性的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，提供一种多功能早教机，所述早教机包括：基体，所述基体上设置有放置区，所述放置区用于放置、识别置于所述放置区内的内容卡；触控层，位于所述基体内部，具有若干触控分区，用于获取用户对所述内容卡的触控信息；发光层，设置于所述基体内并具有若干发光分区，所述若干发光分区与所述若干触控分区的位置对应，用于展示根据所述触控信息生成的灯光反馈信息。

优选地，所述发光分区呈阵列分布。

优选地，所述发光层与所述触控层的位置关系至少为以下方式中的一种：所述发光层位于所述内容卡与所述触控层之间；或者所述触控层位于所述内容卡与所述发光层之间；或者所述发光层与所述触控层融合为一层，每个所述触控分区上均设置有所述发光分区。

优选地，所述触控分区与所述发光分区一一对应，所述触控分区包括若干子触控分区。

优选地，所述发光层的发光分区还用于通过改变灯光状态与用户互动，所述灯光状态包括：灯光亮灭、灯光亮度、灯光颜色、亮灯时序以及亮灯时长中的至少一种。

优选地，所述早教机还设置有基板，所述触控层设置于所述基板上。

优选地，所述发光层与触控层位于所述基板后方，所述发光分区具有至少一个发光元件，所述基板上设置有若干孔洞，以使所述发光层的光线透射到所述内容卡上。

优选地，所述早教机还包括识别装置，所述识别装置通过无线感应识别、图像特征识别，或者通过接触识别方式读取内容卡的身份信息。

优选地，所述早教机还包括环境光强感应器，扬声器以及音量控制器，所述环境光强感应器用于获取环境光照强度，以根据所述环境光照强度改变所述发光层亮度。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种内容卡，所述内容卡设置有内容区与特征区，所述内容区包含有图文信息，所述特征区存储有内容卡的身份信息，所述早教机通过无线感应或触片接触方式与所述特征区进行数据交互，以确定所述内容卡的身份信息。

优选地，所述特征区设置有若干特征图样，所述早教机通过识别所述若干特征图样的红外特征来确定所述内容卡身份信息。

优选地，所述内容卡由可透光材质制成，以使所述发光层发出的光线透射所述内容卡。

优选地，所述内容卡上设置有若干透光区，以使所述发光层发出的光线通过所述透光区穿过所述内容卡。

优选地，所述透光区为贯穿所述内容卡的孔洞；当所述内容卡位于所述早教机内的所述放置区时，所述孔洞与所述发光分区的位置对应。

优选地，所述内容卡包括透光层与不透光层，所述透光层覆盖在所述不透光层上；所述不透光层上开设有用于透光的孔洞，则所述透光区为所述孔洞以及覆盖在所述孔洞上的所述透光层。

本实用新型提供的一种多功能早教机，能够对用户的操作作出直观反馈，逻辑更加简洁、直接，幼儿可自行操作学习，无需长时间引导，显著提高幼儿学习的积极性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种早教机的立体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种早教机的立体结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种内容卡的正视图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种内容卡的正视图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种内容卡的局部图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种内容卡的正视图。

附图中：10、基体；11、顶壳；12、背壳；20、触控层；30、发光层；40、基板；50、控制按键；60、微型中央处理器；70、扬声器；80、透光区。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。本申请所使用的术语“顶部”、“底部”、“内部”等仅代表一种相对的位置关系，并不一定具有绝对的位置意义。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分或刻画各部件的相对位置关系。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种多功能早教机的结构图，包括：基体10，所述基体10上设置有放置区，所述放置区用于放置、识别置于所述放置区内的内容卡；触控层20，位于所述基体10内部，具有若干触控分区，用于获取用户对所述内容卡的触控信息；发光层30，设置于所述基体10内并具有若干发光分区，所述若干发光分区与所述若干触控分区的位置对应，用于展示根据所述触控信息生成的灯光反馈信息。

