JP2011529580A - 学習装置 - Google Patents

Abstract

指示手段の位置を認識するための信号の送受信原理に従って指示手段が示す学習板の学習内容を音声、メロディー、映像などの聴覚及び視覚的要素で表現する学習装置を提供する。

Description

本発明は指示手段の位置を認識するための信号の送受信の原理に従って指示手段が示す学習板の学習内容を音声、メロディー、映像などの聴覚及び視覚的要素で表現する学習装置を提供する。

一般に、文字や数字、物などを学習できるように使用されている学習板（または絵板）は紙類の表面に字、数字または絵などを多様な形態に印刷して、これを壁面に附着したり、床に広げて使用している。しかし、視覚的な部分のみに依存するため使用者が容易に退屈になって学習效果があまり大きくない。

また、学習板の学習内容を使用者が押すと、これに対応する内容が音声またはメロディーで出力される形態は、印刷紙の裏面及び他の下部の複数層に導電性物質を塗布し、これを使用者が押した時通電されて音声及びメロディーが出力される方式である。

従って、学習板に導電性物質が塗布された複数層の形態に構成され、このような学習板は柔軟な材質の複数の板が接着された形態であるため、容易に皺んだり接触された部位が剥れられて学習板の機能が確かに発揮されない虞がある。

本発明は上記諸問題点を解決するために創出されたもので、本発明は指示手段の位置を認識するための信号の送受信の原理に従って学習板の学習内容に対応される学習データを音声、映像などで提供して学習效果を高める学習装置を提供することにその目的がある。

また、本発明はオン／オフスィッチを含む接触認知部を含む指示手段において、接触認知部のスィッチがオンの時に指示手段で送信される赤外線信号によって学習装置の本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部で超音波信号を指示手段に送信することによって学習装置の省エネルギー化を図るとともに效果的に指示手段が示す位置を測定してそれに対応される学習データを出力することができる、学習装置を提供することにその目的がある。

また、本発明は接触認知部のスィッチがオンの時に指示手段で送信される赤外線及び超音波信号によって、学習装置の本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部で別途の信号を指示手段に再び送信しなくても、指示手段の位置を測定し、それによる学習データを效果的に出力することができる、学習装置を提供することにその目的がある。

また、本発明は学習板の学習内容に対する学習方法を選択できる選択ボタンを通じて学習方法を選択することができ、これを通じて多様な学習方法の活用及び学習效果を高めることができる、学習装置を提供することにその目的がある。

また、本発明は印刷された学習板の学習内容をスキャンしてイメージ化し、イメージ化された学習板の学習内容を学習データで生成することによって、従来の学習内容の限界性を克服して、多様な内容を学習データで活用することができる、学習装置を提供することにその目的がある。

上記目的を達するために、本発明の実施形態による学習装置は、学習内容が表示された学習板の上部に位置される本体と；本体の下側に置かれる学習板上の所定位置を指示する指示手段と；を含む学習装置であって、本体は、上記位置を認識するための信号を指示手段に送信し、指示手段から反射された信号を再び受信する送受信部と；指示手段との信号の送受信を通じて学習板で指示手段が指示する位置を計算するプロセッサ部と；プロセッサ部によって計算された位置に対応される学習データを出力する出力部と；を含む。

上記送受信部は、上記本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部からなる。

上記プロセッサ部は、上記第１送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて上記第２送受信部に入射された第１信号によって測定された角度αと、上記第２送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて上記第１送受信部に入射された第２信号によって測定された角度βと、上記第１送受信部と上記第２送受信部との間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を計算する。

上記プロセッサ部は、上記第１送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて再び上記第１送受信部に入射された第１信号によって測定された上記第１送受信部と上記指示手段との間の距離値と、上記第２送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて再び上記第２送受信部に入射された第２信号によって測定された上記第２送受信部と上記指示手段との間の距離値と、上記第１送受信部と上記第２送受信部との間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を計算する。

上記指示手段に送信される信号はＲＦ信号及び超音波信号の中の何れか一つである。

上記出力部は、上記学習データを音声で出力する音声出力部と；上記学習データを映像で出力する映像出力部の中の少なくとも一つを含む。

上記指示手段は、端部側にスプリング形態に備えられるオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スィッチを含む接触認知部を含み、上記送受信部は上記接触認知部のスィッチがオンの時上記信号を上記指示手段に送信する。

上記本体は、上記学習板の学習内容をデータ化された学習データで保存する学習データ保存部と；上記学習板の学習内容を学習する時間に対する時間情報、学習した時間及び学習成果に対する情報の中の少なくとも一つを保存するスケジュール保存部と；をさらに含む。

上記本体は、上記学習板の学習内容に対する学習方法を選択できるボタンと、学習する時間を指定するセッティングボタンと、使用者の音声を録音するための録音ボタンと、映像を録画するための録画ボタンの中の少なくとも一つを含む機能ボタン部をさらに含む。

上記スケジュール保存部は、学習する時間になると録音された音声を出力したり、録画された映像を画面に出力する。

上記本体は、外部装置とのデータの送受信を行うインターフェース部をさらに含み、上記インターフェース部は上記学習成果に対する情報を上記外部装置に送って上記外部装置を通じて上記学習成果に対するデータの分析が行われるようにする。

