儿童时钟 【技术领域】
本发明涉及用于可见地表示时间流逝的表达方式(language)和装置，更具体地涉及一种特别适于儿童的时钟。
背景技术
用于可见地表示时间流逝的设备包括从诸如日晷和沙漏的对缓慢运动的物理现象的具体例示到随着特定的运动或显示技术(即，刻度盘时钟和数字时钟)而发展的更加随意的形式。这些随意表达相对于产生它们的原始机制而长期存在，并已进入表达方式领域，保持它们对于一天的时间的含义而不管如何生成可见图像。因此，由于爱好和易读性，我们可能喜欢我们计算机的屏幕上或我们手腕上的“数字”或“刻度盘”时钟界面。在可见表示中产生变化的机制可以基于原子衰减、压电脉冲、机械运动或任何其它现象，而不影响表示的最终表达方式。尽管是随意的，但是刻度盘和数字时钟这两种主要表达方式已被普遍接受，用于在世界大部分地方用作符号标记或标志。
已经提出了很多建议来改变和替代这两种主要表达方式，以改善易读性、美观性或其它因素。现有技术包括表示小时、分钟和其它可接受的时间划分的新方法。可以想象，显示可以基于其它时间划分或者表示时间的流逝而不表示划分本身。
表示时间的标准系统取决于对在静止界面中数字的可见表示地熟悉程度和对作为指示器的时钟指针的理解。这种界面已经过实践检验不适合于儿童。理解标准时间表示要求儿童处于下述成长阶段，该阶段比儿童可以理解时间流逝的概念的阶段更高。由于这种失调，使得通常存在下述的延长阶段，在该阶段儿童能够理解一些时间概念，但是由于难于理解书面的数字以及理解指针位置的含义，而妨碍儿童对时间概念的理解。
在现有技术中，已知多种试图使儿童更容易分辨时间的装置和方法。对现有技术进行回顾来说明它们各自的和共同的缺点。
授予Hathaway的美国专利2,493,138描述了一种标准时钟形式的时间示教装置(time teaching device)，其安装有写有诗句(verse)的面板。使用动物图片和类似物放大数字标记，并且将时钟的指针设计成故事书人物Jack和Jill的形式。Hathaway提出了一种具有时钟机构驱动指针的运行版本和演示版本，在该演示版本中仅能手动地拨动指针。写在装置上的诗句是指时钟指针上的图片和人物，使它们以故事书的形式与儿童一天的时间相关。Hathaway并没有提出表示时间的新方法，而仅仅是将另外的可识别的形状安装到时钟的各个区段及其指针上。仍保留了用于区分时钟的两个指针以及将指针的位置与钟面的特定区段相关联所必需的认知步骤。
授予Cordova，Jr.的美国专利5,526,327描述了一种显示装置和方法，用于通过选择性地以及渐进地“填充”表示小时、分钟、秒和十分之一秒的预定区域来表示时间流逝。用户通过注意有多少给定区域被填充来分辨时间。该显示装置被构造成各种形状，可将这些形状的不同部分分配给各种时间分度。尽管Cordova提出了一种表示时间流逝的新方法，但是在易读性或可理解性方面没有实现改进。
Cordova的另一缺点是表示的固有不准确性。用户需要计算部分与整体的关系来确定12或24小时范围内的小时。这在认知上是困难的，并且容易导致一个或两个小时的读取误差。另一缺点在于对诸如表示秒或十分之一秒的小时间分度的表示。根据Cordova的装置通过快速闪光而在短时间间隔内表示时间流逝，这降低了整个显示装置的易读性和明确性。
授予Bruskewitz的美国专利5,044,961描述了一种设计成儿童可理解的便携式儿童活动定时器。根据Bruskewitz的装置除了用数字显示剩下多少时间并在所定时的时间段结束时通过声音来进行提示之外，还以图形的方式表示了所定时的活动或者儿童正在等待的活动。根据Bruskewitz的装置仅在定时特定时间间隔时有用，并且没有提出一种表示一天的时间划分的新方法。在定时器上的图片涉及具体情形或事件，并且总的来说并没有与一天的时间相关联。