在本申请实施例中，基体10可以是一种框架，也可以是一种半包围形外壳，也可以是一种基座；可以是一个整体，也可以由多个可互相组合的部件共同组成。优选地，基体10包括顶壳11和背壳12，顶壳11和背壳12能够通过卡接、螺栓固定、胶合粘接或热熔等方式形成一个整体。放置区可以是一个平板形平台，也可以是一个挖槽或窗口等，使内容卡能够以插接、卡接或磁吸连接等方式固定在放置区内。优选地，放置区为一种开设在顶壳中部的窗口。放置区设置有识别装置，识别装置能够识别内容卡的具体身份编码信息。内容卡可以是一种卡板，内容卡上可以绘制有图片、图形或文字等信息。优选地，内容卡以插接的方式插接于基座上，当内容卡在基体10中插接到位后，早教机能够识别所述内容卡的身份编码，并执行预设的操作。

在本申请实施中，基体10可以以半包围或全包围等方式将触控层20包覆于基体10内部，触控层20具有若干个触控分区，触控分区能够将整体的触控区域分割为若干可区域块，使得触控层20能够感应出用户点按在触控层20的具体位置。触控层20可以为软质键盘膜，也可以是具有以阵列分布的按键，也可以是一种电容或按压式硬质触摸板等。当触控层20为硬质触摸板时，其结构稳定，不会由于用户按压而产生形变。优选地，触控层20还能够获取用户的触控力度参数，并将触控力度参数与触控位置参数传递至早教机的电子处理单元进行综合处理。优选地，触控层20还能够感应用户的滑动操作，能够识别用户的滑动轨迹和速度等信息，并将之传递至早教机的电子处理单元进行综合处理。优选地，触控层20还可以支持多点触控。

在本申请实施例中，基体10可以以半包围或全包围等方式将发光层30包覆于基体10内部，发光层30具有若干的发光分区。发光分区可以是具有一定面积的发光区域，也可以是发光点，或由若干发光点组成的点阵。每个发光分区均对应设置有至少一个触控分区，优选地，发光分区可位于触控分区底部。发光层30可采用软质或硬质灯板。发光层30的每个发光区分的亮灭情况、灯光颜色、灯光亮度、亮灭时间、亮灭时序等参数均可单独或整体控制。若干发光分区能够组成特定图案或字符，以静态或动态等形式显示。当用户进行触控操作时，发光层30的若干发光分区能够根据预设的程序进行瞬时或延时反馈。若干发光分区可以采用软质或硬质材料相连，能够与触控层20相互贴合，增强结构强度。当用户对触控层20进行触控时，发光分区能够改变灯光状态。优选地，灯光状态包括：灯光亮灭、灯光亮度、灯光颜色、亮灯时序以及亮灯时长中的至少一种。

在本申请实施例中，放置区内是否存在内容卡，均不影响发光层30与触控层20的功能实现。当放置区内存在内容卡时，发光层30能够提高亮度，以使光线能够照射到内容卡上并被用户感知。当放置区内不存在内容卡时，发光层30能够降低亮度以避免强光对用户的视觉造成伤害。可将放置区设置在触控层20与发光层30之间，也可将触控层20设置在放置区与发光层30之间。识别放置区内是否存在内容卡的具体实现方式不做限制，优选地，放置区内还设置有感应开关，感应开关能够识别放置区内是否存在内容卡。优选地，感应开关可采用弹性触片开关，插入的内容卡将触片开关的弹性触点隔断，此时发光层30的亮度增加；反之，将亮度降低。

在本申请实施例中，由于发光层30的存在以及发光分区与若干触控分区的位置对应，触控层20能够接收到用户的触摸信号，发光层30能够接受经处理过的信号并根据预设方案将之直接展示，从而生成灯光反馈信息。本方案中，早教机的发光层30与触摸层20能够配合工作，并以简洁、直观的方式与操作者直接互动。相较于传统的逻辑训练用早教机，本方案无需使用者掌握复杂的逻辑链，并能够对使用者的操作行为进行即时的直观反馈，操作简单，更适于幼儿使用，提升其积极性与思维能力。