上記本体は、上記学習板の学習内容をスキャンしてイメージ化し、イメージ化された学習板の学習内容を上記学習データに生成するスキャン部をさらに含む。

本発明の他の実施形態による学習装置は、学習内容が表示された学習板の上部に位置される本体と、本体の下側に置かれる学習板上の所定位置を指示し、無線信号を本体に送信する指示手段とを含む学習装置であって、本体は、指示手段から送信される無線信号を受信する受信センサーと；受信センサーに受信された無線信号を利用して、指示手段が指示する上記位置を計算するプロセッサ部と；プロセッサ部によって計算された位置に対応される学習データを出力する出力部とを含む。

上記無線信号は赤外線信号及び超音波信号であり、上記受信センサーは上記赤外線信号を受信する赤外線センサーと上記本体に所定の間隔だけ離隔されて設置され、上記超音波信号を受信する第１超音波センサー及び第２超音波センサーからなる。

上記赤外線センサーは上記指示手段から赤外線信号を受信するとオン状態になって上記第１超音波センサー及び上記第２超音波センサーが上記指示手段から送信された超音波信号を受信するようにする。

上記プロセッサ部は、上記指示手段から送信されて上記第１超音波センサーに受信される第１超音波信号によって測定された上記指示手段と上記第１超音波センサーとの間の距離値と、上記指示手段から送信されて上記第２超音波センサーに受信される第２超音波信号によって測定された上記指示手段と上記第２超音波センサーとの間の距離値と、上記第１超音波センサーと上記第２超音波センサーとの間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を測定する。

上記指示手段は、端部側にスプリング形態に備えられるオン／オフスィッチを含む接触認知部を含み、上記接触認知部のスィッチがオンの時上記赤外線信号及び超音波信号を上記受信センサーに送信する。

本発明による学習装置によると以下のような效果を奏することができる。

第一、指示手段の位置を認識するための信号の送受信の原理に従って学習板の学習内容に対応される学習データを音声、映像などで提供して学習效果を高めることができるという長所がある。

第二、オン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スィッチを含む接触認知部を含む指示手段において、接触認知部のスィッチがオンの時に指示手段で送信される赤外線信号によって学習装置の本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部で超音波信号を指示手段に送信するようにすることによって学習装置の省エネルギー化を図るとともに、效果的に指示手段が示す位置を測定してそれに対応される学習データを出力することができるという長所もある。

第三、接触認知部のスィッチがオンの時に指示手段で送信される赤外線及び超音波信号によって、学習装置の本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部で別途の信号を指示手段に再び送信しなくても、指示手段の位置を測定し、それによる学習データを效果的に出力することができるという長所もある。

第四、学習板の学習内容に対する学習方法を選択できる選択ボタンを通じて学習方法を選択することができ、これを通じて多様な学習方法の活用及び学習效果を高めることができる長所もある。

第五、印刷された学習板の学習内容をスキャンしてイメージ化し、イメージ化された学習板の学習内容を学習データで生成することによって、従来の学習内容の限界性を克服して多様な内容を学習データで活用することができるという長所もある。

第六、所定時間に対応する使用者の音声が出力されるようにして子供たちが出力される親の声を聞いてより親しみを感じ、学習装置に所定時間に近付くように誘導することができ、学習した時間及び学習成果を保存して音声または映像で確認できるようにすることによってより效率的な学習及び管理ができる長所もある。

第七、学習成果が外部装置に送信されて外部装置を通じる具体的な学習成果に対する分析ができるようにすることによって、学習效果及び学習方向性を決めるにおいて便利性を提供することができるという長所もある。

本発明の一実施形態による学習装置である。 上記図１の学習装置のブロック図である。 三角測量法を利用して指示手段の位置を測量する概念図である。 学習板を製作する学習板製作プログラムである。 本発明の他の実施形態による学習装置である。 上記図５の学習装置のブロック図である。 本発明のまた他の実施形態による学習装置の原理を示す概念図である。

以下では、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を利用して本発明を詳しく説明する。

図１は本発明の一実施形態による学習装置を示す。

図１に示すように、学習装置１００は学習内容が表示された学習板２００の上部に位置される本体１０１と、本体１０１の下側に置かれる学習板２００上の所定位置を指示する指示手段２１０とを含む。また、本体１０１は上記位置を認識するための信号を指示手段２１０に送信し、指示手段２１０から反射された信号を再び受信する送受信部１１０と、信号の送受信を通じて学習板２００で指示手段２１０が指示する上記位置を計算するプロセッサ部１１５（図２参照）と、プロセッサ部１１５によって計算された上記位置に対応される学習データを出力する出力部１４０とを含む。

また、指示手段２１０は端部側にスプリング形態に備えられるオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スィッチを含む接触認知部（図示せず）を含み、送受信部１１０は接触認知部のスィッチがオン状態になった時学習板２００から指示手段２１０が指示する上記位置を認識するための信号を上記指示手段２１０に送信する。

このような学習装置１００は壁掛け型ＴＶのように、壁に装着できるように薄厚の壁掛け型に製作されたり、スタンド型に製作されて任意の場所に配置されることができ、学習装置１００の本体１０１は壁面にかけたり、附着させることができるように本体１０１の一側部位に固定手段（図示せず）を含むことができる。

また、学習板２００はタオル、世界地図、または壁紙などの多様な材料に学習内容が記録された形態であればよく、製品の製作の時複数の学習板２００が製作されて複数の学習板２００の学習内容に対するデータが予め本体１０１に保存された状態でリリースされることができる。

