(57)【要約】  対話型の印刷物およびそれと共に用いるセンサー装置が記載される。そのセンサーは、印刷物上の印刷の特性、例えば、赤外反射率または吸収の程度に応答する。印刷物は、理解可能な構成要素および理解不能な構成要素を有する。印刷物および／またはセンサーデバイス中の内部プログラミングを適切に構成することにより、センサーデバイスがその２者間の構築され知的に媒介された対話の一部として印刷物に適用される時、センサーデバイスを印刷物に自動的に較正できる。一例において、センサーデバイスは、精巧な較正およびプログラミング機能が実行されるのを可能にする特定の順序で特性の値が表示できるように特に設計された事前印刷領域のシーケンスを横切って作動する。
2008530675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷物およびその印刷物上の印刷の特徴に応答するように適合させたセンサーデバイスよりなる対話型情報装置であって、その印刷物上の印刷は、理解可能な構成要素および理解不能な構成要素を有し、この理解不能な構成要素は、センサーデバイスにより感知され、センサーデバイスは、印刷された理解不能な画像の異なる値の特性を感知し、ここに、その印刷物、および／またはセンサーデバイス中の内部プログラミングは、センサーデバイスが、その２者間の構築され、知的に媒介された対話の一部として印刷物に適用される時、その印刷物に対するセンサーデバイスの較正が自動的に実行されることを保証するように配置されることを特徴とする該装置。
【請求項２】
センサーデバイスおよび印刷物が、印刷物の所与の数の異なって反応性の領域にセンサーを配置することをユーザーに要求する対話型ゲームとして設計される請求項１記載の装置。
【請求項３】
印刷物が、ユーザーによりナビゲートされて、異なる値の感知された特性を有する異なった印刷領域上をセンサーを連続的に通過させなければならない印刷されたトラックまたは迷路を含む請求項２記載の装置。
【請求項４】
印刷物がクイズ本または修正テストエクスサイズの形態であり、センサーデバイスがプログラムされ、それが印刷物の異なる値の感知された特性を記録し、次いで、異なる値の記録を処理して、異なる値自体に関する情報をそれから引き出す請求項１記載の装置。
【請求項５】
センサーデバイスが、印刷物の十分に多数の異なって（理解不能に）印刷された領域にセンサーデバイスの引き続いての連続的適用後に、感知された特性の極大および極小の値を認識するように適合した処理装置を含む請求項１記載の対話型情報装置。
【請求項６】
センサーデバイスが、特定値として極大および極小である特性の特定値を設定するようにプログラムされ、その後、認識するようにプログラムされ、ここに、センサーは、その感知された特性が、極大および極小値の事前設定の許容範囲にてまたはその許容範囲内にあれば、所与の値のうちの１つにて特性を所有するように印刷を認識する請求項５記載の装置。
【請求項７】
印刷物が、明確な固定シーケンス内の異なった極大および極小を表示し、それによって、センサーデバイスは特定の印刷物にそれ自体を較正し、および省略時モードまたはいくらかの初期のオペレーティングモードからのその動作モードを、新しいオペレーティングモードに変更し得る請求項６記載の装置。
【請求項８】
対話型の印刷物およびセンサーデバイスが、クイズまたは早期の学習本を構成し、かつセンサーデバイスおよび印刷物間の対話についての規則が、ページからページへ、または１つの印刷された本もしくはワークシートからその次のものへ変化する請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物と共に用いる携帯型センサーデバイスに関する。
【０００２】
本と併せて用いられるペン、ペン型スキャナもしくは同様のデバイスと関連した本等を提供する教育および娯楽分野において、多数の提案がなされてきており、いくつかの商品が成功裡に製造され市販されている。そのページの特性を検出するようにそのペンもしくはペン型スキャナを配置することにより、適当な対話型の関連性が、その状況において、娯楽的もしくは教育的な価値を有し得るそれらの間に確立できる。
【０００３】
ＷＯ−Ａ−８８／０５９５１およびＷＯ−Ａ−８３／０２８４２は、このタイプのシステムを記載している。他の対話型メカニズムを用い得ることを開示するが、これらの明細書は、特に、センサーデバイスのヘッドに隣接して直ちに配置された一部分の印刷物の赤外反射率または吸収を検出するように構成された携帯型センサーデバイスを開示する。