在本申请的一个实施例中，触控层20可以为透明的硬质电容式触控板，发光层30位于触控层20的底部，发光层30的光线能够透射到触摸板上并被用户感知。当用户点按触摸板时，发光层30能够根据点按的坐标或轨迹，并依据预设的方案做出相应的反馈。从而使用户直观准确地得知操作动作是否准确。

在本申请的一个实施例中，触控层20可以为若干按键，按键的排布方式不做限定。每个按键任意方向上设置有发光二级光，当用户按压该按键时，发光二级光立即亮起，对用户的操作形成瞬时直接反馈。优选地，亮起红灯表示用户按压了错误的按键，亮起绿灯表示用户按压了正确的按键。按压按键的正误由早教机内预设的程序确定。

在本申请的一个实施例中，放置区内未放置有内容卡，触控层20可以为半通明硬质触控板。放置区内不放置内容卡不影响触控层20与发光层30功能的实现。当用户在触控层20上用手指滑动出数字“2”的轨迹时，触控层20能够获取用户滑动的轨迹线路。当滑动轨迹错误时，发光层30通过控制发光分区的发光顺序、发光时长和发光颜色，用绿色显示出正确轨迹，并用红色显示出错误轨迹。

在本申请的一个实施例中，放置区内存在内容卡，触控层20为硬质触摸板，内容卡位于触控层20的顶部，发光层30位于触控层20的下部。内容卡上的不同位置分别有正方形、圆形、三角形等图案或文字信息。当用户点按内容卡上“正方形”文字信息时，触摸板能够获取用户的点按位置，并将点按位置信息发送至早教机内设置的单片机，单片机将位置信息与内容卡的身份信息相匹配，识别出用户点按的为“正方形”，单片机控制发光层30若干发光分区亮起，使之组合形成一个正方形。

作为本申请的一种优选实施例，所述发光分区呈阵列分布。

在本申请实施例中，触控分区可呈阵列分布也可为非阵列分布。呈阵列分布的触控分区能够覆盖整个触控层20。每个触控分区可以是一个按键；也可以由至少两个按键结组组成，每个分组内按键排列方式可能相同也可能不同，不做限制；还可以是一个电容板。当触控分区为一个电容板时，若干个电容板无缝连接共同组成触控区，从而实现多点触控，增强装置的交互能力。触控层可以为长方形、椭圆形，或不规则形状，可被分割为8×8个，10×10个等数量的等面积区域。发光层30被分割为若干个呈阵列分布的发光分区，呈阵列分布的发光分区更易于显示出罗马数字、简单的字符或“√”“×”等图案效果，对使用者的反馈更加直观、生动。

在本申请的一个实施例中，触控层20为长方形，被分割为4×4共16个等面积长方形触控分区，触控层20底部设置有发光层30，发光层30具有4×4共16个发光分区，每个发光分区采用一个可变色LED元件，该元件位于触控层20底部的几何对角线交点处。当用户对设备进行操作时，发光分区可根据预设方案做出相应的灯光变化。

作为本申请的一种优选实施例，所述发光层30与所述触控层20的位置关系至少为以下方式中的一种：所述发光层30位于所述内容卡与所述触控层20之间；或者所述触控层20位于所述内容卡与所述发光层30之间；或者所述发光层30与所述触控层20融合为一层，每个所述触控分区上均设置有所述发光分区。

在本申请实施例中，发光层30与触控层20两者之间的位置关系有多种可能。可以理解的是，早教机内的发光层30可以设置有多个，每个发光层30的位置不必具体限定。例如，发光层30设置有两个时，一个发光层30位于触控层20上部，另一个发光层30位于触控层20底部，早教机可根据预设方案分别控制其发光状态。

在本申请实施例中，发光层30或触控层20都可以是一种具有支撑作用的不易变形的结构，也可以是一种软膜装结构，也可以是网状结构等。当发光层30与所述触控层20融合为一层时，触控分区可采用已封装成型的按键，发光分区可采用LED发光元件，LED元件与按键交错排列形成网状结构，与早教机内的中央处理器电连接。上述设置根据多种实际情况使发光层的设置位置更加多样达到更好的吸引用户使用的效果。