また、本体１０１と学習板２００がそれぞれ製作されて販売されることができ、この場合、本体１０１には学習板２００の学習内容に関するデータをソフトウェア形態でサービス業社から提供されたり、対応する製品のインターネットサイトからダウンロードして使用することができる。

一方、学習装置１００は本体１０１に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部１１１と第２送受信部１１３を通じて、学習板２００に位置した指示手段２１０に信号を送信し、再び反射されて来る信号を受信して、信号の送受信時間、距離、角度などを利用して指示手段２１０が位置した所の座標値を計算し、座標値に対応される学習データを音声出力部１４１を通じて音声で出力したり、映像出力部１４３を通じて映像で表示することができる。

この時、上述されたように、指示手段２１０に含まれた接触認知部のスィッチがオン状態になった場合、指示手段２１０は赤外線信号を送受信部１１０で伝達し、赤外線信号を受信した送受信部１１０は指示手段２１０の位置を認識するための信号を指示手段２１０に送信する。

このような原理を利用した学習装置１００の使用について例を挙げて説明すると、図１に示すように「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ．．」のような英文字及び数字が印刷された学習板２００上に本体１０１を位置させる。

また、使用者が機能ボタン部１５０で「押す」、「読む」、「合わせる」などの学習方法の中、“押す”を選択し、指示手段２１０を利用して学習板２００の「Ｆ」を示すと、映像出力部１４３の画面には「Ｆ」が現われ、音声出力部１４１を通じて「Ｆ」という音声が出力される。

以下、図２を通じて上述された学習装置１００の各構成要素の動作及び原理について学習装置１００が行う機能をブロック化してより具体的に説明する。

図２は本発明の一実施形態による学習装置のブロック図である。

図２に示すように、学習装置１００は送受信部１１０、プロセッサ部１１５、学習情報管理部１２０、出力部１４０、機能ボタン部１５０及びインターフェース部１６０を含む。

送受信部１１０は第１送受信部１１１と第２送受信部１１３からなり、この時、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３は本体１０１に所定の間隔だけ離隔されて設置されることが好ましい。即ち、本体１０１の両端に第１送受信部１１１と第２送受信部１１３がそれぞれ供えられて学習板２００に位置した指示手段２１０に対して信号を送信することによって、指示手段２１０の位置を計算することができる。

また、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３から送信される信号は、ＲＦ（無線周波数：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号、赤外線信号、または超音波信号などであることができ、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３は指示手段２１０の接触認知部のスィッチがオン状態になった時、学習板２００から指示手段２１０が指示する位置を認識するための信号を指示手段２１０に送信する。

従って、指示手段２１０の接触認知部のスィッチがオフ状態の場合には、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３が動作しないで、後述されるプロセッサ部１１５の制御によって学習装置１００の電源が節電状態に維持されることができる。

プロセッサ部１１５は学習装置１００の各構成要素の間の機能を制御し、信号の送受信を通じて学習板２００で指示手段２１０が指示する位置を計算する。

図３は三角測量法を利用して指示手段の位置を測量する概念図である。

続いて説明すると、図３に示される三角測量法の原理に適用させて指示手段２１０の位置が計算されることができ、プロセッサ部１１５は以下の二つの位置認識方法で指示手段２１０の位置を計算することができる。

第１位置認識方法として、プロセッサ部１１５は第１送受信部１１１から指示手段２１０に送信された後、指示手段２１０で反射されて第２送受信部１１３に入射された第１信号によって測定された角度αと、第２送受信部１１３から指示手段２１０に送信された後、指示手段２１０で反射されて第１送受信部１１１に入射された第２信号によって測定された角度βと、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３との間の距離値を利用して学習板２００で指示手段２１０が指示する位置を計算することができる。

第２位置認識方法として、プロセッサ部１１５は第１送受信部１１１から指示手段２１０に送信された後、指示手段２１０で反射されてまた第１送受信部１１１に入射された第１信号によって測定された第１送受信部１１１と指示手段２１０との間の距離値と、第２送受信部１１３から指示手段２１０に送信された後、指示手段２１０で反射されて再び第２送受信部１１３に入射された第２信号によって測定された第２送受信部１１３と指示手段２１０との間の距離値と、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３との間の距離値を利用して学習板２００で指示手段２１０が指示する位置を計算することができる。

このように、プロセッサ部１１５は指示手段２１０の位置、即ち、学習板２００における座標値を測定し、座標値に対応される学習データを学習データ保存部１２１から抽出し、これを出力部１４０を通じて音声、映像またはメロディーなどとともに出力する。

一方、理解のために、三角測量法を利用した指示手段２１０の位置を計算する過程について具体的に説明すると、上記第２位置認識方法の場合、第１送受信部１１１と第２送受信部１１３それぞれは学習板２００の所定位置に位置した指示手段２１０を感知するために信号を送信し、反射されて戻ってくる信号の速度（例えば超音波の場合Ｖ（ｍ／ｓ）＝３４３ｍ）と時間値を通じて指示手段２１０との距離値が計算されることができる。

この時、超音波が使用される場合、超音波の速度は温度に影響されるので、プロセッサ部１１５はこれを考慮して（温度補正のための数式はＶ（ｍ／ｓ）＝３３１．５＋０．６０７１４Ｔのように提供されることができる）、各送受信部１１１、１１３と指示手段２１０との距離を計算することができる。

