(57)【要約】本発明は、選択の余地のある複数の問題から選択した１つの問題に答えるために複数のブロックを並べることにより、図画、文字、言葉等をしっかりと覚えることができるブロックを用いる知育装置を提供するものである。問題表示パーツ置き場２３に問題ブロックを挿入する。問題判別手段４１が、問題を判別する。判定処理手段５１内に、問題判別手段４１が判別した問題に対応する正解データを正解データ記憶手段５５から選択する正解データ選択手段５３を設ける。選択及び配置結果判定手段５７を、正解データ選択手段５３が選択した正解データに基づいて選択及び配置結果を判定するように構成する。
2003096301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四面以上の外側面を有し且つ少なくとも一つの前記外側面に絵，文字，記号，図形，写真等の表現の一部または全部が表示された複数のブロックと、
前記複数のブロックから選択された複数の選択ブロックを置く複数の選択ブロック置き場からなる１以上の選択ブロック・ステーションを備えた本体と、
前記１以上の選択ブロック・ステーションの前記複数の選択ブロック置き場に置かれた前記複数の選択ブロックの種類及び配置関係に基づいて、前記複数の選択ブロックの選択結果及び配置結果を判定して所定の処理を行う判定処理手段と
問題が表示された複数の問題表示パーツと、
前記本体に設けられて前記複数の問題表示パーツから選択された１以上の問題表示パーツを置く１以上の問題表示パーツ置き場と、
前記１以上の問題表示パーツ置き場に置かれた前記１以上の問題表示パーツにより提示された問題を判別する問題判別手段とを備え、
前記判定処理手段が、前記問題判別手段により判別された前記問題に対応する正解データと、前記複数の選択ブロック置き場に置かれた前記複数の選択ブロックの種類及び配置関係とに基づいて、前記複数の選択ブロックの選択結果及び配置結果を判定するように構成されていることを特徴とするブロックを用いる知育装置。
【請求項２】
前記複数の問題表示パーツは前記複数の選択ブロックとは別に用意され
前記１以上の問題表示パーツ置き場は前記複数の選択ブロック置き場とは別に用意されていることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項３】
前記複数の選択ブロックの一部が前記複数の問題表示パーツとして兼用され、
前記複数の選択ブロック置き場の予め定めた１以上の前記選択ブロック置き場が前記１以上の問題表示パーツ置き場として兼用されることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育玩具。
【請求項４】
前記判定処理手段は、予め定めた複数の正解データを記憶する正解データ記憶手段と、前記問題判別手段が判別した前記問題に対応する正解データを前記正解データ記憶手段から選択する正解データ選択手段と、前記複数の選択ブロックの種類及び配置関係と、前記正解データ選択手段が選択した前記正解データと前記複数の選択ブロック置き場に置かれた前記複数の選択ブロックの種類及び配置関係とに基づいて、前記選択及び配置結果を判定する選択及び配置結果判定手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項５】
前記判定処理手段は、１つの前記選択ブロック・ステーションを構成する前記複数の選択ブロック置き場に、１つの前記選択ブロックが置かれるたびに前記選択ブロックの選択及び配置が正しいか否かを判別してその結果を表示手段を用いて表示する個別判定手段を含んでいる請求項４に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項６】
前記表示手段が音声で結果を表示する音声表示手段である請求項５に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項７】
前記選択及び配置結果判定手段は、１つの前記選択ブロック・ステーションを構成する前記複数の選択ブロック置き場に、予め定めた時間内に最初の前記ブロックが置かれない場合には、前記最初のブロックを前記複数の選択ブロック置き場の一つに置くことを前記音声表示手段を用いて催促する機能を有している請求項４に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項８】
前記複数のブロックは、Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）種類以上のグループに分けられ、
前記本体は前記Ｎ種類のグループに対応するＮ箇所の前記選択ブロック・ステーションを備えており、
前記正解データ記憶手段に記憶されている前記正解データは、前記Ｎ箇所の前記選択ブロック・ステーションに対応するＮ種類の正解を含む正解データ群によって構成されており、
前記選択及び配置結果判定手段は、予め定めた優先順位に従って、前記正解データ選択手段が選択した前記正解データを構成する正解データ群に基づいてＮ箇所の前記選択ブロック・ステーションにおける前記選択及び配置結果をそれぞれ判定するが、優先順位の高い前記選択ブロック・ステーションにおいて正解が得られなければ、それよりも優先順位の低い前記選択ブロック・ステーションにおける判定を実行しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項９】
前記Ｎ種類のグループは、複数個の前記ブロックの特定の前記外側面が組み合わされて、図形等の絵柄を表示する絵柄グループと、複数個の前記ブロックの特定の前記外側面が組み合わされて特定の言葉を表示する文字グループとを含んでおり、
前記Ｎ箇所の選択ブロック・ステーションは、前記絵柄グループに含まれる複数の前記ブロックから選択した前記複数の選択ブロックが置かれる絵柄選択ブロック・ステーションと、前記文字グループに含まれる複数の前記ブロックから選択した１以上の前記選択ブロックが置かれる文字選択ブロック・ステーションとからなり、
前記選択及び配置結果判定手段の前記優先順位は、前記絵柄選択ブロック・ステーションの判定を前記文字選択ブロック・ステーションの判定に優先するように定められている請求項８に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１０】
前記文字選択ブロック・ステーションは一列に並んだ前記複数の選択ブロック置き場によって構成されており、
前記文字選択ブロック・ステーションを構成する前記複数の選択ブロック置き場にそれぞれ対応して複数の発光表示部が設けられて構成された発光表示列と、
前記正解データ選択手段が選択した前記正解データに含まれる正解の言葉の語数を判別して、前記語数の数に相当する数の前記複数の発光表示部を前記発光表示列の一端から他端に向かって順番に発光表示させる発光表示ドライブ回路とを更に備えていることを特徴とする請求項９に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１１】
前記発光表示ドライブ回路は、前記選択及び配置結果判定手段が前記絵柄選択ブロック・ステーションの正解判定を終了した後に、前記発光表示を実行することを特徴とする請求項１０に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１２】
前記選択及び配置結果判定手段は、前記文字選択ブロック・ステーションに置かれた複数の前記選択ブロックのすべての選択結果及び配置結果が正解であることを判定した後に、前記正解の言葉を前記音声表示手段から音声表示するように構成されている請求項４に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１３】
前記正解の言葉を前記音声表示手段から音声表示した後に、自動的にまたは選択された場合に限り、前記正解の言葉の他の言語による音声表示を前記音声表示手段から出力させる他言語音声表示出力手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１４】
前記問題表示パーツは、四面以上の外側面を有し且つ少なくとも一つの前記外側面に表示された絵，文字，記号等の表現により前記問題の一部または全部を表示するブロック構造を有しており、
前記問題表示パーツには、前記問題表示パーツ置き場に置かれたときに、前記問題判別手段が前記問題を判別する際に利用する被識別手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１５】
前記問題表示パーツとして兼用される前記選択ブロックの少なくとも一つの前記外側面には、絵，文字，記号等の表現により前記問題の一部または全部が更に表示されている請求項３に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１６】
前記被識別手段が前記四面以上の外側面の少なくとも１つの外側面に対応して設けられた少なくとも１つ以上の電気抵抗手段からなり、
前記問題表示パーツの前記外側面には、前記問題表示パーツが前記問題表示パーツ置き場に置かれたときに、前記問題表示パーツ置き場に設けられた一対の本体側端子電極と接触して前記電気抵抗手段を前記一対の本体側端子電極と電気的に導通させる少なくとも一組の一対のパーツ側端子電極が配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１７】
前記被識別手段が前記四面以上の外側面の少なくとも１つの外側面に設けられた１以上の凹部からなり、
前記問題表示パーツ置き場側にはキートップが前記外側面によって押されるとオン状態になる複数の電気的スイッチ手段が配置され、
前記１以上の凹部は前記キートップが嵌った状態において前記電気的スイッチ手段をオフ状態に維持するように構成され、
前記問題判別手段は前記複数のスイッチ手段の電気的状態に基づいて前記問題を判別することを特徴とする請求項１４または１５に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１８】
前記複数のブロックには、前記選択ブロック置き場に置かれたときに、前記選択及び配置結果判定手段が前記ブロックの前記種類及び配置関係を判別する際に利用される被識別手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項１９】
前記被識別手段が、少なくとも１つの前記外側面に対応して設けられた少なくとも１つの電気抵抗手段からなり、
前記ブロックの前記外側面には、前記ブロックが前記選択ブロック置き場に置かれたときに、前記選択ブロック置き場に設けられた一対の本体側端子電極と接触して前記電気抵抗手段を前記一対の本体側端子電極と電気的に導通させる少なくとも一組の一対のブロック側端子電極が配置されていることを特徴とする請求項１８に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項２０】
前記被識別手段が少なくとも１つの前記外側面に設けられた１以上の凹部からなり、
前記選択ブロック置き場側にはキートップが前記外側面によって押されるとオン状態になる複数の電気的スイッチ手段が配置され、
前記１以上の凹部は前記キートップが嵌った状態において前記電気的スイッチ手段をオフ状態に維持するように構成され、
前記選択及び配置結果判定手段は前記複数のスイッチ手段の電気的状態に基づいて前記ブロックの前記種類及び配置関係を判別することを特徴とする請求項１８に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項２１】
前記複数の電気的スイッチ手段は複数のプッシュオンスイッチであり