作为本申请的一种优选实施例，所述触控分区与所述发光分区一一对应，所触控分区包括若干子触控分区。

在本申请实施例中，每个触控分区均对应设置有一个发光分区，发光分区可以位于触控分区的底部或顶部，两者的位置关系不会影响各自的功能实现。优选地，发光分区位于触控分区的底部。触控分区与发光分区一一对应能够使反馈更加直接精确直接，提高使用者对操作逻辑理解的容易程度；还能够使发光层显示出更精细的图形。

可以理解的是，由触控分区分割形成的若干子触控分区的面积形状可以相同，也可以不同。所述发光分区也可以由若干个发光子分区组成。一个发光分区或一个触控分区也可以编组组成某个整体，并可由早教机内的微中央处理器统一控制。每个子发光分区或子触控分区均可实现本方案中发光分区与触控分区的完整作用或功能。

在本申请的一个实施例中，每个触控分区底部设置有一个发光元件，用户可使用本设备做一种类似“打地鼠”的游戏。开始时，触控分区底部的发光分区亮起，用户点按发光分区顶部的触控分区，当对应的触控分区接收到触控信号后，发光分区熄灭。

作为本申请的一种优选实施例，所述发光层30的灯光分区还用于通过改变灯光状态与用户互动，所述灯光状态包括：灯光亮灭、灯光亮度、灯光颜色、亮灯时序以及亮灯时长中的至少一种。

在本申请实施例中，发光层30不仅能够对使用者对触控层20的触控情况做出反馈，还能够用于在用户没有进行触控操作时主动亮起，以执行指引或诱导用户进行点按或其他操作动作，或对用户对早教机其他组件的操作做出反馈。例如，当用户插入内容卡后，某发光分区亮起，指引用户点按相对应位置的触控分区。受灯光状态能够做出多样的变化，包括灯光亮灭、灯光亮度、灯光颜色、亮灯时序以及亮灯时长中的一种或多种，从而吸引操作者的使用兴趣。

作为本申请的一种优选实施例，所述早教机还设置有基板40，所述触控层20设置于所述基板40上。

在本申请实施例中，基板40可以是一种具有保护作用的覆膜，用于保护触控层20与发光层30；也可以是一种具有支撑作用不易形变的膜片等。触控层20、发光层30与基板40的位置关系不必具体限定，发光层30和触摸层可以均位于基板40的底部，或者均位于基板40的底部，或者位于基板40的两侧，或者镶嵌与基板40的内部。优选地，触控层20、发光层30均位于基板40的底部，用户触摸基板40时，触控层20能够获取用户的触控位置或力度等状况，发光层30的光线能够透射基板40照射到内容卡上。当发光层30不止一层时，发光层30可以位于基板40的两侧或镶嵌于基板40的内部。基板40能够进一步增强装置的结构稳定性，能够保护发光层30或触控层20使其不易受到机械损伤。

在本申请的一个实施例中，基板40与触控层20均可采用透明或半透明材质，触控层设置在基板40上方，发光层30设置在基板40下方。用户在使用时，可将内容卡插接于基板40与发光层30之间，能够通过点按触控层40控制发光层30的亮灯情况。

作为本申请的一种优选实施例，所述发光层30与触控层20位于所述基板40后方，所述发光分区具有至少一个发光元件，所述基板40上设置有若干孔洞，以使所述发光层30的光线透射到所述内容卡上。

在本申请实施例中，发光层30位于触控层20的底部，每个发光分区内包含有至少一个发光元件，基板40上设置有若干孔洞，孔洞的位置可以和发光元件的位置一一对应，孔洞便于使发光元件的光线透射到内容卡上。即当早教机内插有内容卡时，发光元件的光线在内容卡透射的光线成像更加清晰。