在授予Ingold的瑞士专利540 542、授予Rancati的美国专利3,608,214、授予Brooks的美国专利3,967,389、授予Totten的美国专利4,124,945和授予Grimes的美国专利4,219,943中提出了其它被构造用来教导儿童分辨时间的技能的装置，所有这些装置描述了时间分辨示教装置或示教时钟的概念的多种变化。这些装置并不是实际的时钟，而是包括其上印有图片和颜色的各种圆盘、环和指针的教具，这些圆盘、环和指针可手动地绕中心轴转动，以显示钟面的模拟。尽管使用颜色来表示一天中的各个小时，但是这些装置并没有提出新的分辨时间的表达方式。
因此，需要一种为儿童设计的时钟，这将非常有益，该时钟使用熟悉的图像和颜色来表示时间，使儿童熟悉时间流逝的概念、分辨时间并将给定的可视图像与一天的时间相关联。此外，需要一种表示和分辨时间的方法，这将非常有益，该方法对于成长中的能够识别图像和颜色的任何人都是易于理解和掌握的。
【发明内容】
本发明提供了一种使用时间流逝的可见表示的另选表达方式的装置，该装置对于任何用户都易于读取和理解，尤其是在儿童成长的最早可能阶段也能读取。
本发明涉及一种时钟，该时钟使用颜色和可识别的图像以儿童可理解的方式来表示时间的流逝和一天的时间。例如，如在传统的钟面中一样，表示12或24小时的区段围绕圆形表面的圆周设置。然而，不使用指针来表示小时，而是通过出现在适当区段中的彩色区域来指示适当的小时。表示一小时的大约30°的各个区段都具有图示，例如是诸如动物的可识别符号，其始终固定在合适的位置。
各个图示的至少一部分是透明的，以使得可以通过这些透明部分或窗口看到位于钟面后面的彩色盘的一部分。当在本说明书和随后的权利要求书中使用时，术语“窗口”是指本实施例的组件的一部分，通过它可看到离得较远的组件，而不管是否通过较近组件中的开口孔或通过该较近组件的透明部分看到该较远组件。
将该彩色盘分成各种颜色的区域，这些颜色表示分钟或其它的时间细分。彩色盘转动，使得可以通过符号的各个窗口看到连续的着色区域。通过这种方式，通过特定颜色和特定可识别符号的关联(例如，黄色的海豚或蓝色的猫)来表示一天的时间。可以通过改变颜色来改变本发明时钟的时间分辨率。本发明的一个实施例每10分钟改变一次颜色，但是应清楚这些时间间隔可以是5分钟、12分钟或任何其它时间段(但通常至少为长时间段的一半：因此，如果长时间段为1小时，则各个短时间段为大约30分钟或更少)。可以通过改变彩色盘上的颜色的图案或浓度或者通过渐进地在该区域充满颜色来实现分辨率的进一步增大。在任何情况下，时钟的计时机构的准确度和精度处于秒或小数秒的量级，以与标准时钟技术保持一致，并且存在下述选择，即，以比仅由颜色表示更精细的分辨率来显示同时读取的时间。该同时读取使得能够适当地设置时钟，并为那些能够读取该时钟的人提供更高的精度。本发明的优选实施例使用通过一组或更多组印刷在彩色盘上的数字表示的精确分钟显示来补充基于颜色的显示。
在本发明的一个优选实施例中，例如在转动的彩色盘和固定的符号盘之间设置第三个独立转动的遮蔽盘，交替地遮蔽和显示转动的彩色盘上的连续符号。这种选择性的显示也可以通过将该第三遮蔽盘设置在半透明或透明的前部盘的后面，并且从时钟后面提供自然或人工照明来实现。这种选择性显示也可以通过其它电子、电化学或机械装置来实现。