前記複数のプッシュオンスイッチに押圧力を付与する複数のキートップが弾性変形可能な連結手段により連結されていることを特徴とする請求項２０に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項２２】
前記問題判別手段並びに前記選択及び配置結果判定手段は、前記複数の電気的スイッチ手段の前記電気的状態が予め定めた所定時間同じ状態を継続している場合に、前記電気的状態に基づいて判別動作を行い、前記電気的状態が前記予め定めた所定時間同じ状態を継続しない場合にはエラーの判別をすることを特徴とする請求項２０に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項２３】
前記本体は、前記１以上の選択ブロック・ステーション及び前記判定処理手段が配置された本体ケースと、前記本体ケースの下部領域内に引き出し可能に収納されて前記複数のブロック及び前記問題表示パーツを収納する収納トレイとから構成されている請求項１に記載のブロックを用いる知育装置。
【請求項２４】
前記複数の選択ブロック置き場には、各選択ブロック置き場を識別するための識別マークが表示されている請求項１に記載にブロックを用いる知育装置。
【請求項２５】
前記複数の選択ブロック置き場の底壁部の表面には、前記識別マークとして用いられる数字がそれぞれ表示されている請求項２４に記載のブロックを用いる知育装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数のブロックの組み合わせにより子供の想像力や知識を育てる知育装置に関するものである。
背景技術
特開２０００−３３４１８０公報には、複数の文字ブロックを任意に組み合わせて所定の場所に並べると、その並べられた複数の文字ブロックにより構成される言葉を音声で出力する幼児教育用の知育玩具が開示されている。この従来の知育玩具では、自由に文字ブロックを選択して所定の場所に並べると、ブロック文字認識手段が各文字ブロックに予め設けられた磁気コードパターンを読み取り、並べられたブロックの文字列からなる言葉を音声手段から出力する。そして文字列が予め辞書に登録されている言葉であれば、その言葉に対応した絵をモニタに映し出したり、その言葉に対応した歌を音声手段から出力する。
また特開平１０−２０１９４６号公報には、ジグソーパズルを完成すると、完成した図画に示された動物の鳴き声を音声信号で出力する知育玩具が開示されている。このジグソーパズルでは、ピースの両面に絵が描かれているため、２種類の動物の鳴き声を聞くことができる。
前者の知育玩具では、単に複数の文字ブロックを並べれば、その文字ブロックによって構成される文字列からなる言葉が特に意味の無いものも含めて全て音声出力される。仮に文字列によって表現された言葉が予め用意した辞書に載っている言葉であれば、その言葉に関連する画像や音楽が出てくる。しかしながら幼児にとっては、文字ブロックを並べるための問題がハッキリしないため、文字列によって表現された言葉とその言葉の意味とが直ちに結びつかない問題がある。これは、文字ブロックを並べる段階で、文字ブロックを並べる問題が存在しないためである。また文字を組み合わせて言葉を作るという知育効果は得られるものの、その言葉に対応した画像がモニタに出てくるため、絵柄を組み合わせて特定の図画を完成させることにより想像力を高めるという知育効果を期待することができない。また後者の知育玩具では、想像力を高めることができるものの、２種類の図柄を作りあげるという問題しかなく、問題の選択の余地はほとんどない。しかも後者の知育玩具では、文字を必要としないために、言葉と文字を幼児に覚えさせることができない。
本発明の目的は、選択の余地のある複数の問題から選択した１つの問題に答えるために複数のブロックを並べることにより、図画、文字、言葉等をしっかりと覚えることができるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、問題に答えるためにブロックを配置するたびに、選択したブロックが正しいか否かを表示できるようにして、スムーズに知育効果を高めることができるようにしたブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、選択した１つの問題に対して、ブロックの選択と配置により、複数種類の回答を出すことを要求して、効率的に知育効果を高めることができるようにしたブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、回答の順番に優先順位をつけることにより、方針を持って教育を行うことができるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、絵柄グループに含まれるブロックを選択して絵柄の回答を出した後でなければ、文字グループに含まれるブロックを選択して文字の回答ができないようにして、絵柄またはイメージと言葉とを常にリンクさせることにより、想像力と語力の両方を高めることができるようにしたブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、回答の文字数を表示して回答を容易にしたブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、回答の優先順位を視覚によって使用者に表示することができるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ある言葉を他の言語でどのように表現するのかを併せて覚えることができるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、安価に提供できるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、小型化が容易なブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、動作精度の高いブロックを用いる知育装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、使用するブロックの数を少なくしても、多種類の問題を提示することができるブロックを用いる知育装置を提供することにある。
発明の開示
本発明の知育装置は、基本構造として、複数のブロックと、本体と、判定処理手段とを備えている。複数のブロックは、四面以上の外側面を有し且つ少なくとも一つの外側面に絵，文字，記号，図形，写真等の表現の一部または全部が表示された構造を有している。一般的には、正多面体構造のブロックが使用されることになるが、収納効率を考えると正六面体構造のブロックを用いるのが便利である。本体は、複数のブロックと、複数のブロックから選択された複数の選択ブロックを置く複数の選択ブロック置き場からなる１以上の選択ブロック・ステーションを備えている。以下本願明細書においては、複数のブロックから選択されて選択ブロック置き場に置かれたブロックを選択ブロックと言う。
判定処理手段は、１以上の選択ブロック・ステーションの複数の選択ブロック置き場に置かれた複数の選択ブロックの種類及び配置関係に基づいて、複数の選択ブロックの選択及び配置結果を判定して所定の処理を行うように構成されている。所定の処理の一例は、ジグソーパズルのように複数のブロックにより特定の図画や文字を完成した場合に、完成を音声で伝えたり、その図画の内容を音声で表示したりすることである。また所定の処理は、ブロックの外側面に文字が表示された複数の文字ブロックの組み合わせにより、ある言葉を表示した場合に、その言葉を音声で表示する等の各種の処理を含むものである。
本発明の知育装置は、問題が表示された複数の問題表示パーツと、本体に設けられて複数の問題表示パーツから選択された１以上の問題表示パーツを置く１以上の問題表示パーツ置き場と、１以上の問題表示パーツ置き場に置かれた１以上の問題表示パーツにより提示された問題を判別する問題判別手段とを更に備えている。そして判定処理手段は、問題判別手段により判別された問題に対応する正解データと、複数の選択ブロック置き場に置かれた複数の選択ブロックの種類及び配置関係とに基づいて、複数の選択ブロックの選択結果及び配置結果を判定するように構成されている。
より具体的には、判定処理手段は、予め定めた複数の正解データを記憶する正解データ記憶手段と、問題判別手段が判別した問題に対応する正解データを正解データ記憶手段から選択する正解データ選択手段と、複数の選択ブロックの種類及び配置関係と、正解データ選択手段が選択した正解データと複数の選択ブロック置き場に置かれた複数の選択ブロックの種類及び配置関係とに基づいて、選択及び配置結果を判定する選択及び配置結果判定手段とを備えている。
なお複数の問題表示パーツを、複数の選択ブロックとは別に用意し、１以上の問題表示パーツ置き場も複数の選択ブロック置き場とは別に用意することができる。しかしながら本体の大きさを小さくしたり、使用するブロックの数を減らすためには、複数の選択ブロックの一部を複数の問題表示パーツとして兼用し、複数の選択ブロック置き場の予め定めた１以上の選択ブロック置き場を１以上の問題表示パーツ置き場として兼用するようにしてもよい。なお問題表示パーツとして兼用される選択ブロックの少なくとも一つの外側面には、その選択ブロックで表現する絵、文字、記号等の他に、絵，文字，記号等の表現により問題の一部または全部を更に表示しておけばよい。
例えば、複数のブロックの種類及び配置関係を判断するためには、各ブロックが選択ブロック置き場に置かれたときに、選択及び配置結果判定手段がブロックの種類及び配置関係を判別する際に利用される被識別手段を各ブロックにそれぞれ設けておけばよい。このような被識別手段としては、少なくとも１つの外側面に対応して少なくとも１つの電気抵抗手段を設けることができる。この場合には、ブロックの外側面に、ブロックが選択ブロック置き場に置かれたときに、選択ブロック置き場に設けられた一対の本体側端子電極と接触して電気抵抗手段を一対の本体側端子電極と電気的に導通させる少なくとも一組の一対のブロック側端子電極を配置する。各面に対応する電気抵抗手段の抵抗値を異ならせておくことにより、ブロックのどの外側面が上向きに向けられて（使用者から見える状態に置かれて）いるのかが判別できる。被識別手段の他の例としては、例えば磁気センサで検出可能な磁性体パターンを用いることができる。この場合には、磁性体パターンをブロックの外表面に印刷しておき、選択ブロック置き場には、磁性体パターンからの磁気を検出する磁気センサを配置する。
また被識別手段を後述するブロックの外側面に設けた１以上の凹部及び／または１以上の凸部から構成してもよい。特に、被識別手段を１以上の凹部から構成する場合には、選択ブロック置き場側にキートップがブロックの外側面によって押されるとオン状態になる複数の電気的スイッチ手段を配置する。そして１以上の凹部を、キートップが嵌った状態において電気的スイッチ手段をオフ状態に維持する（即ちオン状態にしない）ように構成する。また選択及び配置結果判定手段は複数のスイッチ手段の電気的状態に基づいてブロックの種類及び配置関係を判別するように構成する。また被識別手段を１以上の凸部により構成する場合には、選択ブロック置き場側に１以上の凸部によって押されるとオン状態になる複数の電気的スイッチ手段を、１以上の凸部のみによって押される状態で配置する。さらに被識別手段を１以上の凹部と１以上の凸部とを組み合わせて構成してもよいのは勿論である。このような凹部または凸部と電気的スイッチ手段との組み合わせによりブロックの面を識別する構成を採用すると、自動化による大量生産が容易になる。更にＡ／Ｄ変換器を用いることなくビット処理すなわちデジタル処理が可能になるため、信号処理が容易になるだけでなく、動作精度を高めることができて、しかも製品の価格を下げることができる。