作为本申请的一种优选实施例，所述早教机还包括识别装置，所述识别装置通过无线感应识别、图像特征识别，或者通过接触识别方式读取内容卡的身份信息。

在本实施例中，早教机可通过多种方式识别内容卡的身份信息，例如通过识别内容卡上设置的无线感应线圈、一维图像编码、二维图像编码、孔洞编码等不接触识别方式，或利用I/O端口、排线触点阵列等接触式识别方式识别内容卡的身份信息，以实现若干内容不同的内容卡均可使用一台早教机进行操作，降低使用成本，方便拓展升级。

优选地，当将内容卡插入早教机时，早教机能够自动开机并执行预设操作，例如，提高发光层30的发光亮度的同时使用扬声器70播放“您好，欢迎使用”，或“电量低，请注意充电”语音提示。当拔下内容卡，或长时间不操作设备时，能够自动关机。

作为本申请的一种优选实施例，所述早教机还包括环境光强感应器，扬声器70以及音量控制器，所述环境光强感应器用于获取环境光照强度，以根据所述环境光照强度改变所述发光层30亮度。

在本申请实施例中，扬声器70能够和内容卡、触控层20以及发光层30配合，在使用者操作过程中说出指令或进行引导等，提升使用者的使用兴趣和操作便捷性。光强感应器能够感应环境光强弱，对发光层30的光线强弱做出适应性调整，使之不会在较暗环境下刺眼或在较明亮的环境下显示不清楚。

如图2所示，作为本申请的一种优选实施例，早教机还设置有：电源开关、微型中央处理器60、控制按键50、数据存储单元、电源管理单元、无线数据通讯单元、输入输出(I/O)接口以及蓄电池中的至少一个。

在本申请实施例中，电源开关能够控制早教机整体的通电状态。微型中央处理器60如图3所示，能够控制或处理内容卡放置区的卡片识别单元、操控按键、触控层20、发光层30、扬声器70、数据存储单元以及电池管理单元的输入或输出端信号，无线控制单元能够远程遥控早教机播放声音、控制亮状态等。操控按键可以设置在早教机基体10上，与触摸层不相接触，能够控制设备整体的开关状态、无线数据通讯单元的开关状态，发光层30发光强度、扬声器70音量大小、控制扬声器70播放语音内容等。数据存储单元能够存储语音、程序、指令、内容卡身份信息及其对应的内容等，通过I/O口能够对其中的内容进行增删或升级。电源管理部分负责产生合适的电压，对其他模块进行供电，并能够利用单独充电口或I/O口对蓄电池进行充电，蓄电池用于向设备提供电力。上述装置能够使的早教机设备应用于更多应用场景之中，增加设备功能，并使软件具有升级能力，能够满足未来更多样化的需求。

如图4所示，本申请实施例还提供了一种内容卡，应用于本申请实施例所述早教机，所述内容卡设置有内容区与特征区，所述内容区包含有图片信息或文字信息中的至少一种，所述特征区包含有内容卡的身份信息，所述早教机通过所述特征区识别内容卡的身份信息。

在本申请实施例中，早教机可通过无线感应方式、图像特征识别方式或直接接触方式与内容卡上设置的特征区进行数据交互，以确定所述内容卡的身份信息。内容卡可以是不含有任何孔洞的平整的一体式结构

在本申请实施例中，内容卡与早教机能够配合使用，内容卡的内容区上绘制有图片信息或文字信息中的至少一种，例如，绘制有苹果的图像，图像底部标注有文字“苹果”。一台早教机可搭配若干张内容卡使用。内容卡上还设置有特征区，特征区能够标示出内容卡的身份信息。内容卡上可以设置有身份芯片，配合有线或无线装置使早教机读取内容卡的身份信息，从而拓展早教机的功能。