【０００４】
相互に効率的に作動するための印刷物用センサーデバイスのかかる組合せのために、実質的な配慮が印刷物の印刷およびセンサーデバイスの較正においてなされなければならない。センサーデバイスが、印刷物の単一構成要素でだけで適当に作動するだけでは全く商業上不十分である。より正確に言えば、必要性は、異なった時間に、および異なった場所において、異なる印刷方式によってさえ、実際上印刷され得る印刷物の多数の異なった構成要素でセンサーデバイスが作動することである。これは実際上達成するのが難しく、特に、センサーデバイスと印刷物との間で考えられる対話型の活動の性質および範囲における実質的な制限に導く、というのは、その印刷物の特性（例えば、赤外反射）の種々の値の数が、非常に小数、通常、３もしくは４に限定されるからである。
【０００５】
ＷＯ２００５／０１３２３７−Ａは、対話型印刷物およびそれと共に用いるセンサー装置における改良に関し、それらが較正モードで、または再較正モードにおいてさえ、操作し得るように配置され、種々の印刷物間の変化を考慮に入れたセンサーデバイスを開示する。いくつかの細部が、かかる較正もしくは再較正がどのように実行し得るかに関してこの先願において開示されるが、それらは、多数の異なって識別された領域にセンサーデバイスを連続して意識的に適用する対話型センサーデバイスおよび印刷物のユーザーに依拠する。意識的にセンサー装置を較正する予備課題がそれ自体でユーザーを刺激せず、あるいは楽しくはなく、結果的に、全く無視されかねなく、これはいずれかの不都合な結果を直ちに有しないかもしれないが、例えば、ゲームが行われまたはクイズシートが進むにつれ、設計されたごとく適切に働くためのそのシステムの不安定さ、誤り、ついに故障さえ導きかねない。
【０００６】
本発明により、印刷物および／またはセンサーデバイス中の内部プログラミングは、センサーデバイスがその２者間の構築され、知的に媒介された対話の一部として印刷物に適用される時、センサーデバイスの印刷物に対する較正が自動的に実行されることを保証するように配置される。上記に言及されたその公表された開示に示されるように、対話型センサーデバイスおよび印刷物は、教育的または娯楽的材料を提供する無数の方法で構成され得る。これらのすべてにおいて、印刷物は理解可能な印刷、すなわち、ユーザーにより読み見ることができ、意味を有するテキストおよび／または描画材料、ならびに理解不能な材料、すなわち、その存在もしくは不存在、またはその存在の程度がそのセンサーにより捕捉できるものを含む。非常に簡単に言うならば、印刷されたページは、ヒト観察者に可視でかつ理解可能な情報、および「不可視の」他の印刷情報を含む。
【０００７】
本発明を実行できる１つの方法は、印刷物の所与の数の異なって反応性の領域（すなわち、センサーに関する限り、異なって反応性）にセンサーを配置することをユーザーに要求する対話型のゲームを設計することである。例えば、センサーをプログラムして赤外吸収の異なった６つのレベルの間で区別させるならば、ゲーム構造を、例えば、ユーザーが６つの異なった赤外反射領域にセンサーを連続的に適用するように促すことであってもよい。
【０００８】
魅力的なゲームの一形態は、ユーザーによってナビゲートされなければならないトラックまたは迷路の形態である。これが識別された「スタート」を含み、かつ初期の指示が、例えば、「ゲームを始める時点にて１回ステップを登る」ことであるならば、そのステップは、異なる赤外反射率で印刷され得る。ある別法は、例えば、橋または横断歩道の写真上でセンサーを通過させて図示した「グラウンド（field of play）」に入るようにユーザーを図式的に促して、異なる反射領域にセンサーヘッドを連続的に通すことを意味するいくらかの形態のトラックを提供することである。
【０００９】
まだ、さらなるアプローチは、異なる反射領域にセンサーを適用するステップが初められるまで、例えば、印刷されたスピーチ・バブル（その中に印刷されたいずれかの言葉を有しても有しなくてもよい）に反応しないことにより、商品との対話型様式でセンサーユニットが作動しないことを提供する。これは、例えば、単に、そのページでランダムに動き回ることを含む。
【００１０】