このように、第１送受信部１１１と指示手段２１０、第２送受信部１１３と指示手段２１０との距離が計算されると、既に第１送受信部１１１と第２送受信部１１３との間の距離は固定された位置として測定が可能であるので、指示手段２１０と第１送受信部１１１と第２送受信部１１３が成す三角形の三つの斜辺の長さが全部計算されることができ、これに基づいてヘロン公式

及びピタゴラスの定理

を利用して所望の指示手段２１０の位置ｘ、ｙを計算することができる。従って、これを通じて指示手段２１０が位置した所、即ち、学習板２００の座標値が算出されるので、該座標値に対応される学習データが検出されることができる。

次に、学習情報管理部１２０は学習データ保存部１２１を含み、データの保存、削除、追加、変更などを行う。

ここで、学習データ保存部１２１は学習板２００の学習内容がデータ化された学習データを保存し、この時、学習板２００の座標値がともに保存されることができる。即ち、学習データ保存部１２１はハングル子子音母音、英語アルファベット、ハングル単語、英単語、絵、ハングル文章、英語文章、漢字などのような多様な形態の学習データを保存する。

従って、学習板２００の学習内容が学習板２００の所定座標（または、分けられた領域）上に配列されており、各座標上の学習内容に対応される学習データ及び座標値が学習データ保存部１２１に保存されているので、使用者が選択した位置の学習内容による学習データが検出されて画面に表示されることができる。

このような学習データは、学習板２００の学習内容によって予め設定されて保存されたり、使用者が選択して入力したり、またはインターネット上に提供される学習データをＵＳＢスティック（Ｓｔｉｃｋ）、ＳＤ カードなどに保存した後、ＵＳＢスティックまたはＳＤカードを学習装置１００と連結することによって使用されることができる。

また、無線近距離通信（例えば、ブルートゥース：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ジグビー：Ｚｉｇｂｅｅなど）を通じて学習装置１００が学習データを伝送されて使用したり、直接ＰＣと学習装置１００をＵＳＢケーブルで連結して必要な学習データをＰＣから伝送されて使用することができる。

また、学習データは使用者が直接所望の学習板２００の形態に製作して使用することもできる。このために、学習板２００の製作プログラムが提供され、学習板２００の製作プログラムはＣＤのような保存媒体に保存されて使用者に提供されたり、使用者がウェプページ上でダウンロードした後、これを個人コンピューターに設置して使用することができる。また、学習板２００の製作プログラムは使用者が使用するとき簡便になるように最小限の情報、即ち、学習板２００の横と縦の長さ、分けられた領域の数、各領域に割り当てられた学習データのみを入力すれば、プログラムで各領域の位置を把握できるように作成されることが好ましい。

図４は学習板を製作する学習板の製作プログラムを示す。

続いて説明すると、図４に示すように、横及び縦に分けられたそれぞれの領域に使用者が所望の学習データをキーボートを利用して簡単に入力する方式で提供されることができる。ここで、使用者は２×２、４×４、８×８などのように基本的に設定された形態を使用することができ、使用者の選択によって設定された形態の領域を合わせたり分けて使用することもできる。また、データの入力はハングル、漢字、英語などの多様な文字を入力することができ、文字の色、字体も多様に設定して入力することができる。

また、学習板２００の製作プログラム上に多様な動物の絵、果物の絵、物の絵などと、これによる音声データを予め設定して使用者がこの中で所望の絵を選んで対応する領域に入れることができる形態に備える。

また、使用者がデータの入力を終えた後、保存機能を選択すると、学習板２００の製作プログラムは使用者が入力した値を学習データの形態に変換し、学習板２００の各座標及び学習データに対応される音声データを生成した後保存する。この時、ＴＴＳ（Ｔｅｘｔ Ｔｏ Ｓｐｅｅｃｈ）を利用して音声データを生成することができ、このために公知のＴＴＳソリューションが利用されることができる。

このような形態で使用者が学習板２００の製作を完了すると、使用者はプリンターの出力を通じて学習板２００を出力し、本体１０１に学習板２００を位置させて使用することができる。

一方、上述された内容の外に学習板２００の製作プログラムを通じて使用者は当該学習板２００の背景音楽を挿入することができ、このような背景音楽は学習板２００の固有番号とともに学習データ保存部１２１に保存されて、当該学習板２００を通じて学習する間に再生されることができる。この時、後述される機能ボタン部１５０に再生ボタンが含まれることができ、使用者は再生ボタンを押して背景音楽が再生されるようにする。

また、使用者が直接学習板２００を製作しないで従来の学習板の基本情報（例えば、学習板の横と縦の長さ、分けられた領域の数、各領域に割り当てられた学習データなど）を学習データ化して本発明に適用することもできる。

一方、図２で出力部１４０は使用者が学習板２００で選択した学習内容に従ってそれに対応される学習データを映像及び音声で外部に出力するためのもので、音声出力部１４１及び映像出力部１４３の中の少なくとも一つで構成される。ここで、音声出力部１４１はスピーカー形態に具現されることができ、映像出力部１４３はＬＥＤまたはＬＣＤのようなディスプレー画面で具現されることができる。