なお複数の電気的スイッチ手段としては、周知のプッシュオンスイッチを用いることができる。使用可能なプッシュオンスイッチの構成は任意であり、例えば反転動作可能なゴム製のスカート部の中央部に接点を有するタイプのプッシュオンスイッチ等を用いることができる。複数の電気的スイッチ手段に対してそれぞれ個別にキートップを設けてもよいが、複数のプッシュオンスイッチに押圧力を付与する複数のキートップを弾性変形可能な連結手段により連結すれば、組み立てが非常に簡単になる。ブロックに設ける被識別手段を凹部のみで構成すると、ブロックの表面に凸部が存在しないため、ブロックを保存しておく場合の保存場所の構造が単純なものとなる。またブロックの外表面に表示を付する場合も、障害物が無くなるので、ブロックの製造工程における表示付与作業が簡単になる。
また電気的スイッチ手段を用いる場合には、複数のスイッチ手段の電気的状態が予め定めた所定時間同じ状態を継続しているときに、電気的状態に基づいて判別動作を行い、電気的状態が予め定めた所定時間同じ状態を継続しない場合にはエラーの判別をするように、配置結果判定手段及び後述する問題判別手段を構成してもよい。このようにするとブロックの置き方が悪い場合において発生する誤判別の発生を防止できる。
なお電気的スイッチ手段と組み合わされる凹部または凸部を被識別手段として用いる構成と、前述の電気抵抗手段や磁性体パターン等とを組み合わせて被識別手段としてもよいのは勿論である。
本発明では、課題または問題が表示された複数の問題表示パーツを用いる（なお選択ブロックを問題表示パーツとして兼用するようにしてもよい）。問題表示パーツの構造は、シート状でもまた多面体状でもよく、任意である。例えば、前述のブロックと同様に、問題表示パーツを、四面以上の外側面を有し且つ少なくとも一つの外側面に表示された絵，文字，記号等の表現により問題の一部または全部を表示するブロック構造とすることができる。正六面体のブロック構造とした場合に、各六面上にそれぞれ一つずつ異なる動物の絵または写真を表示したとすると、１つの問題表示パーツにより、６種類の動物についての６つの問題を表示することができる。例えば、馬の絵が問題表示パーツにより提示されている場合の問題は、その馬の絵と同じ絵を複数のブロックを用いて構成することや、馬の読み即ち「うま」を複数のブロックを用いて構成することを求めるものであるとするルールを、予め定めておけばよい。また２以上の問題表示パーツのそれぞれの１つの外側面上に表示された表現を組み合わせて問題を表示してもよい。すなわち例えば２つの問題表示パーツを並べて１匹の動物を表現して１つの問題とするようにしてもよい。本体には、複数の問題表示パーツから選択された１以上の問題表示パーツを置く１以上の問題表示パーツ置き場を設ける（なお選択ブロックを問題表示パーツとして兼用する場合には、選択ブロック置き場を問題表示パーツ置き場として兼用してもよい。）。
問題の判別は、前述のブロックの種類及び配置の判定で用いた技術と同様に、問題表示パーツが問題表示パーツ置き場に置かれたときに、問題判別手段が問題を判別する際に利用する被識別手段を設けることにより実現することができる。被識別手段の構成及び問題判別手段の構成も前述のブロックの判定の場合に用いる場合と同様にすればよい。
本発明によれば、問題表示パーツを交換するという構成を採用することにより、問題の選択の幅または余地を広げることができる。また使用者に問題を解答するという意識を自然に持たせて、複数のブロックの選択と位置決めを行わせることにより、図画、文字、言葉等をしっかりと使用者に覚えてもらうことができる。また本発明によれば、問題判別手段による問題の判別と一緒に正解データが予め選択されることになるため、選択及び配置結果判定手段による判定動作を迅速に行える利点がある。
判定処理手段には、１つの選択ブロック・ステーションを構成する複数の選択ブロック置き場に、１つの選択ブロックが置かれるたびにその選択ブロックの選択及び配置が正しいか否かを判別してその結果を表示手段を用いて表示する個別判定手段を含めることができる。表示手段としては、音声により表示する音声表示手段や、発光ダイオード等の発光表示手段を用いることができる。このような個別判定手段を設けると、１つのブロックを選択して選択ブロック置き場に置くと直ぐに、１つのブロックの選択と配置の正否が判定されるため、短い時間で正解を得ることが可能になり、スムーズにしかも無理なく使用者に文字，言葉等を覚えさせることができる。
複数のブロックを、Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）種類以上のグループに分け、本体にはＮ種類のグループに対応するＮ箇所の選択ブロック・ステーションを設けてもよい。このようにする場合には、正解データ記憶手段に記憶されている正解データは、Ｎ箇所の選択ブロック・ステーションに対応するＮ種類の正解を含む正解データ群によって構成する。そして選択及び配置結果判定手段を、予め定めた優先順位に従って、正解選択手段が選択した正解データを構成する正解データ群に基づいてＮ箇所の選択ブロック・ステーションにおける選択及び配置結果をそれぞれ判定するが、優先順位の高い選択ブロック・ステーションにおいて正解が得られなければ、それよりも優先順位の低い選択ブロック・ステーションにおける判定を実行しないように構成する。このようにすると、１つの問題に対して複数種類の手法による回答を求めることができるので、知育効率を高めることができる。特に、選択ブロック・ステーションに優先順位を設けると、簡単なものまたは得意なものから解答するということができなくなる。そのため優先順位の定め方を工夫することにより、必要なものを確実に使用者に教育することが可能になる。なお優先順位は、固定されていてもよいが、途中でまたは任意に優先順位を変えることができるようにしてもよいのは勿論である。
Ｎ種類のグループは、複数個のブロックの特定の外側面が組み合わされて絵、図形等の絵柄を表示する絵柄グループと、複数個のブロックの特定の外側面が組み合わされて特定の言葉を表示する文字グループとから構成することができる。この場合には、Ｎ箇所の選択ブロック・ステーションを、絵柄グループに含まれる複数のブロックから選択した複数の選択ブロックが置かれる絵柄選択ブロック・ステーションと、文字グループに含まれる複数のブロックから選択した複数の選択ブロックが置かれる文字選択ブロック・ステーションとから構成する。そして選択及び配置結果判定手段の優先順位を、絵柄選択ブロック・ステーションの判定を文字選択ブロック・ステーションの判定に優先するように定めるのが好ましい。複数のブロックを用いて絵柄を作り上げる作業は、想像力を高めるのに極めて効果的である。そのため絵柄を作ることを優先すれば、文字や言葉を覚えることと一緒に使用者の想像力を高めることができ、確実な知育効果を得ることができる。
文字選択ブロック・ステーションは、一目で理解できるようにするために、一列に並んだ複数の選択ブロック置き場によって構成するのが好ましい。その場合に、文字選択ブロック・ステーションを構成する複数の選択ブロック置き場にそれぞれ対応して複数の発光表示部を設けて構成した発光表示列を配置する。そして更に、正解データ選択手段が選択した正解データに含まれる正解の言葉の語数を判別して、語数の数に相当する数の複数の発光表示部を発光表示列の一端から他端に向かって順番に発光表示させる発光表示ドライブ回路とを更に設ける。このようにすると予め使用者に、解答となる言葉の文字数を知らせることができるので、使用者に解答のヒントを与えることができ、初心者でも無理なく装置を利用して自然と語力を高めることが可能になる。なお発光表示列の発光表示をいつ行うかは任意である。例えば、文字選択ブロック・ステーションの判定を絵柄選択ブロック・ステーションの判定よりも後に実施する場合には、選択及び配置結果判定手段が絵柄選択ブロック・ステーションの正解判定を終了した後に、発光表示ドライブ回路が発光表示を実行するのが好ましい。このようにするとブロックを挿入する優先順位を発光表示により示すことができる。
なお選択及び配置結果判定手段は、文字選択ブロック・ステーションに置かれた複数の選択ブロックのすべての選択及び配置結果が正解であることを判定した後に、正解の言葉を音声表示手段から音声表示するように構成するのが好ましい。このようにすれば、言葉を視覚だけでなく聴覚によっても使用者に意識させながら覚えさせることができるので、知育効果を高めることができる。
また正解の言葉を音声表示手段から音声表示した後に、自動的にまたは選択された場合に限り、正解の言葉の他の言語による音声表示を音声表示手段から出力させる他言語音声表示出力手段を更に設けてもよい。このような他言語音声表示出力手段を設けると、一つの言語の言葉を覚えるのと同時に他の言語の言葉も聴覚から覚えることができ、言語教育のための装置としても十分に利用が可能である。
なお１つの選択ブロック・ステーションを構成する複数の選択ブロック置き場に、予め定めた時間内に最初のブロックが置かれない場合には、最初のブロックを複数の選択ブロック置き場の一つに置くことを音声表示手段を用いて催促する機能を選択及び配置結果判定手段に持たせてもよい。このような機能を持たせると、装置が作動状態にあることを装置を使用していることを忘れていた使用者に気づかせることができる。また電源スイッチをマニュアルでオフにする場合においては、この機能により使用者に電源スイッチの切り忘れを間接的に知らせることもできる。
また本体は、１以上の選択ブロック・ステーション及び判定処理手段が配置された本体ケースと、本体ケースの下部エリア内に引き出し可能に収納されて複数のブロック及び問題表示パーツを収納する収納トレイとから構成してもよい。
このような構成を採用すると、本体の厚み寸法は増すものの、本体を平面から見た面積は大幅に小さくなり、本体を小型化することができる。
また複数の選択ブロック置き場には、各選択ブロック置き場を識別するための識別マークを表示することができる。このような識別マークを設けると、特定の識別マークが表示された選択ブロック置き場を問題表示パーツ置き場として兼用する場合に、使用者への説明が容易になる。例えば、複数の選択ブロック置き場の底壁部の表面に、識別マークとして数字を表示することができる。この場合には、最も小さい数の数字（例えば１）が表示されている選択ブロック置き場を問題表示パーツ置き場として兼用する。このようにすれば、使用者が自然と、数字の順番に従ってブロックを置くことが期待される。
発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して本発明のブロックを用いる知育装置の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、ブロックによるジグソーパズルとブロックによる文字並べとを組み合わせた知育玩具に本発明を適用した実施の形態の平面図と右側面図である。また図２は、ブロックを配置していない状態の実施の形態の平面図である。これらの図において、符号１で示した部材は本体である。この本体１は、合成樹脂によって一体に形成された前方ケース半部３と後方ケース半部５とが組み合わされて構成されている。本体１の内部には、後述するようにこの装置の電気的な制御に用いられるマイクロコンピュータを含む制御回路が収納されている。図２に示すように、前方ケース半部３には、後述する複数のブロックが待機しているときに（または保管状態にあるときに）置かれる文字ブロック待機ステーション７と絵柄ブロック待機ステーション９とが設けられている。これらの待機ステーション７及び９は、内部の低部領域に、待機させる複数のブロックが嵌る桝目状の２５個ずつの凹部８…及び１０…を備えている。このように桝目状の凹部８…及び１０…を設ければ、ブロックをガタツキなしに収納することができる。