以下に示されるように、特に、精巧な（sophisticated）ゲームプレイのため、またはクイズ本または修正テストエクスサイズ適用に用いるためのかかるデバイスの操作の点から実質的利点をもたらす別法のアプローチは、センサーデバイスをプログラムして、それが印刷物の異なる値の感知された特性を記録し、次いで、異なる値の記録を処理して、異なる値自体に関しての情報をそれから引き出すことである。
【００１１】
かくして、本発明の特定の特徴により、印刷物、および印刷物上の印刷の特徴に応答するように適合したセンサーデバイスよりなる対話型情報装置が提供され、ここに、印刷物上の印刷は、理解可能な構成要素および理解不能な構成要素を有し、この理解不能な構成要素は、センサーデバイスにより感知され、センサーデバイスは、印刷された理解不能な画像の異なる値の特性を感知し、そのデバイスは、その印刷物の十分に多数の異なって（理解不能に）印刷された領域へのセンサーデバイスの引き続いての連続的適用後に感知された特性の極大および極小値を認識するように適合された処理装置を含む。
【００１２】
このように操作すると、極大または極小である特定のレベルは、すべて異なって、センサーデバイス自体によりその特定のレベルとして設定できる実効値に対応し、その後、認識するようにプログラムされ、すなわち、そのセンサーは、その感知された特性が、前記のごとき極大および極小の分析により決定されたレベルの事前設定の許容範囲（preset tolerance band）にてまたはその許容範囲内にあれば、特定のレベルでの特性を所有するように印刷を認識するであろう。
【００１３】
センサーデバイスにおけるレベルの検出およびそれにより達成できる自己較正または再較正は、そのデバイスを印刷物に適合でき、結果的に、異なるプロデュサー（producer）により、異なる時点にて生成された印刷物に適合できるので価値がある。この再較正が、種々のレベルがセンサーデバイスにより検出されるシーケンスに関係なく生じさせることもできる。しかしながら、後記の言及から示されるように、センサーデバイスがそれ自体を較正できるだけでなく、より詳細には、動作モードを省略時（default）モードまたはいくらかの初期オペレーティングモードから新しいオペレーティングモードに変更できるため、明確な固定シーケンスにおいてそれらのレベルを示すことが特に好ましい。また、そのコードを読むと、それは図形に対応する言葉または句を述べることができる。
【００１４】
これは、クイズ本および早期学習本のための対話型の印刷物およびセンサーデバイスの使用の精巧な領域における特定に価値についてのものであり、センサーペンと印刷物との間の対話についてのルールは、例えば、ページからページへ、またはある印刷された本またはワークシートからその次のものへ変化し得る。様々な異なるプログラムされた動作モードを含む従来構造のセンサーペンにおける非常に多量の保存されたプログラム材料を提供することは簡単であり、その各々は、そのペンを操作する方法を駆動するように選定し得る。
【００１５】
所望のシーケンスにおける印刷物領域へのペンの適用は、前記の技術、例えば、適当なシーケンスにおける個々の印刷領域を有する描画または図式的に駆動されたトラックのいくらかの形態、ユーザーがそのページについての指示または質問および回答に従ってペンに適用する連続する領域に埋め込まれたすべてのシーケンスを提供することにより、保証し得る。
【００１６】
一般的に前記されるように、異なる値の連続する入力は、センサーデバイスが自己較正することを可能とする。しかしながら、較正が全く必要でないある組のゲームが存在する。これらはただ比較だけにより作動する。かかるゲームにおける使用では、センサーモジュールはかくして、「正しい」および「誤り」間で区別できる１つの閾値で事前設定される。これは、読み過しおよび他の許容範囲が考慮されるあるレベル、５％と１０％との間のカーボンブラックにてソフトウェアにおいて出荷時設定される。この閾値を超えるカーボンブラック含量を持ついずれのパッチも、『正しい』と考えられ、記憶される。次いで、４または５個の異なったレベルを正解に用いることができ、単純なシーケンスが分析され適当な応答を与えるセット、シーケンス、マッチング、トラッキングおよび迷路を含めた様々なゲームがプレイされるを可能とする。修正テストの最初に同様のアプローチ（「正しい」および「誤り」間の閾値）を使用できるが、一旦全セットが集められたならば、この時点により正解が較正される。
【００１７】