また、機能ボタン部１５０は、基本的に「押す」、「読む」、「合わせる」などのような学習方法を選択できるようにするボタンと、ハングル子音母音、英語アルファベット、ハングル単語、英単語、絵、ハングル文章、英語文章、漢字などが表示されたボタンを含み、使用者がこれらの中の一つを自由に選択して学習する。

また、機能ボタン部１５０は学習する間、背景音楽を再生させる再生ボタン、学習する時間を指定するセッティングボタン、音声を録音するための録音ボタン、映像を録画するための録画ボタン、電源のオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）のための電源ボタン、スキャンのためのスキャンボタンなどの多様な機能性ボタンを含むことができる。

ここで、機能ボタン部１５０は録音ボタン及び録画ボタンを通じて使用者の声及び多様な映像を録音したり録画して保存することができ、従って学習する時間になると後述されるスケジュール保存部１２５を通じて使用者の声（または多様な音源）及び映像がプロセッサ部１１５の制御によって出力されることができる。

また、インターフェース部１６０は有無線の外部連結装置と学習装置１００との間のデータの送受信を行うように所定形態の連結端子を含む。例えば、インターフェース部１６０は使用者が多様な形態の学習データを自由にインターネットなどでダウンロードして、ＵＳＢスティックなどの保存媒体に保存した後、学習装置１００と連結して学習データ保存部１２１に保存できるようにＵＳＢ連結端子を含むことができる。

また、学習装置１００で学習した時間（日付け、月など）及び学習成果（点数など）などが保存されて、インターフェース部１６０を通じてＰＣ（または外部装置）に送信され、使用者の学習成果に対するデータの分析が行われることができ、使用者は音声出力部１４１及び映像出力部１４３を通じて学習成果を音声または映像で確認することができる。ここで、外部装置には使用者の累積された学習成果に対する情報が含まれていて、使用者の学習成果に対する評価及びレベルを測定する。

また、インターフェース部１６０にマイクと連結可能な端子が含まれている場合、使用者は学習板２００で学習内容を選択し、マイクで対応する学習内容に対する音声を入力して該学習内容とともに音声を録音して学習データ保存部１２１に保存することができる。

この時、使用者が機能ボタン部１５０の録音ボタンを押した状態で、学習内容を選択して音声を録音した後、録音が終わると録音ボタンを原位置させることによって、使用者が学習内容に対応される多様な效果音及び音声を録音することができる。以後、使用者は該学習内容に対応される録画された音声を聞くことができ、より面白くて多様な方法で学習することができる。

また、インターフェース部１６０にイヤホンジャックを挿入可能な端子が含まれている場合、使用者はイヤホンを連結して学習板２００の学習内容を聞くことができ、これを通じてより集中力よく学習することができる。

一方、学習装置１００は下部に乾電池挿入部（図示せず）を構成して乾電池または再充電バッテリーを通じて電源が供給されたり、乾電池以外にも外部電源ジャックと連結して直接外部電源を供給できるように構成されることができる。

この時、外部電源ジャックと連結して直接外部電源を供給することができる場合、使用者は機能ボタン部１５０の電源ボタンのオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）を通じて学習装置１００の電源供給を制御することができる。

また、上述されたプロセッサ部１１５は、学習装置１００の電源オン状態で所定時間の間構成要素が動作しない場合、自動に電源を切って節電制御動作を行うようにすることができ、この場合、節電機能を行う節電モジュール（図示せず）がさらに構成されることができる。

図５は本発明の他の実施形態による学習装置を示す。

図５に示すように、学習装置１００の本体１０１はヘッド（ｈｅａｄ）と本体（ｂｏｄｙ）で構成されることができ、本体には学習板２００を支持するパネル１４５がさらに構成されることができる。

ここで、パネル１４５は、学習板２００を支持するための単純な支持板や、ディスプレー画面またはスキャン機能を行う機能パネルで構成されることができる。

パネル１４５がディスプレー画面で構成された場合、別途の印刷された学習板２００が必要なく使用者が機能ボタン部１５０のボタンの中で英文及び数字学習板２００を選択すると、該学習板２００がパネル１４５上にディスプレーされる。また、多様な動物絵または動物に係わる文字で構成された学習板２００で「獅子」が選択された場合、パネル１４５上に「獅子」形状が全画面に大きく現われることができる。

また、スキャン機能を備えたパネル１４５で構成された場合、例えば

が印刷された学習板２００をパネル１４５上に置いて、機能ボタン部１５０のスキャンボタンを押してスキャンした後、これを学習データとして保存して使用することができる。この時、文字（英語、ハングル、漢字、記号など）を判読する機能を通じて該文字に対応される音または音声が一緒に保存されることができる。

このような学習方法の例はただ本発明を理解させるめに例示したものであり、使用者の選択によって多様に実施可能である。

即ち、絵などが印刷されている学習板２００を使用する場合、親子がともにゲームなどをしながら学習できるように指示手段２１０を親用と乳児用に二つ備えて、親が「動物」を押すと、乳児が「獅子」を押す形態でも備えることができる。

このように親子がともに学習できる形態で備えれば、乳児は学習に対する興味をより感じて学習效果をより高めることができるとともに、親子の間の相互交感を感じることができる效果も得ることができる。