使用されるブロックは、図３及び図４に代表的に示した正六面体構造のベース・ブロック１１の６面にそれぞれ絵の一部や文字等が記載されたものである。図５に示すように、ベース・ブロック１１は、第１及び第２のブロック半部１３及び１５から構成されている。第１及び第２のブロック半部１３及び１５は、それぞれ一面が開口する箱型形状を有しており、正六面体の一面を構成する底壁部１３ａ及び１５ａと、この底壁部１３ａ及び１５ａの周縁部から起立して、底壁部１３ａ及び１５ａの底面と直交する方向に延びて環状の周壁部１３ｂ及び１５ｂを構成する４つの側壁部１３ｃ乃至１３ｆ及び１５ｃ及び１５ｆとから構成されている。第１及び第２のブロック半部１３及び１５の開口面側に位置する周壁部１３ｂ及び１５ｂの内側には、第１及び第２のブロック半部１３及び１５を組み合わせて正六面体を構成する際に組み合わされる段差部１５ｇ（第１のブロック半部１３の段差部は図示されていない）がそれぞれ形成されている。第１及び第２のブロック半部１３及び１５は、この段差部１５ｇに接着剤を塗布して接合されて正六面体を構成する。第１及び第２のブロック半部１３及び１５の底壁部１３ａ及び１５ａと側壁部１３ｃ乃至１３ｆ及び１５ｃ乃至１５ｆとには、正六面体が構成された状態で一つの外側面を同じ姿勢で見たときに必ず同じ位置になる部分に壁部を貫通する２つの貫通孔ｈ，ｈがそれぞれ形成されている。そしてこれら２つの貫通孔ｈ，ｈには、露出部がブロック側端子電極ｅ（図３）を構成する部分を一体に備えて、導電材料から形成された一対の電極ピンＰ，Ｐがきつく圧入されている。図５に破線で示すように、一対の電極ピンＰ，Ｐが貫通孔ｈ，ｈに圧入された後に、一対の電極ピンＰ，Ｐ間には抵抗値の異なる電気抵抗体Ｒ１乃至Ｒ６が接続される。使用されるブロック内に配置する電気抵抗体の抵抗値をすべて異ならせれば、使用するすべてのブロックの各外側面を抵抗値の相違によって識別することができる。この実施の形態では、電気抵抗体Ｒ１乃至Ｒ６が被識別手段を構成している。なお例えば、正六面体の各外側面の異なる位置に突起を設け、後述する選択ブロック置き場にこれらの突起が嵌合され検出用の６個の嵌合孔を形成し、この嵌合孔に対応して６個のオン・オフスイッチを配置すると、オン・オフスイッチのオン・オフ状態と測定される抵抗値との関係からブロックの種類と配置位置または状態を判別することが可能になる。突起とスイッチの検出構造に代えて、磁石と磁気センサとの組み合わせからなる検出構造等のその他の検出構造を用いてもよい。
図１に示すように、この実施の形態で使用する５０個のブロックは、絵柄グループに含まれる２５個のブロックＤＢ…と、文字グループに含まれる２５個のブロックＣＢ…とから構成されている。なお図１においては、理解を容易にするために、文字ブロック待機ステーション７及び絵柄ブロック待機ステーション９には、使用するすべてのブロックＤＢ…及びＣＢを待機させた状態を示してある。また図示を簡略するため、すべてのブロックには符号ＣＢまたはＤＢは付していない。この例においては、絵柄グループに含まれる２５個のブロックＤＢ…とは、９個のブロックＤＢの特定の外側面に描かれた絵や図形等の絵柄の一部がそれぞれ組み合わされて１つの絵や図形等の絵柄を表示できるものである。絵柄グループに含まれる２５個のブロックの各外側面には、それぞれ後述する問題表示パーツを構成する問題ブロックＱＢの外側面に表示されている絵や図形等の絵柄の一部を構成する部分表示がそれぞれ描かれている。また文字グループを構成する２５個のブロックＣＢの各外側面にはアルファベットの文字がそれぞれ一文字ずつ表示されている。なお後述する問題ブロックＱＢの外側面に表示された動物、図形などの読みを表示できるように文字ブロックの外側面に表示されるアルファベットの種類及び数が適宜に定められている。
後に説明するように、一対のブロック側端子電極ｅ，ｅと本体側端子電極Ｅ，Ｅとが電気的に接触すると、本体１の内部に配置された後述する選択及び配置結果判定手段が、選択ブロック置き場に置かれた選択ブロックの種類と配置状態（複数のブロックのどのブロックが選択されたのか、そして選択されたブロックの６面の外側面のうちどの外側面が本体１の前面側に向いているのか）が、選択及び配置結果判定手段によって判定される。
文字選択ブロック・ステーション１９は、言葉を一目で理解できるようにするために、一列に並んだ６箇所の選択ブロック置き場２０…によって構成されている。また文字選択ブロック・ステーション１９を構成する複数の選択ブロック置き場２０…にそれぞれ対応して６個の発光ダイオード２１（発光表示部）が設けられており、これら６個の発光ダイオード２１により発光表示列２２が形成されている。後に説明するように正解となる言葉の語数と同じ数の発光ダイオードが、発光表示列２２の左端の部分から順番に点灯する。
また前方ケース半部３には、文字選択ブロック・ステーション１９の左横に、１つの問題表示パーツ置き場２３が形成されている。この問題表示パーツ置き場２３の構成は、前述の選択ブロック置き場１８…及び２０…と同じである。問題表示パーツ置き場２３の底部にも、一対の本体側端子電極Ｅ，Ｅが配置されている。また文字選択ブロック・ステーション１９の上には、使用しない問題表示パーツとしての４つの問題ブロックＱＢが置かれる問題ブロック待機ステーション２５が設けられている。この問題ブロック待機ステーション２５の構成は、前述の絵柄ブロック待機ステーション９及び文字ブロック待機ステーション７の構成と同様であり、凹部２５が横一例に並んで問題ブロック待機ステーション２５が構成されている。
この例では、問題表示パーツとして前述の各ブロックＣＢ及びＤＢと同様に、正六面体からなるベース・ブロック１１の６つの外側面に動物、植物、物、図形等Ｄの絵を表示した５個の問題ブロックＱＢ…を用いる。ベース・ブロック１１内の電気抵抗体の抵抗値の相違により、問題を判別する。なおこの点については後に説明する。いずれにしても１個の問題ブロックＱＢにより６つの問題を表示できるので、この例では最大３０問の問題を表示できるようになっている。問題ブロックＱＢだけを別に更に複数個用意してもよいのは勿論であり、問題ブロックＱＢの数を多くすればするほど、問題の選択の余地が増大する。なおその場合には、増加させる問題ブロックＱＢに対応した絵柄グループを構成するブロックＤＢを別に複数セット用意すればよい。
図１（Ａ）及び図２において、符号２９で示したスイッチは、電源スイッチであり、符号３１で示した部分は音響表示手段として用いられるスピーカである。また符号ＳＷ１及びＳＷ２で示した部分は、それぞれ後に詳しく説明する選択スイッチである。
図６は、この実施の形態の動作制御部の構成を説明するたのブロック図である。この動作制御部の主要部分は、マイクロコンピュータを用いて実現されている。したがって図示していないが、アナログ入力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、デジタル出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、入力ポート、出力ポート、ＲＡＭ及びＲＯＭが、本体１の内部に配置された実装用回路基板上にマイクロコンピュータと一緒に実装されている。図７は、図６の動作制御部を実現するために用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートであり、図８乃至図１１は図７のアルゴリズムのサブルーチンを示すフローチャートである。主要部の判定処理手段５１は、前述の文字選択ブロック・ステーション１９と絵柄選択ブロック・ステーション１７の各選択ブロック置き場１８…及び２０…に置かれた選択ブロックＣＢ，ＤＢの種類及び配置関係に基づいて、各選択ブロックの選択及び配置結果を判定して予め定めた所定の処理を行うように構成されている。この実施の形態では、判定処理手段５１が、正解データ選択手段５３と、正解データ記憶手段５５と、選択及び配置結果判定手段５７と、個別判定手段５９と、音声表示ドライブ回路６１と、すべての音声データが記憶されている音声データ記憶手段６３と、発光表示ドライブ回路６５と、他言語音声表示出力手段６７とから構成されている。
以下これらのフローチャートに従いながら、図６の動作制御部の構成と動作を説明する。まず図１（Ａ）の電源スイッチ２９がオン操作されて電源がオン状態になると、スピーカ３１からなる音声表示手段３１´から音声表示により装置の動作が開始が通知される（図７のステップＳＴ１）。この動作は、後述する判定処理手段５１内の音声データ記憶手段６３に予め記憶されている文章を音声表示手段３１´から音声出力することにより実行される。このときの音声表示ドライブ回路６１への指令は図示しないガイド制御部から出力される。次に、問題判別処理が実行される（ステップＳＴ２）。この問題判別処理は、図６の問題判別手段４１及び問題記憶手段４３を用いて実行される。問題判別手段４１は、問題表示パーツ置き場２３に置かれた１つの問題ブロックＱＢの種類と配置の状態を、問題ブロックＱＢの内部に配置された電気抵抗体の抵抗値を基準にして問題記憶手段４３に予め記憶されている問題から、問題が何であるのかを判定する。問題記憶手段４３には、異なる抵抗値毎に予め定めた問題のコードが記憶されている。問題判別手段４１は、このコードを正解データ選択手段５３に出力する。正解データ選択手段５３は、入力されたコードに対応した正解データ群を正解データ記憶手段５５から選択して保持する。この正解データ群には、問題に対応して絵柄選択ブロック・ステーション１７に、どのようなブロックＤＢがどの選択ブロック置き場にどのような配置状態で置かれれば正解か（選択ブロック置き場に置かれたどのブロックの六つの外側面のうちどの面が上方に向いた状態で配置されていればいいのか）を示す「絵柄についての正解データ」と、その問題に対応して文字選択ブロック・ステーション１９に、どのようなブロックＣＤがどの選択ブロック置き場にどのような状態で置かれれば正解かを示す「言葉についての正解データ」と、正解の言葉の文字数が何文字であるのかを示す「文字数データ」とが含まれている。これらのデータは、選択及び配置結果判定手段５７に出力される。選択及び配置結果判定手段５７は、「文字数データ」に基づいて発光表示ドライブ回路６５に発光表示列２２の左端から文字数分だけで発光ダイオード２１を発光させる指令を出力する。図６では、発光表示列２２を発光表示手段２２´として示している。
今までの動作は、図７のステップＳＴ１及びＳＴ２の動作であり、ステップＳＴ２の問題判別処理では、図８に示すように処理が行われる。すなわちステップＳＴ２１で、問題ブロックＱＢが挿入されたか否かが判断される。問題ブロックＱＢが挿入されない場合には、電源オフ処理ステップＳＴ２８へと進む。このステップでは、問題ブロックＱＢの挿入を音声で催促する。そして予め定めた時間内に問題ブロックＱＢが挿入されない場合には、装置を使用する意思がないものと判断して電源をオフにする。問題表示パーツ置き場２３に問題ブロックＱＢが挿入されると、ステップＳＴ２２で被識別手段として用いられている電気抵抗体の抵抗値（実際には電流レベル）が判断され、この判断結果に基づいてステップＳＴ２３で問題が判定される。そして次に、正解データ選択手段５３で選択された正解データが選択及び配置結果判定手段５７に保持され、その後ステップＳＴ２５で発光表示手段２２´からの発光表示が行われた後、図７のステップＳＴ３へと進む。問題判別処理ステップＳＴ２では、その後、ステップＳＴ２６で電源スイッチ２９のオフによる終了動作が行われるか否かを判定する。終了すべき指令が入力されたときには、電源オフ処理ステップＳＴ２８へと進む。このときには問題ブロックの再挿入を催促することなく電源オフ処理動作が行われる。ステップＳＴ２６で終了動作が判定されなけなければ、ステップＳＴ２７へと進んで問題ブロックの交換が行われたか否かが判定される。もし問題ブロックが交換されなければステップＳＴ２４へと戻って正解データの保持動作が継続される。また問題ブロックが交換されたことがステップＳＴ２７で検出されると、ステップＳＴ２２へと戻って次の問題ブロックの問題判別動作が開始される。この例では、問題判別手段４１は、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２３とステップＳＴ２７によりで実現されている。またステップＳＴ２４及びＳＴ２５は、選択及び配置結果判定手段５７の一部を実現している。