本発明を如何に実行することができるかの特定の実施例は、今や、添付図面を参照して記載されるであろう。これらの図面において：
図１は、ゲームをプレイするのに用いたプレーボードおよびカエルの表示であり；
図２は、ゲームボード上に印刷されたトラックの一部分の概略図であり；
図３は、図２のトラックを通過するセンサーの感知された値の応答の図式的な例示であり；
図４は、本発明によるセンサーデバイスに有用な回路を示すブロック回路図であって；
図５は、本発明によるセンサーデバイスに用いる好ましい形態の回路を示す回路図である。
【００１８】
図１をまず参照すると、これは、池の中の５枚の浮いているスイレンの葉の印字図形の一側に位置したカエルを示す。センサーユニットは、いずれかの部分のプリント基板に適用される場合、音響信号を発するプラスチック製のカエルに入れられる。異なった赤外吸収レベルを有するボードの異なった領域へのカエルの適用は、異なったシグナルを生成する。内部的に、カエルは以下に説明されるように、プログラムしてゲームを操作し得る。
【００１９】
図１に示されるように、赤外吸収インクの５つの異なった色合いを用いて印刷されており、また、それらがプレーヤーに異なって見えるように、色または数によって区別される５枚の浮いているスイレンの葉が存在する。プレーヤーは、ボード上にカエルを配置させ、内部エレクトロニクスをつけ、「いずれかのパッドにジャンプしてください」とカエルに言わせるスイッチを動かすことによりゲームを開始する。次いで、カエルは、好ましくは浮いているスイレンの葉（背景は浮いているスイレンの葉のものと同一レベルである）上で、プレーヤーによってボードから上げられ、次いでボード上に戻される。カエル中のセンサーモジュールは、レベル読み取りを記録し、正の音響／視覚フィードバックで「着地」を確認する。次いで、カエルは、「他のパッドにジャンプしてください」と言う。カエルが今や新しいパッドに配置されるならば、以前のように、新しい着地は確認され、新しいレベルも記録される。しかしながら、カエルが再度同一パッドにジャンプすれば、レベル読み取りは同一になり、負のフィードバックが与えられるのに続けて、再度「他のパッドにジャンプしてください」と言う。最終的には、５枚の浮いているスイレンの葉すべてについて赤外吸収レベルは記録されていたであろう。センサーモジュールは、今や事前に決定された属性を持つレベル、すなわち、例えば、「黄色」を持つ最高レベル、「緑色」を持つ次に最高のもの等を付与することができる。ゲームは、ランダムにある色を呼ぶカエルで継続する。カエルは、今や、特定のパッドに着地されなければならない。センサーモジュールは最新の読みを記憶していたレベルと比較し、結果的にフィードバックする。ゲームは、制限時間内でスピードアップし、ヒット数を記録することにより挑戦的になされる。
【００２０】
さて、図２および３に移ると、図２は、印刷シート上に存在でき、異なる密度で印刷された赤外吸収インクの領域のシーケンスよりなる典型的な印刷コードである。結果的に、センサーにより検出可能な赤外吸収は、センサーがその領域のいずれを見ているかに依存して変化するであろう。その技術は、赤外吸収以外の特性に、もちろん、適用できる。図２から明らかなように、連続領域は、センサーがそれらを横切って通過される場合に異なったレベルを与え、見ることができるように、これは図３に図式的に示されるような出力を実際に生成するであろう。
【００２１】
吸収の特定の実測値は重要ではない。図３から非常に明確に見ることができるものは、センサーが図２に示される領域を横切って左から右へ通過すると、赤外吸収は、ゼロにて（センサーが白色紙上にある場合）始まり、Ａにて５として任意に示されるレベルまで上昇し、次いで、Ｂにて値１と任意に割り当てられる低レベルに落ち、次いで、Ｃにてレベル４に再度上昇し、Ｄにてレベル２に落ち、次いでＥにてレベル３に上昇する。
【００２２】
これは、出力の点からセンサーシーケンス５１４２３を生成する。吸収の絶対レベルは完全に任意の様式で設定できるが、相対的なレベルは、十分な区別を可能にするように設定される必要があり、これは過度の困難性なくして明らかに達成できる。
【００２３】
そのシーケンスにおけるこれらのレベルの読みは、図２に示された一連の領域を横切ってセンサーをスライドさせる方法によりなすことができるか、またはそれは例えば、かかる領域にセンサーを連続的に適用する方法によりなし得る。
【００２４】