図６は上記図５の学習装置のブロック図である。

以下では、上述された図２の構成要素と重なる説明はなるべく省略し、学習装置１００で具現できる他の実施形態による各構成要素の動作原理について具体的に説明する。

図６に示すように、本発明の他の実施形態による学習装置１００に、スキャン部１７０、イメージ保存部１２３及びスケジュール保存部１２５がさらに構成される。

スキャン部１７０は学習板２００の学習内容をスキャンしてイメージ化し、イメージ化された学習板２００の学習内容を予め設定された領域（例えば２×２、４×４または８×８など）によって区分してデータ処理した後、学習データとして生成する。

例えば、スキャン部１７０は学習装置１００にパネル１４５が構成され、該パネル１４５がスキャン機能を含んでいる場合有用に使用することができる。このために使用者は機能ボタン部１５０でスキャンボタンを押してパネル１４５上に置かれた学習板２００の学習内容をスキャンし、スキャンされた内容が学習データとして生成された後、学習板２００の所定の学習内容を示すと、対応される学習データが映像または音声で出力される。

ここで、上述された学習板２００製作プログラムを利用してスキャンされたイメージを学習板２００製作プログラムを通じて再構成することができ、これを通じて多様な效果音、音声及びデータを処理することもできる。

イメージ保存部１２３は学習データの内容に対応されるイメージを保存することができ、イメージにはアバタ、漫画（ｃａｒｔｏｏｎ）、写真などが含まれることができる。イメージ保存部１２３は学習装置１００にパネル１４５が構成され、該パネル１４５がディスプレー機能を含んでいる場合有用に使用されることができ、例えば、パネル１４５の画面にアバタイメージが学習データとともに出力されることができ、また漫画のような漫画キャラクターを通じて乳児の教育興味をさらに高めることができる

即ち、機能ボタン部１５０を通じて乳児が学習する学習内容が選択されると、パネル１４５は学習板２００の形態で学習データをパネル１４５の画面に出力する。この場合、使用者は別途に学習板２００をプリンター出力する必要がなく、パネル１４５を通じて学習内容を表示することができる。

また、使用者がパネル１４５に表示された学習内容の中で所定の内容を選択すると、該学習内容に対応される座標値を通じて使用者が選択した学習内容を把握し、出力部１４０を通じて対応される学習データを音声や映像に表示したり、パネル１４５自体に抽出された学習データを大きく画面に表示して視覚的な興味を高めることもできる。

また、イメージ保存部１２３に保存されたアバタがパネル１４５上に登場して使用者が選択した学習内容による学習データを発音したり、動作で表現することによって乳児がより面白く学習に参加できるように誘導することができる。

例えば、学習板２００で「獅子」が選択された場合、「獅子」形状のアバタがパネル１４５上に出現して「獅子」の泣き声を出しながら動作を取ることができる。

ここで、上述された学習板２００製作プログラムを利用して、学習データ（「獅子」）とともに対応されるアバタを保存することができ、また、サーバーコンピューター（または個人用コンピューター）と学習装置１００が接続されている場合、学習装置１００が使用者が選択した学習内容による学習データ（「獅子」）または座標値をプロセッサ部１１５がサーバーコンピューターで伝送すると、サーバーコンピューターが該学習データに対応されるアバタをパネル１４５上に登場させながら学習データの発音及び動作をアバタの制御を通じて行うようにすることができる。

従って、イメージ保存部１２３はサーバーコンピューターに含まれることができ、アバタの他にキャラクター、写真などの多様な動的または静的イメージが学習データ（または座標値）とマッチングされてサーバーコンピューターを通じてパネル１４５上にディスプレーされることができる。また、構成によって図２または図６の一部の構成要素がサーバーコンピューターに具現されて受信された座標値に対応される学習データの出力に対するインタラクティブな（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）動作がサーバーコンピューターと学習装置１００との間に行われることができることは勿論である。

一方、スケジュール保存部１２５は学習データに対するスケジューリング情報を保存する。即ち、スケジュール保存部１２５は使用者の学習段階（レベル（ｌｅｖｅｌ）及び学習内容の水準によって学習板２００の学習データを排列して保存することができる。

例えば、上述されたように、パネル１４５がディスプレー画面で構成されて、使用者が機能ボタン部１５０の「進む」ボタン（図示せず）をクリックすると、プロセッサ部１１５の制御によって現在学習している学習板２００から次の段階の学習板２００がパネル１４５に表示されるようにすることができる。

また、スケジュール保存部１２５に現在の日付が保存されて、毎日の日付によってスケジューリングされた学習板２００が自動にプロセッサ部１１５の制御によって画面に表示されることができる。

また、スケジュール保存部１２５に学習した時間（日付け、月など）及び学習成果（点数など）などに対する情報が保存されて学習した時間または学習成果による次のレベル（過程）の学習板２００が自動にプロセッサ部１１５の制御によって画面に出力されることができ、また使用者が音声または映像で学習した時間及び学習成果を確認することができる。

また、スケジュール保存部１２５は学習板の学習内容を学習する時間に対する時間情報を保存し、当該時間になればプロセッサ部１１５の制御によって音（音声）または映像で学習する時間になったことを知らせることができる。この時、時間情報は使用者が任意に決めて保存した情報であってもよく、時間保存は機能ボタン部１５０を通じて行われることができる。