図７に戻って、問題判別処理ステップＳＴ２が終了すると、絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ３へと進み、その後絵柄正解判定処理ステップＳＴ４へと進む。図９は絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ３と絵柄正解判定処理ステップＳＴ４のサブルーチンを示している。図９に示されるように、まずステップＳＴ３１で絵柄選択ブロック・ステーション１７への最初の選択ブロックＤＢの挿入要求が実施される。この要求の実施は、選択及び配置結果判定手段５７からの指令に基づいて音声表示ドライブ回路６１が動作して音声表示手段３１´（スピーカ３１）から音声で行われる。次に、ステップＳＴ３２へと進んで、絵柄の選択ブロックＤＢが絵柄選択ブロック・ステーション１７内のどこかの選択ブロック置き場１８に挿入されたか否かが判定される。この判定は、ベース・ブロック１１の一対のブロック側端子電極ｅ，ｅと選択ブロック置き場１８内の一対の本体側端子電極Ｅ，Ｅとの電気的な接触があるか否かにより判定する。選択ブロックＤＢの挿入が確認されると、ステップＳＴ３４へと進む。ステップＳＴ３４では、ある選択ブロック置き場１８に挿入された選択ブロックＤＢ内の一対のブロック側端子電極ｅ，ｅに接続されている電気抵抗体の抵抗値と先に選択されて保存されている「絵柄についての正解データ」中のその選択ブロック置き場に挿入されるべきブロックが示さなければならない抵抗値のデータとが対比される。そして両者が一致しなければ、ブロックの選択の誤りと判断されてステップＳＴ３５へと進む。ステップＳＴ３５では、音声表示により絵柄についての選択ブロックＤＢの交換を要求する。そして判定結果が正解であれば、ステップＳＴ３６へと進んでその選択ブロック置き場へのそのブロックの挿入が正解であることが音声で表示される。ステップＳＴ３２において、ブロックの挿入が確認されない場合には、ステップＳＴ３３の電源オフ処理へと進む。このステップでは、再度選択ブロックの挿入を音声表示で要求し、予め定めた時間内にブロックの挿入がない場合には電源をオフにする。
ステップＳＴ３６で、個別の正解が音声表示されると、ステップＳＴ４１へと進んでブロックの挿入が何個目かが判断される。この実施の形態の場合には、絵柄選択ブロック・ステーション１７は９箇所の選択ブロック置き場１８によって構成されているので、ｎは９である。９個のブロックが挿入されていなければステップＳＴ３７へと進みｎ−１即ち８個のブロックの挿入が完了したか否かの判定が実行される。もし８個目のブロックの挿入が完了していれば、ステップＳＴ３９へと進んで、残りが１個であることを音声表示するとともに、使用者をはげますフレーズ、例えば「残り１個です。頑張ってください。」等の音声表示を行う。挿入されたブロックＤＢが８個以下であればステップＳＴ３８へと進み、次の選択ブロックの挿入要求を音声表示で行い、ステップＳＴ３２へと戻る。以後これらのステップが繰り返され、ステップＳＴ４１でｎ個（９個）目のブロックの挿入が完了すると、ステップＳＴ４２へと進む。ステップＳＴ４２では、問題に対する絵柄が完成したことを音声表示する。そして続いて、文字選択ブロック・ステーション１９へのブロックＣＢの挿入動作開始を音声表示する。図９に示されたサブルーチンにおいて、ステップＳＴ４１及びＳＴ４２が、絵柄正解判定処理ステップＳＴ４を構成しており、その他のステップＳＴ３１〜ＳＴ３９が絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ３を構成している。
図７に戻って、絵柄正解判定処理ステップＳＴ４が終了すると、文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ５へと進み、その後言葉正解判定処理ステップＳＴ６へと進む。図１０は文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ５と言葉正解判定処理ステップＳＴ６のサブルーチンを示している。図１０に示されるように、まずステップＳＴ５１で文字選択ブロック・ステーション１９への最初の選択ブロックＣＢの挿入要求が実施される。この要求の実施は、選択及び配置結果判定手段５７からの指令に基づいて音声表示ドライブ回路６１が動作して音声表示手段３１´（スピーカ３１）から音声で行われる。次に、ステップＳＴ５２へと進んで、文字の選択ブロックＣＢが文字選択ブロック・ステーション１９内のどこかの選択ブロック置き場２０に挿入されたか否かが判定される。この判定も、ベース・ブロック１１の一対のブロック側端子電極ｅ，ｅと選択ブロック置き場２０内の一対の本体側端子電極Ｅ，Ｅとの電気的な接触があるか否かにより判定する。選択ブロックＣＢの挿入が確認されると、ステップＳＴ５４へと進む。ステップＳＴ５４では、発光ダイオード２１の表示により指定された選択ブロック置き場２０に挿入された選択ブロックＣＢ内の一対のブロック側端子電極ｅ，ｅに接続されている電気抵抗体の抵抗値と先に選択されて保存されている「言葉についての正解データ」中のその選択ブロック置き場に挿入されるべきブロックが示さなければならない抵抗値のデータとが対比される。そして両者が一致しなければ、ブロックの選択の誤りと判断されてステップＳＴ５５へと進む。ステップＳＴ５５では、音声表示により文字についての選択ブロックＣＢの交換を要求する。そして判定結果が正解であれば、ステップＳＴ５６へと進んでその選択ブロック置き場へのそのブロックの挿入が正解であることが音声で表示される。ステップＳＴ５２において、ブロックの挿入が確認されない場合には、ステップＳＴ５３の電源オフ処理へと進む。このステップでは、再度選択ブロックの挿入を音声表示で要求し、予め定めた時間内にブロックの挿入がない場合には電源をオフにする。
ステップＳＴ５６で、個別の正解が音声表示されると、ステップＳＴ６１へと進んでブロックの挿入が何個目かが判断される。この実施の形態の場合には、文字選択ブロック・ステーション１９は６箇所の選択ブロック置き場２０によって構成されているので、ｍは最大で６である。先に保存されている文字数データＤによりｍの値は決まる。図１（Ａ）の場合のように正解が「ＨＯＲＳＥ」の５文字であれば、ｍは５となる。正解の言葉がｍ個の文字によって構成されているものとして以下説明する。ｍ個のブロックＣＢが挿入されていなければステップＳＴ５７へと進みｍ−１個のブロックＣＢの挿入が完了したか否かの判定が実行される。もしｍ−１個目のブロックＣＢの挿入が完了していれば、ステップＳＴ５９へと進んで、残りが１個であることを音声表示するとともに、使用者をはげますフレーズ、例えば「残り１個です。頑張ってください。」等の音声表示を行う。挿入されたブロックＣＢがｍ−１個以下であればステップＳＴ５８へと進み、次のブロックの挿入要求を音声表示で行い、ステップＳＴ５２へと戻る。以後これらのステップが繰り返され、ステップＳＴ６１でｍ個目のブロックの挿入が完了すると、ステップＳＴ６２へと進む。ステップＳＴ６２では、問題に対する言葉が完成したことを音声表示するとともに、その言葉を音声で出力する。そして続いて、他言語音声表示処理ステップＳＴ７に進む。図１０に示されたサブルーチンにおいて、ステップＳＴ６１及びＳＴ６２が、言葉正解判定処理ステップＳＴ６を構成しており、その他のステップＳＴ５１〜ＳＴ５９が文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ５を構成している。
他言語音声表示処理のステップＳＴ７のサブルーチンは図１１に示すとおりである。まずステップＳＴ７１で、選択スイッチＳＷ１のオン要求がなされる。選択スイッチＳＷ１は、正解の言葉を他言語（例えば日本語、スペイン語、中国語等）では何と言うのかを知る際に押されるスイッチである。また選択スイッチＳＷ２は、正解の言葉を再度最初の言語（この場合は英語）で音声表示させる場合に押されるスイッチである。例えば「日本語（スペイン語、中国語等）では何と言うのか、スイッチＳＷ１を押して確認してみよう」との音声表示により選択スイッチＳＷ１のオン要求をした後、ステップＳＴ７２で選択スイッチＳＷ１のオン状態が判定される。選択スイッチＳＷ１が押されてオン状態になれば、ステップＳＴ７３へと進む他言語音声表示が実施される。例えば正解の言葉が「ＨＯＲＳＥ」であれば、「ｈｏｒｓｅ」の他の言語による音声表示がなされる。そして図７のステップＳＴ８へと進む。もしステップＳＴ７２で選択スイッチＳＷ１が押されなかった場合には、ステップＳＴ７４へと進む。そしてステップＳＴ７４では、英語での再度の音声表示要求がなされたか否かを選択スイッチＳＷ２のオンで判定する。選択スイッチＳＷ２のオンが確認されると、ステップＳＴ７５へと進み再度の英語での音声表示が行われたのち、ステップＳＴ７１へと戻る。またステップＳＴ７４で、選択スイッチＳＷ２のオンが確認されない場合には、ステップＳＴ７６へと進んで催促処理が行われる。この催促処理では、再度選択スイッチＳＷ１を押して、他の言語による音声表示を確認することを勧める。なおこのステップＳＴ７６の催促処理では、予め定めた回数の催促処理が行われた場合には、前述の電源オフ処理と同様に電源をオフにサブルーチンが構成されている。また図６の他言語音声表示出力手段６７は、図１１のステップＳＴ７１乃至ＳＴ７６によって実現されている。
他言語音声表示処理ステップＳＴ７が終了して他言語音声表示が行われると、ステップＳＴ８へと進み、電源スイッチ２９のオフの有無による終了の判断を行う。終了でなければ、ステップＳＴ９へと進み、問題ブロックＱＢの交換の有無を確認する。もし予め定めた時間内で問題ブロックＱＢが交換されなければ、ステップＳＴ１０へと進んで電源がオフとなる。予め定めた時間内に問題ブロックＱＢが交換されると、ステップＳＴ２へと戻って新たな問題ブロックＱＢに基づく動作が、上記の説明と同様にして開始される。なお問題ブロックＱＢを抜くと、選択及び配置結果判定手段５７で保持されているデータ等はリセットされる。
上記の実施の形態では、絵柄と文字の２種類の選択ブロック・ステーションを用意したが、選択ブロック・ステーションの数は任意である。また上記の実施の形態では、問題表示パーツとして問題ブロックを用いたが、問題表示パーツは磁気カード等の他の構造を有するものであってもよい。
また上記実施の形態では、絵柄選択ブロック・ステーションで解答した後に、文字選択ブロック・ステーションで解答するように優先順位を付けている。これはこの優先順位の定め方のほうが知育効果が高いためである。しかしながら知育効果が低下してもよいのであれば、文字選択ブロック・ステーションでの解答を絵柄選択ブロック・ステーションでの解答に優先するようにしてもよいのは勿論である。