在本发明的另一优选实施例中，将例如位于钟面中心处的第四活动盘分成绘制有适于当天不同时间的活动的多个部分。该盘也被钟面部分地遮蔽，并且转动以连续地显示连续图形。该活动盘的转动是连续或不连续的，并且在一些优选实施例中该活动盘的转动是可编程的。在任一时刻，该活动盘都显示与一天的特定时间相关的一系列活动中的一个。
本发明的另一优选实施例可由所有年龄的盲人或弱视人员读取，同时特别适于儿童读取。在该优选实施例中，彩色盘由纹理盘替代，该纹理盘在各个区域中具有变化的触觉特性。在该实施例中，该遮蔽盘和时钟的前面必须穿孔，以使触摸时钟面的人可以感知到后面的纹理盘的变化的触觉特性。在该优选实施例中，该时钟面上的符号具有三维或者触觉上可区分的特性。作为其它特征，可以将与特定时间相关的听觉提示加入到该实施例或其他实施例中。
本发明克服了现有技术中所述的缺点，并提供了一种时钟，该时钟可由具有记忆和识别颜色以及符号(例如，动物)的能力的任何人读取。该时钟尤其适于儿童，并被设计用来提供一种有用的时间表示和过渡教育工具，以方便通过其它方法来分辨时间。与一些前述示例不同，本发明提供了一种始终精确的具有实际功能的时钟。
此外，本发明提供了一种儿童时钟，该时钟固定地将给定的可识别图像与特定的时间相关联，以使得可以在钟面范围的外部识别图像/时间标记或关联。这种图像可以用于针对学前儿童的其它媒介。例如，用于即将开始的电视节目的广告可以附带根据本发明的时间分辨表达方式来表示时间的图像。
如在任何二维可视化显示的情况下一样，所提出的表达方式及其变化的标记可以在计算机显示器上实现。不排除将计算机显示器或其它电子显示器作为显示所提出的时间分辨表达方式的装置，本发明的优选实施例提供了一种独立机构，它使用本发明的表达方式来表示时间流逝。
此外，所提出的表达方式适于再现，并用于打印和印刷的其它传统方法中。这种印刷的某些较为实用的示例是公告牌或磁板，其具有设计用来示教所提出的表达方式的可移动图形。示教所提出的表达方式的书可以是静态的或者包括再现本发明的转动机构的移动部分。同样，可以生产根据本发明的时钟的非功能模型，以用作为教育工具。
除了将所述表达方式作为在两种表示时间的表达方式之间的过渡装置以外，这些解决方案中的任何一种也可以如同在那些标准时钟里一样使用标准回转时钟指针。当用于该说明书和随后的权利要求书中时，术语“标准时钟”是指转动刻度盘时钟或手表，其使用使时针和分针指示器回转以指向钟面各个部分的惯用方法。
本发明的另一优选实施例除了主时钟之外，还提供了第二装置，其使用两个或更多个传统的时钟指针来指示有效的图示和有效的颜色。该第二装置对于在表示时间的两种系统(标准时钟系统和本发明的系统)之间进行翻译是有用的，并且尤其适于用作母表(parent’s watch)以有助于在两种表示之间快速翻译时间概念。
因此，本发明提供了一种基本上为标准时钟的第二装置，其具有钟面、时针和分针，围绕该钟面径向分布有多个图示，每一个图示都与一小时相关联，其中，如下述分布这些图示，即，在任一时刻时针基本上指向单个图示。通过这种方式，例如该第二装置的成年用户看见时针基本指向接近12点的狮子，并认为狮子与12:00到12:59之间的时间段相关联。另外，本发明的第二装置具有与分针相关联的颜色指示系统，其中不同的颜色与一时间划分相关联，该时间划分小于一小时。应该清楚，与第二装置的各种颜色相对应的时间划分具有与本发明的儿童时钟相当的长度。
在本发明的一个特征中，颜色指示系统和分针的关联在于第二装置的一部分的颜色的改变，并且该颜色的改变取决于分针的取向。例如，能够产生四种不同颜色的LED根据该分针的取向以一种颜色点亮，当分针指示一小时的第一刻钟时点亮第一种颜色，当分针指示一小时的第二刻钟时点亮第二种颜色，当分针指示一小时的第三刻钟时点亮第三种颜色，而当分针指示一小时的第四刻钟时点亮第四种颜色。优选地，颜色的改变是分针自身的颜色改变。