作为本申请的一个实施例，用户在使用时可以依次以下操作：1、打开电源开关，此时扬声器70会播放语音提示,例如：“小朋友欢迎你使用早教机，可插入卡片获取更多内容”。2、插入卡片，此时早教机识别到有内容卡插入，通过内容卡特征区识别内容卡身份编号信息，早教机的微型中央处理器60根据编号，从数据存储单元读出数据，控制扬声器70发声，或者控制相应的发光分区发光。3、根据音频和灯光的提示，操控触摸层的按键阵列与设备交互，此过程中按键阵列将信息反馈给微型中央处理器60，微型中央处理器60根据存储单元内存储的预设程序，调用不同的音频和灯光对用户进一步进行反馈，比如扬声器70播放：“答对了，你真聪明！”，然后发光层30整体闪烁绿色灯光若干次。4、对插入的内容卡的全部内容交互完毕，此时微型中央处理器60识别到用户对此内容卡的全部内容交互完毕时，微型中央处理器60控制控制扬声器70播放“恭喜您已经完成本章的全部挑战任务，请换下一张试试吧！”。5、关闭电源开关，此时设备断电。

作为本申请的一种优选实施例，内容卡内还可设置有数据存储单元，所述数据存储单元存储有数据或程序等。内容卡能够对早教机内预设的内容或程序进行增删或升级。内容卡还能够控制早教机使其直接执行内容卡中存储的程序。早教机能够利用识别内容卡特征区的方式或接口，或利用通过无线感应方式、图像特征识别方式或直接接触方式的额外接口，与所述特征区进行数据交互，来读取所述数据存储单元中存储的数据。

在本申请实施例中，若干张内容卡能够打包成组，例如，每张内容卡都包含一个故事章节或段落，若干内容卡组成一个整体故事。当早教机识别到其读取的内容卡编号并不存在于其原有的数据存储单元中时，便直接读取内容卡中的数据。例如，利用扬声器70朗读该内容卡中数据存储单元存储的故事内容。通过本方式，能够便捷地对早教机的内容进行补充、删除或修改等操作，延长早教机的寿命，拓展其功能；且使用或升级时无需使用电脑或专用设备，幼儿即可操作，便捷且成本低。

作为本申请的一个优选实施例，所述特征区设置有若干特征图样，所述早教机通过识别所述若干特征图样的红外特征来确定所述内容卡身份信息。

在本申请实施例中，早教机通过图像特征识别方式识别内容卡的身份信息。与内容卡相适配的早教机的放置区设置有若干红外识别模块，所述红外识别模块设置位置与内容卡特征区的若干特征图样的位置相对应，用于读取特征图样的红外特征。例如，如图5所示，内容卡的底部为特征区，特征区设置有若干个动物造型的特征图样。特征图样可以横向、纵向，或阵列等方式排列，本申请不做限制。优选地，特征图样的数量为10个，采用横向排列。若干个特征图样可采用相同或不同的图案、数字、形状等，例如，特征图样可为深黑色的跳跳虎图案，或浅黄色的维尼熊图案等。相对应的，早教机上的放置区相对应的位置设置有若干个红外识别模块，优选地，红外识别模块的数量等于内容卡上特征图样的数量。红外识别模块获取特征图样红外特征的方式可以为：红外识别模块只含有红外线接收单元，优选地，红外接收单元采用光敏三极管，该光敏三极管能够获取环境光中的红外线透射所述内容卡上的特征图样后的红外强度，由于不同颜色的特征图样对红外线的遮光率不同，红外线接收器通过接收到的红外强度便得到了特征取样的红外特征。不同的内容卡上设置有采用不同排列规则的特征图样，以使早教机对内容卡进行区分。本实施例方案通过红外线识别内容卡的身份信息，无需在内容卡上设置芯片或感应模块，从而显著降低了内容卡的生产制造成本。