また文字選択ブロック・ステーションでのブロックの個別判定処理において、音声による判定表示だけでなく、発光表示手段２２´の点滅により判定表示を行うようにしてもよいのは勿論である。
図１２（Ａ）は、本発明のブロックを用いる知育装置の第２の実施の形態の一例の分解平面図であり、図１２（Ｂ）はこの実施の形態の正面図である。この実施の形態もブロックによるジグソーパズルとブロックによる文字並べとを組み合わせた知育玩具である。なおこれらの図には、実際に使用するブロックについては図示を省略してある。この実施の形態では被識別手段として図１３に示すように、六面に表示が付されるベース・ブロック１１１に見られるように、六面の各外表面に開口する凹部１１２を用いている。これらの凹部１１２は、ベース・ブロック１１１の各六面１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…にそれぞれ設けられている。絵柄グループに含まれる２０個のブロックＤＢと文字グループに含まれる２５個のブロックＣＢには、最大で、１つの面に対して８個の凹部１１２を形成することを予定している。また問題ブロックＱＢには１つの面に最大で５つの凹部を形成することを予定している。１つの面に対して８個の凹部１１２を形成することが可能な場合には、１つの面の１つの縁に沿ってそれぞれ２つの凹部を形成する。各面における凹部の形成可能な場所は同じにする必要がある。特定のブロックの特定の面を特定するために、凹部の形成可能な箇所から選択した任意の場所に凹部１１２が形成される。凹部１１２を用いた識別手法については後に説明する。
図１２において、符号１０１で示した部材は本体である。この本体１０１は、合成樹脂によって一体に形成された本体ケース１０３と本体ケース１０３の下部領域に引き出し可能に収納される収納トレイ１０５とが組み合わされて構成されている。本体ケース１０３の内部には、この装置の電気的な制御に用いられるマイクロコンピュータを含む制御回路が収納されている。収納トレイ１０５には、複数のブロックが待機しているときに（または保管状態にあるときに）置かれる文字ブロック待機ステーション１０７と、絵柄ブロック待機ステーション１０９と、問題ブロック待機ステーション１２５とが設けられている。これらの待機ステーション１０７、１０９及び１２５は、内部の低部領域に待機させる複数のブロックが嵌る桝目状の凹部１０８…、１１０…及び１２６…を備えている。
図１２（Ａ）に示されるように、本体ケース１０１には、絵柄グループに含まれるブロックＤＢから選択した４個の選択ブロックが置かれる絵柄選択ブロック・ステーション１１７と、文字グループに含まれるブロックから選択した１以上の選択ブロックが置かれる文字選択ブロック・ステーション１１９とが設けられている。絵柄選択ブロック・ステーション１１７及び文字選択ブロック・ステーション１１９が、本願発明における１以上の選択ブロック・ステーションまたはＮ箇所の選択ブロック・ステーションを構成するものである。絵柄選択ブロック・ステーション１１７は、桝目状に並んだ４箇所の選択ブロック置き場１１８…から構成されており、文字選択ブロック・ステーション１１９は横一列に並んだ５箇所の選択ブロック置き場１２０…から構成されている。なお図示を簡略化するために、すべての選択ブロック置き場１１８…及び１２０…には、符号を付していない。各選択ブロック置き場１１８…及び１２０…の構成は同じであり、選択ブロックの約半分の部分が挿入可能な大きな凹部の底部に、凹部の開口部に向かって僅かに突出する突状部からなる仕切りが形成されて隣接する選択ブロック置き場どうしが仕切られた構造を有している。
選択ブロック置き場１１８…及び１２０…には、前述のベース・ブロック１１１の外側面に設けられた凹部１１２の有無を検出する（ブロックの種類と配置関係を検出する）ために設けられた８個のビットスイッチまたはプッシュオンスイッチ（電気的スイッチ手段）１３３（図１４参照）に押圧力を付与するための８個のキートップ１３５が露出している。なお図１２（Ａ）においては、一部のキートップ１３５にだけ符号を付してある。図１４に代表例として示すように、選択ブロック置き場１１８の周囲を囲む本体ケースの壁部のうち、選択ブロック置き場１１８の底面側に位置する底壁部１０４には、前述のベース・ブロック１１１の外側面に設けられる予定の８個の凹部１１２と対向する位置に８個の貫通孔１０４ａが形成されている。そして８個の貫通孔１０４ａからは、それぞれ８個のキートップ１３５の先端が選択ブロック置き場１１８内に突出している。この例では８個のキートップ１３５は連結部材１３７によって連結されている。なお実際には６箇所の選択ブロック置き場１１８に設けられる各キートップ１３５は一枚の連結部材１３７によって相互に連結されている。キートップ１３５及び連結部材１３７は、ゴム等の弾性変形可能な弾性材料により一体成形されている。連結部材１３７が弾性変形するため、各キートップの動きは隣接するキートップに影響を与えることがない。連結部材１３７には、プッシュオンスイッチ１３３の押しボタン部１３３ａが嵌合される嵌合用凹部１３７ａが形成されている。プッシュオンスイッチ１３５の反転動作をするスカート部１３３ｂの中心部に導電性ゴムからなる接点１３３ｃが固定されている。接点１３３ｃによって短絡される接点回路パターン（図示せず）は、本体ケース１０３の内部に配置された回路基板１３９の表面上に形成されている。選択ブロック置き場１２０の内部構造も図１４に示すものと同じである。問題表示パーツ置き場１２３の内部構造は、キートップ１３５の数が５つである点と、キートップ１３５の配置位置が非対称である点で他の選択ブロック置き場１１８及び１２０の内部構造とは異なっている。問題ブロックには、問題表示パーツ置き場１２３内のキートップ１３５の位置に対応する位置に凹部１２０が適宜に形成されている。
例えば、選択されたブロックが選択ブロック置き場１１８に挿入されると、ブロックの外表面のキートップ１３５に対応する位置に凹部１２０が設けられていれば、凹部１２０に対応するキートップ１３５は凹部１２０内に嵌合され、キートップ１３５が押し下げられることはない。したがってこの状態では、プッシュオンスイッチ１３３はオフ状態にある。またキートップ１３５に対応するブロックの外表面に凹部１２０が形成されていない場合には、ブロックの外表面１１１ａによってキートップ１３５が押し下げられて、プッシュオンスイッチ１３３の接点１３３ｃが回路基板１３９上の接点パターンを短絡し、プッシュオンスイッチ１３３はオン状態となる。このようにして１つの選択ブロック置き場に配置された８個のプッシュスイッチがオン状態またはオフ状態になることにより、各選択ブロック置き場に挿入された選択ブロックの種類及び配置関係に基づいて、複数の選択ブロックの選択及び配置結果を判定することが可能になる。
なお図１２（Ａ）に示した選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、図２に示した前の実施の形態における選択スイッチＳＷ１及びＳＷ２と同じスイッチである。この実施の形態では、更にスピーカ１３１からの音量を調節する音量調節手段１３０が設けられている。
図１５は、この実施の形態を図６に示した動作制御部と同じ構成の動作制御部を用いて動作させる場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートであり、図１６乃至図２０は図１５のアルゴリズムのサブルーチンを示すフローチャートである。このソフトウエアの構成は、基本的には前の実施の形態で用いたソフトウエアの構成と主要部分で共通している。そこで以下、両ソフトウエアの相違する部分を中心にして説明し、共通する部分についての説明は前の実施の形態の説明を援用する。
この実施の形態で用いるソフトウエアは、電源の自動オフ動作を行わずに、受動による電源のオフ動作を行う点と、ブロックが挿入されない場合には所定時間間隔ごとに再度挿入要求をする点と、選択及び配置結果判定手段が絵柄選択ブロック・ステーションの正解判定を終了した後に、ブロックの判別を電気的スイッチ手段を利用して実行する点と、発光表示ドライブ回路が発光表示を実行する点と、ブロックの種類及び配置を判定する際に、複数のスイッチ手段の電気的状態が予め定めた所定時間同じ状態を継続している場合に、電気的状態に基づいて判別動作を行い、電気的状態が予め定めた所定時間同じ状態を継続しない場合にはエラーの判別をする点が、前の実施の形態で用いるソフトウエアとは相違する。
図１５のアルゴリズムにおいて、図７のアルゴリズムと相違するのはステップＳＴ１０８において終了を判定した後には、ステップＳＴ１１０において手動により電源をオフにしなければならない点と、ステップＳＴ１０８において継続を判定した場合においては、ステップＳＴ１８９で次の問題ブロックの挿入要求をする点である。その他のステップは、基本的には図７のアルゴリズムと同じである。次の問題ブロックの挿入要求をすれば、電源を手動でオフにする場合においては、使用者が次の問題ブロックを挿入しない場合には、繰り返し挿入要求が音声等により表示される。その結果、使用者に装置の使用継続を催促することができるとともに、電源の切り忘れを警告することができる。
図１６は問題判別処理ステップＳＴ１０２のフローチャートを示しており、このフローチャートは図８に示した前の実施の形態で用いる問題判別処理ステップＳＴ２のフローチャートとは次の点で異なる。まず両者は、問題ブロックが挿入されない場合に、ステップＳＴ１２１、ＳＴ１２２及びＳＴ１２３によって、１５秒間隔（所定時間間隔）で問題挿入要求する点が相違する。またステップＳＴ１２４及び１２５において、問題ブロックに設けた被識別手段としての凹部の有無をプッシュオンスイッチ（ディップスイッチ）のオン・オフで判別して、問題を判定する点で両者は相違する。そしてこのフローチャートでは、図８のフローチャートにおけるステップＳＴ２４のように問題を判定しただけでは発光表示列１２２の発光表示を行わない。そしてステップＳＴ１２７で装置の使用の継続を決めると、図１５の絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ１０３へと進むことになる。ステップＳＴ１２７で装置の使用の終了を決めた場合には、ステップＳＴ１２８において手動によって電源をオフにする。
図１７は、絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ１０３のサブルーチンのフローチャートを示している。図１７のフローチャートと図９の絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ３のフローチャートとは、ステップＳＴ１３０及びステップＳＴ３３の有無の点で相違する。すなわち図１７のフローチャートでは、最初及び次の選択ブロックが挿入されない場合には、ステップＳＴ１３０において１５秒間隔で繰り返し選択ブロックの挿入要求がなされる。これによって電源が投入された状態において、装置の使用を停止した場合には、必要な絵柄ブロック（この例では４個）が挿入されるまで、選択ブロックの挿入要求がなされる。