この時、機能ボタン部１５０を通じて映像録画及び使用者の声（その他多様な音）が録音されている場合、所定の時間に対応する映像または使用者の音声が出力されることができる。従って、子供が出力される親の声を聞いてより親しく学習装置１００に所定の時間に接近するように誘導することができ、また健忘症に備えて指定された時間に学習できるようにすることができる。この時、スケジュール保存部１２５が上記図２に構成される場合、図２の学習装置１００も同一の機能を行うことができることは勿論である。

また、スケジューリングされた学習データの内容がパネル１４５の画面に一括的に表示されて、使用者自身が学習する内容を確認することができ、機能ボタン部１５０を通じて自分のレベルに合う学習データ（または学習板２００）を選択することができる。

従って、より体系的な学習とともに使用者が自分に適合する学習内容を選択することができ、このような具現のためにスケジュール保存部１２５は学習板２００の固有番号をスケジューリング情報とともに保存して、プロセッサ部１１５の制御によって学習板２００の学習段階、学習内容の水準をスケジューリングすることができる。

例えば、固有番号がレベルによって、１段階、２段階、…Ｎ段階に設定されており、現在学習する学習板２００が２段階である場合、使用者が機能ボタン部１５０を通じて次の段階を選択すれば自動に３段階に移動してそれによる学習データが出力される。

一方、図７は本発明のまた他の実施形態による学習装置の原理を示す概念図である。

図１及び図５の学習装置１００は、上述された第１位置認識方法及び第２位置認識方法で説明されたように、学習板２００上の所定位置を指示する指示手段２１０で信号を送受信部１１０に送信すると、送受信部１１０が指示手段２１０の位置を認識するための信号を指示手段２１０に送信し、指示手段２１０から反射された信号を再び受信する原理で指示手段２１０が指示する位置を計算し、位置に対応される学習データを出力する。

一方、図７に示すように、本発明のまた他の実施形態による学習装置１００においては、送受信部１１０で別途の信号を指示手段２１０に送信しなくても指示手段２１０が学習板２００上の所定位置を押した時送信される無線信号を送受信部１１０が受信して指示手段２１０が指示する位置を計算することができる。

この時、本発明のまた他の実施形態による送受信部１１０は受信センサーとして構成され、受信センサーは赤外線信号を受信する赤外線センサー７１０と本体１０１に所定の間隔だけ離隔されて設置され、超音波信号を受信する第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４を含む。

また、指示手段２１０で送信される無線信号は赤外線信号及び超音波信号で、指示手段２１０はオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スィッチを含む接触認知部を含み、接触認知部のスィッチがオンの時に指示手段２１０で赤外線信号及び超音波信号が受信センサーに送信されることができる。ここで、赤外線信号及び超音波信号は、指示手段２１０が学習板２００の外部面と接触する瞬間のみに送信されたり、接触した瞬間以後所定の周期で送信されることができる。

より具体的に説明すると、図７に示すように、使用者が指示手段２１０を利用して学習板２００の所定位置を押すと、指示手段２１０から無線信号（赤外線信号及び超音波信号）が本体１０１の方向に送信される。

そして、指示手段２１０から赤外線信号を受信した赤外線センサー７１０は、オン（ｏｎ）状態になり、第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４が指示手段２１０から送信された超音波信号を受信する。

ここで、赤外線は光の速度で移動するので、赤外線センサー７１０は該信号を直ちに受信し、超音波の場合には、これよりやや遅く第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４に受信される。このような原理を利用して、超音波が第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４に受信される時間が測定される。

即ち、赤外線が赤外線センサー７１０に受信される時間が基準時間になり、該基準時間から超音波が第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４に受信されるのにかかる時間が超音波が指示手段２１０から送信されて第１超音波センサー７２２及び第２超音波センサー７２４まで到逹するのにかかる時間になる。

従って、プロセッサ部１１５は、指示手段２１０から送信されて第１超音波センサー７２２に受信される第１超音波信号によって測定された指示手段２１０と第１超音波センサー７２２との間の距離値と、指示手段２１０から送信されて第２超音波センサー７２４に受信される第２超音波信号によって測定された指示手段２１０と第２超音波センサー７２４との間の距離値と、第１超音波センサー７２２と第２超音波センサー７２４との間の距離値を利用して学習板２００で指示手段２１０が指示する位置を測定する。この時、上述された三角測量法が利用されることができる。

また、プロセッサ部１１５は指示手段２１０が指示する位置に対応する座標値を確認した後、該座標値に対応する学習データを上記出力部１４０を通じて表示する。

図７では、本体１０１とパネル１４５がともに図示されるが、学習装置１００の形態は図１または図５の中の何れか一形態で構成されることができ、それによって学習装置１００の構成要素は図２または図６のモジュールで構成されることができることは勿論である。

上述された学習情報管理部１２０は、キャッシュ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）及びフラッシュメモリー（Ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ）のような非揮発性メモリー素子またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性メモリー素子で具現されることができるが、これに限定されない。

また、図２及び図６に示されたそれぞれの構成要素は、一種の「モジュール」で構成されることができる。上記「モジュール」はソフトウェアまたはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールは何れか役割を果たす。しかしながら、モジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限定される意味ではない。モジュールはアドレッシング可能な保存媒体にあるように構成されることもでき、一つまたはその以上のプロセッサを実行させるように構成されることもできる。構成要素とモジュールで提供される機能はさらに少ない数の構成要素及びモジュールで結合されたり、追加的な構成要素とモジュールでさらに分離されることができる。