在本申请的一个实施例中，红外识别模块获取特征图样红外特征的方式也可以为：红外识别模块包含有红外线发射单元和红外线接收单元，在内容卡位于至早教机的放置区后，红外线发射单元自动向内容卡上的特征图样处发射红外线，红外线经由特征图样反射后被红外线接收单元接收。红外线接收单元所接收到的红外线的反射强度，即红外特征。优选地，红外线接收器可采用光敏三极管，当反射光线强烈时，三极管导通，输出高电平，并将该状态记为“1”；即通过三极管导通状态将将特征图样区分为“0”或“1”两种类型。上述红外识别模块也可采用现有技术。早教机识别内容卡的原理是：由于黑色物体与白色物体对红外光的反射系数不同，颜色越深的图案反射系数越小；红外识别模块通过识别反射光的强弱来判断特征图样的红外特征，进而根据不同的灰度形成高低两种电平的输出结果，并将输出结果发送至微型中央处理器60。微型中央处理器60可采用AT89系列、KS57C系列等现有主流单片机提供，也可采用其他定制化芯片，本方案不做限定。若干个红外识别模块按照顺序依次将输出结果发送至微型中央处理器60，从而使早教机识别出内容卡的身份信息编码，例如10位编码“1001010111”。当特征图样为n个，且红外识别模块将识别到的结果仅以高低两种电平输出时，早教机能够识别的内容卡的理论上限为2ⁿ个。为提高区别度，特征图案可采用灰度值差异较大的配色方案，例如纯黑色，或浅绿色。本方案通过采用主动红外线发射单元，增强了红外信号强度，使设备在使用时不受环境光亮度影响，显著提高识别正确率。

作为本申请的一个优选实施例，所述内容卡由可透光材质制成，以使所述发光层发出的光线透射所述内容卡。

在本申请实施例中，所述内容卡为软质由可透光材料制成，可为全透明或半透明材质。内容卡可由PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)等材质制成。内容卡的内容区所包含的图片或文字信息等能够以印刷等的方式印制到内容卡上。当将内容卡插入早教机后，早教机上的发光层30能够将光线透射到内容卡上，用户可根据发光层30显示的内容与触控层20，以及内容卡上的图文信息进行互动。透光材质可使发光层30发出的光线能够更加清晰地展现给用户。所述发光层30还可对内容卡提供照明，使内容卡上的图文信息在环境光光照不良的条件下清晰可见，用户即便在夜晚等情况下依然可正常操作使用早教机。

作为本申请的一个优选实施例，所述内容卡上设置有若干透光区，以使所述发光层发出的光线通过所述透光区穿过所述内容卡。

在本申请实施例中，内容卡上设置有若干透光区80，除这些透光区80外的其他区域均不透光。透光区80能够提高光线的通透效果，使用户更加清晰地观察到发光层30的光线变化。透光区80在内容卡上的分布方式不做限定，可阵列以横向、纵向、或阵列等方式分布。内容卡上的内容区包含有若干图片或文字信息，如图6所示，为一种内容卡的局部图，透光区80采用一种塑胶半透光材质制成。透光区80设置为圆角矩形，位于图片及文字信息底部，内容信息可通过印刷等方式设置于该透光区域处。将内容卡置于早教机内部后，发光层30对应的发光分区亮起，能够照亮整个对应的图文内容区，从而使显示效果更加直观。所述内容卡可由硬质纸质材质，或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物)等塑胶材质制成。内容卡可以为具有支撑能力的硬质结构；也可以采用软质材料构成，从而便于触控层20接收到用户的按压操作。

作为本申请的一个优选实施例，所述透光区为贯穿所述内容卡的孔洞；当所述内容卡位于所述早教机内的所述放置区时，所述孔洞与所述发光分区的位置对应。

在本申请实施例中，透光区80也可以采用直接在内容卡上打孔的通透式设计。如图7所示，内容区包含的图片或文字信息侧可设置一个或多个透光区80，能够直观地向用户展示所需要操作的内容。透光区可为心形、五角星形或者其它形状，优选地，为圆形。孔洞可以设置于图文区域任意一侧，不影响图文信息的正常显示。当将内容卡插至早教机的放置区后，透光区80位于发光分区的顶部的正对位置，从而提高发光分区的透光效果。在本实施例中下，内容卡可采用硬纸板注塑等方式制成，表面无需覆盖半透光或全透光膜，进而进一步降低制造成本。