在本发明的另一特征中，颜色指示系统和分针的关联在于围绕第二装置的钟面径向分布的颜色的设置(参见图10)。根据该特征，根据本发明的方法，第二指针实际上指向表示较短时间划分的适当颜色。
根据本发明的原理，提供了一种用于指示一天的时间与事件的关联的装置，其具有显示基板(例如，电子显示器、公告牌、磁板(其上粘贴有磁体的板)或允许其它物体机械附着在其上的板)和主要为一种颜色的图示以及事件的图示，其中该主要为一种颜色的图示指示长时间段(根据本发明的原理)，且该图示的主要颜色指示该长时间段的细分。因此，在基板上附着有事件和其所完成的时间，其中使用本发明的时间分辨表达方式来表示该时间。
本发明的另一优选实施例对较短的时间段使用所提出的表达方式，并且作为活动定时器很有用。
【附图说明】
在此，仅通过参照附图以示例的方式来描述本发明，在附图中：
图1是本发明优选实施例的钟面盘的主视图；
图2是本发明优选实施例的活动盘的主视图；
图3是本发明优选实施例的小时遮蔽的主视图；
图4是本发明优选实施例的彩色盘的主视图；
图5是本发明优选实施例的钟面盘、小时遮蔽、彩色盘和活动盘的分解立体图；
图6是本发明优选实施例的剖面侧视图；
图7是本发明优选实施例的彩色盘的详细主视图；
图8是本发明另一另选的优选实施例的彩色盘的主视图；
图9是显示本发明实施例的计算机的立体图；
图10是本发明的另一另选的优选实施例的主视图；
图11是本发明的另一另选的优选实施例的主视图；以及
图12是显示本发明实施例的计算机的立体图。
【具体实施方式】
本发明的装置涉及时钟，该时钟使用颜色和可识别的图像以儿童易于理解的方式来表示时间流逝和一天的时间。
参照附图和下面的描述可以更好地理解根据本发明的装置的原理和操作。
应该清楚，附图的细节是非限制性的示例，并且专门用于仅示例性地说明本发明的优选实施例的目的。因此，仅描述理解本发明所必需的细节。下面的描述以及附图使本领域的技术人员明白如何实现本发明。
图1是钟面盘12的详细主视图。使用大致沿圆形设置的一系列小时图示22对钟面盘12进行压印或印刷。通过至少一个透明的或被移除的窗口24对各个小时图示22进行开口，通过该开口至少可以部分地看见其它盘(参见图1的下方和图1)。在各个小时图示22和钟面12的中心之间设置另一小数时间窗口26。另外，将活动窗口28设置在钟面12的中心附近。在所述实施例中，当垂直于钟面12的半径测量时，窗口24的宽度大约为6°，但是在一另选实施例中，通过与彩色盘的运动和分区相配合，该宽度可以为12°或者任何其它宽度。
图2是活动盘14的主视图。使用表示活动的活动图示30对活动盘14进行压印或印刷。
图3是小时遮蔽16的主视图。小时遮蔽16具有实心或不透明部分32和透视窗口，该透视窗口为透明的或者为窗口34。
图4是彩色盘18的主视图。彩色盘18被分为多个径向部分36，以可以相互区分的各种颜色和图案对这些径向部分36进行压印或印刷。径向部分36也可以印有一个或多个符号38。这些符号可以表示例如分钟的时间划分。将径向部分36进一步分为多个小部分40，这些小部分40也可以压印或印刷有可以彼此区分的各种颜色或图案或者图示。