以上添付図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は本発明の技術思想や必須な特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施され得ることを理解すべきである。そこで、以上で記述した実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解すべきである。

Claims (17)

1. 学習内容が表示された学習板の上部に位置される本体と；
   上記本体の下側に置かれる上記学習板上の所定位置を指示する指示手段と；を含む学習装置であって、
   上記本体は、
   上記位置を認識するための信号を上記指示手段に送信し、上記指示手段から反射された信号を再び受信する送受信部と；
   上記指示手段との信号の送受信を通じて上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を計算するプロセッサ部と；
   上記プロセッサ部によって計算された上記位置に対応される学習データを出力する出力部と；を含むことを特徴とする学習装置。
2. 上記送受信部は、
   上記本体に所定の間隔だけ離隔されて設置された第１送受信部及び第２送受信部からなることを特徴とする請求項１に記載の学習装置。
3. 上記プロセッサ部は、
   上記第１送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて上記第２送受信部に入射された第１信号によって測定された角度αと、上記第２送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて上記第１送受信部に入射された第２信号によって測定された角度βと、上記第１送受信部と上記第２送受信部との間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を計算することを特徴とする請求項２に記載の学習装置。
4. 上記プロセッサ部は、
   上記第１送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて再び上記第１送受信部に入射された第１信号によって測定された上記第１送受信部と上記指示手段との間の距離値と、上記第２送受信部から上記指示手段に送信された後、上記指示手段で反射されて再び上記第２送受信部に入射された第２信号によって測定された上記第２送受信部と上記指示手段との間の距離値と、上記第１送受信部と上記第２送受信部との間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を計算することを特徴とする請求項２に記載の学習装置。
5. 上記指示手段に送信される信号はＲＦ信号及び超音波信号の中の何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の学習装置。
6. 上記出力部は、
   上記学習データを音声で出力する音声出力部と；
   上記学習データを映像で出力する映像出力部の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の学習装置。
7. 上記指示手段は、
   端部側にスプリング形態に備えられるオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）スィッチを含む接触認知部を含み、上記送受信部は上記接触認知部のスィッチがオンの時上記信号を上記指示手段に送信することを特徴とする請求項１に記載の学習装置。
8. 上記本体は、
   上記学習板の学習内容をデータ化された学習データで保存する学習データ保存部と；
   上記学習板の学習内容を学習する時間に対する時間情報、学習した時間及び学習成果に対する情報の中の少なくとも一つを保存するスケジュール保存部と；をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の学習装置。
9. 上記本体は、
   上記学習板の学習内容に対する学習方法を選択できるボタンと、学習する時間を指定するセッティングボタンと、使用者の音声を録音するための録音ボタンと、映像を録画するための録画ボタンの中の少なくとも一つを含む機能ボタン部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の学習装置。
10. 上記スケジュール保存部は、学習する時間になると録音された音声を出力したり、録画された映像を画面に出力することを特徴とする請求項９に記載の学習装置。
11. 上記本体は、
    外部装置とのデータの送受信を行うインターフェース部をさらに含み、上記インターフェース部は上記学習成果に対する情報を上記外部装置に送って上記外部装置を通じて上記学習成果に対するデータの分析が行われるようにすることを特徴とする請求項８に記載の学習装置。
12. 上記本体は、上記学習板の学習内容をスキャンしてイメージ化し、イメージ化された学習板の学習内容を上記学習データに生成するスキャン部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１の中の何れか一項に記載の学習装置。
13. 学習内容が表示された学習板の上部に位置される本体と、上記本体の下側に置かれる上記学習板上の所定位置を指示し、無線信号を上記本体に送信する指示手段とを含む学習装置であって、
    上記本体は、
    上記指示手段から送信される無線信号を受信する受信センサーと；
    上記受信センサーに受信された無線信号を利用して、上記指示手段が指示する上記位置を計算するプロセッサ部と；
    上記プロセッサ部によって計算された上記位置に対応される学習データを出力する出力部とを含むことを特徴とする学習装置。
14. 上記無線信号は赤外線信号及び超音波信号であり、上記受信センサーは上記赤外線信号を受信する赤外線センサーと上記本体に所定の間隔だけ離隔されて設置され、上記超音波信号を受信する第１超音波センサー及び第２超音波センサーからなることを特徴とする請求項１３に記載の学習装置。
15. 上記赤外線センサーは上記指示手段から赤外線信号を受信するとオン状態になって上記第１超音波センサー及び上記第２超音波センサーが上記指示手段から送信された超音波信号を受信するようにすることを特徴とする請求項１４に記載の学習装置。
16. 上記プロセッサ部は、
    上記指示手段から送信されて上記第１超音波センサーに受信される第１超音波信号によって測定された上記指示手段と上記第１超音波センサーとの間の距離値と、上記指示手段から送信されて上記第２超音波センサーに受信される第２超音波信号によって測定された上記指示手段と上記第２超音波センサーとの間の距離値と、上記第１超音波センサーと上記第２超音波センサーとの間の距離値を利用して上記学習板で上記指示手段が指示する上記位置を測定することを特徴とする請求項１３に記載の学習装置。
17. 上記指示手段は、端部側にスプリング形態に備えられるオン／オフスィッチを含む接触認知部を含み、上記接触認知部のスィッチがオンの時上記赤外線信号及び超音波信号を上記受信センサーに送信することを特徴とする請求項１６に記載の学習装置。

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