図１８はステップＳＴ１３４のサブルーチンのフローチャートを示している。この実施の形態では、前述のように絵柄ブロックに付けた被識別手段として凹部１２０の有無をプッシュスイッチを用いて判定している。ブロックの挿入態様が悪い場合には、本来オン状態になるべきプッシュスイッチがオフ状態になってしまう場合もある。そこでステップＳＴ３４１で、８個のプッシュスイッチの何れかがオンまたはオフになった状態（スイッチ入力）を判定し、ステップＳＴ３４２において再度各スイッチの状態を判定し、前のスイッチの状態と異なる場合には、エラーと判定してデータをクリアーにしてステップＳＴ３４１に戻る。ステップＳＴ３４２において、前のスイッチ状態と変化が無いことを判定すると、ステップＳＴ３４４においてその状態がＴ１時間継続したか否かを判定する。継続しない場合にはエラーと判定してステップＳＴ３４１に戻る。スイッチ状態がＴ１時間継続していることを判定すると、ステップＳＴ３４５へと進み、そのスイッチ状態からの判定結果が問題判別ステップで判別したコードに含まれている場合には、ステップＳＴ３４６でフラグをセットし、ステップＳＴ３４７で正解音声を出力する。ステップＳＴ３４５でコードの一致を確認できなかった場合には、挿入されたブロックに誤りがあると判定してステップＳＴ３４８で不正解を音声出力する。ステップＳＴ３４１からステップＳＴ３４４までの確認ステップは、後述する文字選択ブロックの個別判定処理においても使用できるものである。
図１９は、文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ１０５のサブルーチンのフローチャートを示すものである。図１０に示した前の実施の形態の文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ１０５とは、ステップＳＴ１５０及びステップＳＴ１５３の有無の点で相違する。この文字選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ１０５では、絵柄選択ブロック・ステーションの正解判定を終了した後に、発光表示を実行する。そしてステップＳＴ１５３を入れることにより、問題に応じて決まるｍ個のブロックが挿入されるまで１５秒間隔でブロックの挿入要求をする。
図２０は他言語音声表示処理ステップＳＴ１０７のサブルーチンのフローチャートを示している。図１１に示した先の実施の形態のサブルーチンとは、ステップＳＴ１７７の有無の点で相違する。このフローチャートでは、３０秒経過するまでは繰り返し選択スイッチＳＷ１のオン要求がなされる。３０秒経過すると、ステップＳＴ１０８へと進む。その他の点は、図１１のフローチャートと同じである。
図２１は、本発明のブロックを用いる知育装置の第３の実施の形態の一例の分解平面図であり、図２２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれこの実施の形態の斜視図を示している。なおこれらの図には、実際に使用するブロックの図示を省略してある。また図２１及び図２２に示した実施の形態を構成する各部分のうち、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施の形態の各部分と同一または実質的に同一の部分には、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に付した符号の数に１００の数を加えた数の符号を付して説明を省略する。
図２１及び図２２に示した実施の形態は、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施の形態と比べて、次の点で相違する。第１の相違点は、本実施の形態では問題表示パーツ置き場が個別に設けられておらず、選択ブロック置き場の一つが問題表示パーツ置き場として使用される点である。第２の相違点は、本実施の形態では、問題表示パーツが別個に設けられずに、複数の選択ブロックの一部が問題表示パーツとして兼用される点である。第３の相違点は、本実施の形態では、収納トレイ２０５が本体ケース２０３の右側から本体ケース２０３内に挿入される点である。第４の相違点は、本実施の形態では、本体ケース２０３に手持ちのハンドル２０６が設けられている点である。
具体的には、この実施の形態では、絵柄選択ブロック・ステーション２１７の４箇所の選択ブロック置き場２１８Ａ〜２１８Ｄのうちの一つの選択ブロック置き場２１８Ａを問題表示パーツ置き場としても使用する。残りの選択ブロック置き場２１８Ｂ〜２１８Ｄは、従来通りの選択ブロック置き場としてのみ使用される。本実施の形態では、選択ブロック置き場２１８Ａ〜２１８Ｄの底壁部の表面上に、それらの選択ブロック置き場を視覚により識別するための識別マークとして数字の１〜４を表示してある。このような識別マークを設けると、特定の識別マーク（この例では数字の１）が表示された選択ブロック置き場を問題表示パーツ置き場として兼用する場合に、使用者への説明が容易になる。
また本実施の形態では、絵柄ブロック待機ステーション２０９に待機する絵柄グループを構成する複数のブロックＤＢの一部のブロックの外側面上に、図２３に示すように、問題の絵柄ＱＤが表示される。図２３の例では、ブロックＤＢの外側面の領域上の１つのコーナに、問題の絵柄ＱＤが表示され、その外側面の残りの領域にその問題の絵柄の一部が拡大された状態で示されている。このような構成を採用すれば、選択ブロックを問題表示パーツとして兼用することが可能になる。なお絵柄によっては、前記外側面の残りの領域に問題の絵柄以外の絵柄が何も表示されない場合があるのは勿論である。
本実施の形態でも、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施の形態と同様に、各選択ブロックに設ける被識別手段としては、８個のプッシュオンスイッチからなる電気的スイッチ手段が用いられている。したがって各ブロック置き場の底壁部からは８個のプッシュオンスイッチのキートップ２３５がそれぞれ露出している。
図２４は、この実施の形態の動作制御部の構成を説明するたのブロック図である。この動作制御部の主要部分は、マイクロコンピュータを用いて実現されている。図２４に示した各ブロックには、図６に示した前の実施の形態の動作制御部のブロック図に付した符号の数に２００の数を加えた数の符号を付してある。この動作制御部でも、主要部の判定処理手段２５１は、文字選択ブロック・ステーション２１９と絵柄選択ブロック・ステーション２１７の各選択ブロック置き場に置かれた選択ブロックＣＢ，ＤＢの種類及び配置関係に基づいて、各選択ブロックの選択及び配置結果を判定して予め定めた所定の処理を行うように構成されている。この例でも、判定処理手段２５１は、正解データ選択手段２５３と、正解データ記憶手段２５５と、選択及び配置結果判定手段２５７と、個別判定手段２５９と、音声表示ドライブ回路２６１と、すべての音声データが記憶されている音声データ記憶手段２６３と、発光表示ドライブ回路２６５と、他言語音声表示出力手段２６７とから構成されている。図６に示したブロック図と対比すると、図２４に示したブロック図では、問題表示パーツ置き場が無い点と、絵柄選択ブロック・ステーション２１７の選択ブロック置き場の１つのが問題表示パーツ置き場として兼用されている点で相違する。そのため問題判別手段２４１には、絵柄選択ブロック・ステーション２１７の選択ブロック置き場の一つからの信号が入力される。
図２５は、この実施の形態を図２４に示した動作制御部を用いて動作させる場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートであり、図２６乃至図３２は図２５のアルゴリズムのサブルーチンを示すフローチャートである。このソフトウエアの構成は、基本的には前の実施の形態で用いたソフトウエアの構成と主要部分で共通している。そこで以下、両ソフトウエアの相違する部分を中心にして説明し、共通する部分についての説明は前の実施の形態の説明を援用する。
図２５のアルゴリズムにおいて、図１５のアルゴリズムと相違するのは、ステップＳＴ２０２の「問題判別処理及び絵柄選択ブロック個別判定処理」ステップにおいて、新たなブロックが挿入される毎に問題パーツとなる選択ブロック（問題ブロック）が挿入し直されたか否かを判別する点が大きく異なっている。
図２６乃至図２９が、開始表示ステップＳＴ２０１、問題判別処理及び絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ２０２及び絵柄正解判定処理ステップ２０３のフローチャートを分解して示している。図２６には、開始表示ステップＳＴ２０１と、問題判別処理及び絵柄選択ブロック個別判定処理ステップＳＴ２０２における１番目のブロックを入れるまでのステップが示されている。ステップＳＴ２２１及びＳＴ２２２が、開始表示ステップＳＴ２０１を構成する。そしてステップＳＴ２２３が、問題ブロックの最初の挿入要求となる。ステップＳＴ２２４で、１個目のブロックが置かれたか否かの判定が行われ、１個目のブロックが置かれないときには、ステップＳＴ２２５でブロックの挿入要求をする。ステップＳＴ２２４及びＳＴ２２５は、所定時間（例えば１５秒）間隔で繰り返される。１個目のブロックが挿入されると、ステップＳＴ２２６へと進み、ブロックの向きが判定される。ステップＳＴ２２６では、問題ブロックと判定できない場合には、ブロックの向きが誤っていると判断し、ブロックの向きが誤っている場合には、「違うよ、絵をよく見てね」等の音声表示をする。なお別のステップを用意して、問題ブロックではないことを音声表示するようにしてもよい。問題ブロックが挿入された場合には、ステップＳＴ２２８へと進み、挿入された選択ブロック挿入位置が図２１の選択ブロック置き場２１８Ａでない場合には、ステップＳＴ２２７へと進んで、音声表示をする。ステップＳＴ２２８で問題ブロックが選択ブロック置き場２１８Ａに置かれたことが判別されたときには、ステップＳＴ２２９へと進んで絵の種類を判別し、ステップＳＴ２３０で問題ブロックが正しく嵌め込まれたことを示す嵌め込み音を発生する。なおステップＳＴ２２６とステップＳＴ２２８の順番を逆にしてもよいのは勿論である。
次に図２７に示す第２番目のブロックを挿入するフローチャートへと進む。ステップＳＴ２３１では、音声出力により問題ブロックで提示された絵と同じ絵のブロックを挿入することを促す。ステップＳＴ２３２でタイマーがスタートし、所定時間毎（例えば１５秒毎）にブロックの挿入を促す。ステップＳＴ２３３では、新たに別の問題ブロックが選択ブロック置き場２１８Ａに入れ直されたか否かが判定され、新たに別の問題ブロックが挿入された場合には、ステップＳＴ２３４乃至ＳＴ２３７で、問題ブロックの判別がなされる。ステップＳＴ２３４乃至ＳＴ２３７は、図２６のステップ２２６乃至ステップ２３０と実質的に同じである。なおステップＳＴ２３４では、１番目の選択ブロック置き場２１８Ａに問題ブロックが挿入されているか否かの判断も一緒になされている。ステップＳＴ２３７で、ブロックが違うことを「違うよ、絵をよく見てね」との音声表示により表示した後は、ステップＳＴ２３８でタイマーがリセットされる。ステップＳＴ２３３で挿入されたブロックが問題ブロックではないことが判別されると、ステップＳＴ２３９へと進んで、２個目のブロックが図２１の選択ブロック置き場２１８Ｂに挿入されたか否かが判別され、２個目のブロックが図２１の選択ブロック置き場２１８Ｂに挿入されなければステップＳＴ２３２へと戻り、２個目のブロックが図２１の選択ブロック置き場２１８Ｂに挿入された場合には、ステップＳＴ２４０へと進んで、挿入されたブロックが正解が否かの判断が成される。２個目のブロックが不正解のブロックである場合には、ステップＳＴ２３７へと進んで、誤りを指摘する。２個目のブロックが正解のブロックである場合には、ステップＳＴ２４１へと進み、正解であることを意味する効果音（ブロック挿入音）を出力する。その後ステップＳＴ２４２でタイマーがリセットされる。
次に図２８に示す第３番目のブロックを挿入するフローチャートへと進む。図２８のフローチャートの各ステップＳＴ２４３乃至ＳＴ２５３は、次の点が相違するだけで、他の点は図２７の各ステップと同じである。すなわちステップＳＴ２５０において、３個目のブロックが図２１の選択ブロック置き場２１８Ｃに置かれたか否かが判別される点と、ステップＳＴ２５１において３個目のブロックの挿入の正否が判別される点とにおいて、図２８のフローチャートは図２７のフローチャートと相違する。なおステップＳＴ２４５においては、１番目の選択ブロック置き場２１８Ａに問題ブロックが挿入されている否かの判断も一緒になされる。