图5是组装根据本发明优选实施例的钟面盘、小时遮蔽、彩色盘和活动盘以构成本发明时钟的单个显示组件时的分解立体图。显示组件10由钟面盘12、活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18组成。钟面盘12、活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18都可以分别绕公共几何轴20转动。当钟面盘12保持固定时，一机构(未示出)根据时间间隔的时间表使活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18转动。活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18的转动使得在任何时刻小时遮蔽16的透视窗口34都位于单个小时图示22的后面，使得能够通过适当的小时图示22看到彩色盘18的着色部分36。通常，但并非必须，小时遮蔽32在顺时针转动30°之前在钟面盘12的后面保持固定一小时的时间。在任何时候，仅在一个小时图示22的后面显示颜色，用于指示特定的小时。彩色盘18通常但并非必须在一小时内转动一整周，使得可以通过窗口24和透视窗口34看到连续的颜色。总体效果是有效的或所指示的小时图示22显示出特殊的颜色，而所有其它图示显示出灰色或其它这种“中性”颜色。当彩色盘18转动时，在小时图示22的轮廓内可见颜色发生改变，以可见地表示小于一小时的时间间隔的流逝。在所述优选实施例中，彩色盘每分钟转动6°，从而看到新的部分36，并且在10分钟后，看到第二种颜色。此外，彩色盘18在每一小时结束时都另外转动30°，以开始下一图示的颜色循环。应该清楚，可以使用任何时间间隔。与小时遮蔽16和彩色盘18的转动无关，活动盘14在给定的时间间隔转动，以通过活动窗口28显示连续的活动图示30。尽管在图5中所示的活动窗口28大致为180°，但是应该清楚在其它实施例中活动窗口28可以更小。
在任何时候，出现单个连续的活动图示30，用于指示一天的该时刻的特定活动。在图1到图5所示的优选实施例中，活动盘14表示以24小时的周期循环的曰间和夜间，但是可以使用任何时间间隔或任何数量的活动图示。
图6是本发明优选实施例的侧剖视图。将后部76安装到钟面12上以形成封闭壳体77。在壳体77的内部设置机件(movement)78和显示组件10。显示组件10由分别通过心轴80与机件78相连的活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18组成。机件78使活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18以不同的速率转动。
图7是彩色盘18的详细视图。在图7中，通过由各种阴影线图案表示的各种颜色对多个部分36进行着色。在任何特定颜色的区域中，也可在视觉上彼此区分多个部分36。图6的彩色盘18的外部包括紫色区域42、蓝色区域44、绿色区域46、红色区域48、橙色区域50和黄色区域52。表51表示各种颜色及其阴影线图示之间的对应关系。在靠近彩色盘18的中心的区域中印制较小的彩色区域。黄色区域52的可见临近区域为橙色区域62、红色区域60、绿色区域58、蓝色区域56和紫色区域54。将相似的区域设置在蓝色区域44、绿色区域46、红色区域48和橙色区域50附近。这些较小的彩色区域可以通过钟面盘12的窗口26看到，并且用于指示保留某一小时的哪一部分，以及按顺序接着要出现哪种颜色。