可以理解的是，由于不同种类的内容卡其文字与图像的位置不同，因而透光区的孔洞位置和数量也可能不同，因而早教机上的发光分区数量应不小于透光区80的数量，顶部可能不设置有对应的透光区80。

作为本申请的一个优选实施例，所述内容卡包括透光层与不透光层，所述透光层覆盖在所述不透光层上；所述不透光层上开设有用于透光的孔洞，则所述透光区为所述孔洞以及覆盖在所述孔洞上的透光层。

在本申请实施例中，由于透光层的存在，透光区80并非贯穿式孔洞，透光层可采用PVC等材质制成，采用全透光或半透光设计，能够在透光的同时增强内容卡的结构强度。透光层可以不止一层，优选地，透光层可采用两层，均可采用防水材料；不透光层可采用纸质材质，位于两层透光层之间；内容卡可由上述三层材料以叠合、胶合等方式制成。内容卡具有防水能力且结构强度更高。内容卡可采用双面印制，以降低成本并节约资源。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种多功能早教机，其特征在于，所述早教机包括：

基体，所述基体上设置有放置区，所述放置区用于放置、识别置于所述放置区内的内容卡；

触控层，位于所述基体内部，具有若干触控分区，用于获取用户对所述内容卡的触控信息；

发光层，设置于所述基体内并具有若干发光分区，所述若干发光分区与所述若干触控分区的位置对应，用于展示根据所述触控信息生成的灯光反馈信息。

2.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述发光分区呈阵列分布。

3.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述发光层与所述触控层的位置关系至少为以下方式中的一种：所述发光层位于所述内容卡与所述触控层之间；或者所述触控层位于所述内容卡与所述发光层之间；或者所述发光层与所述触控层融合为一层，每个所述触控分区上均设置有所述发光分区。

4.根据权利要求3所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述触控分区与所述发光分区一一对应，所述触控分区包括若干子触控分区。

5.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述发光层的发光分区还用于通过改变灯光状态与用户互动，所述灯光状态包括：灯光亮灭、灯光亮度、灯光颜色、亮灯时序以及亮灯时长中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述早教机还设置有基板，所述触控层设置于所述基板上。

7.根据权利要求6所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述发光层与触控层位于所述基板后方，所述发光分区具有至少一个发光元件，所述基板上设置有若干孔洞，以使所述发光层的光线透射到所述内容卡上。

8.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述早教机还包括识别装置，所述识别装置通过无线感应识别、图像特征识别，或者通过接触识别方式读取内容卡的身份信息。

9.根据权利要求1所述的一种多功能早教机，其特征在于，所述早教机还包括环境光强感应器，扬声器以及音量控制器，所述环境光强感应器用于获取环境光照强度，以根据所述环境光照强度改变所述发光层亮度。

10.一种内容卡，应用于如权利要求1所述早教机，其特征在于，所述内容卡设置有内容区与特征区，所述内容区包含有图片信息或文字信息中的至少一种，所述特征区包含有内容卡的身份信息，所述早教机通过所述特征区识别所述内容卡的身份信息。

11.如权利要求10所述的内容卡，其特征在于，所述特征区设置有若干特征图样，所述早教机通过识别所述若干特征图样的红外特征来确定所述内容卡身份信息。

12.根据权利要求10或11所述的一种内容卡，其特征在于，所述内容卡由可透光材质制成，以使所述发光层发出的光线透射所述内容卡。

13.根据权利要求10或11所述的一种内容卡，其特征在于，所述内容卡上设置有若干透光区，以使所述发光层发出的光线通过所述透光区穿过所述内容卡。

14.根据权利要求13所述的一种内容卡，其特征在于，所述透光区为贯穿所述内容卡的孔洞；当所述内容卡位于所述早教机内的所述放置区时，所述孔洞与所述发光分区的位置对应。

15.根据权利要求13所述的一种内容卡，其特征在于，所述内容卡包括透光层与不透光层，所述透光层覆盖在所述不透光层上；所述不透光层上开设有用于透光的孔洞，则所述透光区为所述孔洞以及覆盖在所述孔洞上的所述透光层。

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