次に図２９に示す第４番目のブロックを挿入するフローチャートへと進む。図２９のフローチャートの各ステップＳＴ２５４乃至ＳＴ２６３は、次の点が相違するだけで、他の点は図２７の各ステップと同じである。すなわちステップＳＴ２５４では、タイマーをスタートした後、所定秒毎に「もう一つだよ」と「がんばって」の音声出力が交互に音声出力される。ステップＳＴ２６１において、４個目のブロックが図２１の選択ブロック置き場２１８Ｄに置かれたか否かが判別され、ステップＳＴ２６２においては４個目のブロックの挿入の正否が判別される点で、図２９のフローチャートは図２７のフローチャートと相違する。図２９においても、ステップＳＴ２５６において１番目の選択ブロック置き場２１８Ａに問題ブロックが挿入されたか否かの判断が一緒になされる。またステップＳＴ２６４において、４つの選択ブロック置き場２１８Ａ乃至２１８Ｄにすべて正しいブロックが挿入されたことを音声出力する。
すべてのブロックの挿入が完了すると、文字選択ブロック個別判定処理及び言葉正解判定処理が実行される。これらの処理は、図３０及び図３１に示したフローチャートのアルゴリズムにより実行される。
図３０のステップＳＴ２６５及びＳＴ２６６では、文字ブロックの挿入を音声で呼びかける。またこのときに図２１の発光ダイオード（発光表示部）２２１は、絵柄の呼び名の文字数に相当する数分だけ発光する。ステップＳＴ２６７及び２６８では、文字ブロックを挿入しない場合に、タイマーの作用で所定時間毎（例えば１５秒毎）に文字ブロックの挿入の呼びかけを繰り返す。文字ブロックが挿入されると、ステップＳＴ２６９で発光ダイオード２２１が光っている位置の選択ブロック置き場２２０に文字ブロックが挿入されたか否かが判別される。もし発光ダイオード２２１が光っていない位置の選択ブロック置き場にブロックが挿入された場合には、ステップＳＴ２７０で「ここじゃないよ。」の音声出力で誤りを知らせる。その後、ステップＳＴ２７１でタイマーをリセットする。ステップＳＴ２６９で発光ダイオードが光っている位置の選択ブロック置き場に文字ブロックが挿入されたことが判別されると、ステップＳＴ２７２において文字ブロックの挿入位置が正しいか否かが判別される。誤ったブロックが挿入された場合には、ステップＳＴ２７３へと進んで音声出力により文字が異なっていることを音声表示する。ステップＳＴ２７２で正しい文字ブロックが正しい位置に挿入されたことを判定すると、ステップＳＴ２７４へと進み、正しい文字ブロックが挿入されたことを示す効果音を出力する。次にステップＳＴ２７５へと進み、挿入された文字ブロックが残り一個までの文字ブロックでなければ、ステップＳＴ２６７へと戻って次の文字ブロックの挿入動作が続けられる。ステップＳＴ２７５で残りの文字ブロックが１個であることが検出されると、ステップＳＴ２７６へと進む。ステップＳＴ２７６では、残り１個の文字ブロックを残して挿入された文字ブロックが正しいか否かが判別され、誤りであればステップＳＴ２７３へと進んで、誤りを音声で通知する。この通知を受けて、文字ブロックが入換えられた結果、ステップＳＴ２７６で、残り１個の文字ブロックを残して挿入された文字ブロックが正しいと判断されると、図３１のステップＳＴ２７７へと進む。
図３１に示されたステップＳＴ２７７では、音声出力により残りの文字ブロックが１つであることが音声表示され、ステップＳＴ２７８でタイマーがリセットされる。次にステップＳＴ２７９で、別のタイマーをスタートして所定時間（例えば１５秒）毎に、「もう一つだよ。」と「がんばって」の音声が交互に出力されて、最後の１個のブロックを入れることを促す。そしてステップＳＴ２８０で最後の１個が挿入されたことを検出するまで、繰り返し音声出力で最後の１個のブロックを入れることを通知する。ステップＳＴ２８０で最後の１個が挿入されたことが検出されると、ステップＳＴ２８１へと進んで、最後の１個が正解か否かの判定がなされる。不正解であれば、ステップＳＴ２８２で誤りを通知し、ステップＳＴ２８３でタイマーをリセットした後、ステップＳＴ２７９へと戻る。ステップＳＴ２８１で正解が判定されると、ステップＳＴ２８４で正解の効果音を出した後に、正解を音声表示する。例えば正解が「ＨＯＲＳＥ」であれば「ＨＯＲＳＥ」と音声表示される。次にステップＳＴ２８５で絵柄に応じた効果音が出力され、ステップＳＴ２８６で正解であったことを音声出力する。
次に図３２のステップＳＴ２８７では、他言語で音声表示することを指令するスイッチＳＷ１を押すことを通知する。そしてステップＳＴ２８８でタイマーがリセットされ、ステップＳＴ２８９で再度スイッチＳＷ１を押すことを通知する。この通知は１０秒毎に繰り返される。ステップＳＴ２９０でスイッチＳＷ１が押されたか否かの判定が行われ、スイッチＳＷ１が押されない場合には、ステップＳＴ２９１で３０秒が経過したか否かの判定が行われる。３０秒が経過するまでは、ステップＳＴ２８９でスイッチＳＷ１を押すことの通知が繰り返される。ステップＳＴ２９０でスイッチＳＷ１が押されたことが確認されると、ステップＳＴ２９２で問題に対応した音声を他の言語（日本語、スペイン語，中国語等）で音声出力する。その後、１０秒経過するまでの間は、スイッチＳＷ２が押されたか否かがステップＳＴ２９４で判別される。ステップＳＴ２９４でスイッチＳＷ２が押されたことが判別されると、ステップＳＴ２９５で最初の言語（英語）による音声出力が再度行われる。１０秒経過した後、またはステップＳＴ２９５が実行された後は、ステップＳＴ２９６へと進み、音声出力が停止するのをステップＳＴ２９６で待つ。音声出力停止後は、ステップＳＴ２９７へと進んで最初のステップに戻る。
上記の実施の形態では、１つの選択ブロックを１つの問題表示パーツとして兼用しているが、２以上の選択ブロックで１つの問題表示パーツを構成するようにしてもよいのは勿論である。
上記の各実施の形態は、本発明を知育玩具に適用したものであるが、その他の教育用の知育装置に本発明を提供してもよいのは勿論である。
産業上の利用可能性
本発明によれば、問題表示パーツを交換するという構成を採用することにより、問題の選択の幅または余地を広げることができ、使用者に問題を解答するという意識を自然に持たせて、複数のブロックの選択と位置決めを行わせることにより、図画、文字、言葉等をしっかりと使用者に覚えてもらうことができるという利点が得られる。また本発明によれば、問題判別手段による問題の判別と一緒に正解データが予め選択されることになるため、選択及び配置結果判定手段による判定動作を迅速に行える利点がある。
また複数の選択ブロックの一部を複数の問題表示パーツとして兼用し、複数の選択ブロック置き場の予め定めた１以上の選択ブロック置き場を１以上の問題表示パーツ置き場として兼用すれば、本体の大きさを小さくすることができるだけでなく、使用するブロックの数を減らすことができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、ブロックによるジグソーパズルとブロックによる文字並べとを組み合わせた知育玩具に本発明を適用した第１の実施の形態の平面図と右側面図である。
図２は、ブロックを配置していない状態の図１（Ａ）の実施の形態の平面図である。
図３は、ベース・ブロックの斜視図である。
図４（Ａ）乃至（Ｅ）は、ベース・ブロックの平面図、正面図、底面図、左側面図及び右側面図である。
図５は、ベース・ブロックの分解斜視図である。
図６は、第１の実施の形態の動作制御部の構成を説明するためのブロック図である。
図７は、図６の動作制御部を実現するために用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
図８は、問題判別処理ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図９は、絵柄選択ブロック個別判定処理のステップ及び絵柄正解判定処理のステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図１０は、文字選択ブロック個別判定処理のステップ及び言葉正解判定処理のステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図１１は、他言語音声表示処理ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図１２（Ａ）は本発明のブロックを用いる知育装置の第２の実施の形態の一例の分解平面図であり、図１２（Ｂ）はこの実施の形態の正面図である。
図１３は、図１２の実施の形態の装置の正面図である。
図１４は、ベース・ブロックに凹部を設ける場合の例を説明するために用いる斜視図である。
図１５は、図１２の実施の形態を図６の動作制御部で実現する際に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
図１６は、図１５の問題判別処理ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図１７は、図１５の絵柄選択ブロック個別判定処理のステップ及び絵柄正解判定処理のステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図１８は、ステップＳＴ１３４のサブルーチンを示すフローチャートである。
図１９は、図１５の文字選択ブロック個別判定処理のステップ及び言葉正解判定処理のステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図２０は、図１５の他言語音声表示処理ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。
図２１は、本発明のブロックを用いる知育装置の第３の実施の形態の一例の分解平面図である。
図２２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図２１の実施の形態の斜視図を示している。
図２３は、問題表示パーツとして兼用される選択ブロックの表示の一例を示す図である。
図２４は、第３の実施の形態の動作制御部の構成を説明するたのブロック図である。
図２５は、第３の実施の形態を図２４に示した動作制御部を用いて動作させる場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
図２６は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図２７は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図２８は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図２９は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図３０は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図３１は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
図３２は、図２５のアルゴリズムのサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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