活动盘14、小时遮蔽16和彩色盘18以不同的速率转动，以使彩色盘18的着色区域42、44、46、48、50和52按定时的顺序连续可见地通过钟面12的窗口24。具体地，在图1到图6所示的优选实施例中，活动盘14根据可编程定时器每24小时转动180°两次，小时遮蔽16每60分钟顺时针转动30°，而图6的彩色盘18每分钟顺时针转动6°，且另外与小时遮蔽16一起每60分钟顺时针转动30°，以使彩色盘18的着色区域42、44、46、48、50和52可通过表面12的窗口24并通过小时遮蔽36的透明窗口34每10分钟可见一次，使各个部分36每一分钟可见一次，而小时遮蔽16的不透明部分32通过钟面12的所有其它窗口24和26可见。这种盘和转动的组合通过显示颜色对于每12小时中的一小时激活一图示22，并且通过改变图示22内的颜色来表示较小的时间增量。可以通过在彩色盘18的各个楔形部分36中引入变化的图案来实现进一步的分辨率。此外，在活动盘14上所示的交替活动图示30在一天的不同时间可以通过钟面12的窗口28看到。另一优选实施例使彩色盘18每2分钟转动12°，从而使得窗口24能够在与钟面12的半径垂直的方向上具有相当于12°的宽度。
图8是彩色盘18的第二实施例的详细视图。在图8中，将彩色盘18分成72个由各种阴影线图案表示的着色部分。可见区域为紫色区域74、蓝色区域72、绿色区域70、红色区域68、橙色区域66和黄色区域64。如在前一实施例中一样，彩色盘18在钟面盘12和小时遮蔽16的后面转动，以使得可以通过小窗口34和24看到连续的着色部分。这些着色部分在可见时表示短于一小时的时间间隔的流逝。在该实施例中，彩色盘18每分钟转动6°，而小时遮蔽16每小时顺时针转动30°。不需要彩色盘18的额外转动。在该实施例中，钟面盘12的开口或透明窗口必须在与钟面的直径平行的方向上较小，并且从钟面的中心适当地偏离。各个着色部分与钟面盘12上的一特定图示相关。
在图9中示出了本发明的装置的另一实施例，该装置由包括电子显示设备(计算机监视器)76和台式计算机78的组件构成。在电子显示设备76上显示了在外观上与小时图示22基本相似的图像。该图示22可以全部或部分地着色或者在视觉上可以区分，并且可以改变着色以指示短于一小时的时间间隔的流逝。
本领域的技术人员应该清楚，在显示设备76上也可以同时显示多个小时图示22，并且例如通过颜色来区分有效图示22和无效图示。
图10表示本发明的另一优选实施例，其适于同时根据传统的转动刻度盘范例以及根据所述符号/颜色表达方式来表示一天的时间。该实施例使用具有钟面的标准转动刻度盘时钟，该钟面唯一地用于显示时间流逝的标准转动图示和本发明的图示。在该实施例中，分针80和时针82设置在钟面83的前面，该钟面83包括两个不同的同心圆形盘区。在这两个盘区之一中，以基本圆形排列的方式绘制有一系列符号86，而将另一盘区分成多段可见的不同区域84，例如不同的颜色。尽管只设置指针80和82就足以使熟悉阅读转动刻度盘时钟的人分辨时间，但是将符号和颜色用于使那些学习了本发明的时间分辨表达方式的人可以阅读本发明的时钟。在该实施例中，短针指向一用于指示小时的符号或图形，而长针指向一种用于指示该小时的细分的颜色。此外，该实施例用作过渡表示，并用作将一种表达方式迅速翻译成另一种表达方式的装置。
图11表示本发明的另一实施例。板88是可移动图形90的背景，可移动图形90以所述符号/颜色表达方式来表示时间，并且可以与表示与时间相关的概念(例如活动)的其它可移动图形92相关联。
图12表示本发明的另一优选实施例。在该实施例中，电子显示设备94显示了在外观上与小时图示96基本相似的图像。这些图示96可以全部或部分地着色或者在视觉上可以区分，并且与对应的时间相关图示98(例如，电视节目的静止或动画表示)一起设置成表格形式；从而该表格可理解为完全以图形方式示出的时间表。
尽管已结合本发明的具体实施例描述了本发明，但是很明显，对于本领域的技术人员显然可以进行多种替换、修改和变化。因此，本发明旨在涵盖所有落入所附权利要求的精神和广阔范围内的这种替换、修改和变化。