前記に説明のごとく、そのシーケンスが維持されるならば、そのセンサーデバイスがその個々のレベル（それは図３を見ることから明らかである極大および極小により検出できる）に自己較正することを可能にするのと同様に、それらの極大および極小が発生するシーケンスをデコードおよび適用して、センサーデバイスの動作モードを変更できるコードを実際に表わすことができる。
【００２５】
以下の言及から示されるように、かくして、センサーデバイスは、自己較正およびデコーディング様式の双方において作用し得る。そのコーティングが存在するが、それは、センサーデバイスが、それらの絶対レベルのいずれかの予備的知識を有するセンサーデバイスなくして絶対的な印刷レベルを学習するのも可能とする方法で存在する。しかしながら、コード化メカニズムは、各々の印刷レベルのユニークな識別を可能とするだけでなく、例えば、特定のプログラムされたモードにおける操作によってそのセンサーが応答するようにデコードされた場合に用いることができるユニークなコードシーケンスを生成する。
【００２６】
５−１−４−２−３の図２に示され、図３に示されるコード配列を生成する特定の実施例に移ると、これが作用して、センサーデバイスと図２に示されたマーキングを担う印刷物との間の適切な対話のための特定の動作モードを識別するであろうことが理解できる。
【００２７】
白色紙上への赤外吸収性の黒インクの印刷の容易で実際に達成可能なアプローチに適用すると、赤外線センサーからの７つの区別されるレベルを供することは簡単である。これらの７つのレベルは、白色（吸収性のインクが存在しない）、黒色（吸収性黒色インクが任意に規定された１００％で存在する）、ならびに１〜５を示す多数の中間レベルを含み、赤外吸収黒色インクの量は、印刷されるその１００％の黒色領域に用いた量に対し、レベル１では８％、レベル２では１７％、レベル３では２７％、レベル４では３８％、およびレベル５では５４％である。赤外吸収黒インクを用いたこれらのレベルでの印刷は、印刷が、従来のシアン、マジェンタおよび黄色印刷インキ（それらのすべては非赤外吸収性である）で印刷される有色領域にわたるならば、本質的に検出できなくできる。
【００２８】
非常に簡単に見ることができるように、図３に図示された極大または極小として各々の連続のレベルを測定して、様々な異なったシーケンスが認識できる。図３に示された波状応答を生成することを望む最も単純なアプローチで作動すると、応答の各シーケンスは「高−低−高−低−高−低」でなければならない。センサーが図２に示され、図３に指定される領域のシーケンスを横切って移動するならば、この波状の要求を満たす以下のコードシーケンスは：
ＡＢＣＤＥ
０５１３２４０
０５１４２３０
０５２３１４０
０５２４１３０
０５３４１２０
０４１３２５０
０４１５２３０
０４２３１５０
０４２５１３０
０４３５１２０
０３１５２４０
０３２４１５０
０３２５１４０
０３１４２５０
０２１４３５０
０２１５３４０
である。
【００２９】
センサーデバイス内のソフトウェアをプログラムして、反応させて、一旦、様々なレベルの反射（reflectant）が読まれたならば、すなわち、一旦、十分な数の極大および極小が検出されたならば、センサーデバイスが紙に対して配置された場合の未確認の応答を引き続いて分類するのに用いるそれらのレベルを保存し、別に、シーケンスが識別できるために、その「コード」を識別できる。
【００３０】
極大および極小を識別するこの技術を用いて、いずれかの特定のシーケンスにおける第１のレベルを検出するために、必要とされるすべては、先のレベルがその第１のレベルより低いことである。同様に、検出された最終レベルは、引き続いてのレベルがそれを極大であると識別するためのそのレベルより低いことを単に必要とする。結果的に、印刷物上で異なって印刷された領域のシーケンス前後のレベルが、ゼロ吸収（すなわち、白色紙）で始める必要はない。そのコードレベルは、もちろん、逆に読むことができ、所望ならば、逆または逆でない順序で、連続する極大および極小が検出されることが重要でない様式で操作できるが、それはこのように検出できるユニークに識別可能なコードの可能な数を減らす。
【００３１】
所望ならば、センサーデバイス自体における処理能力を節減するために、コード化されたシーケンスを操作して、単一の低分解能（resolution）値によりそれらを表わすことができる。これは、それが読まれるように各極大または極小を受取り、そのレベル未満である先のレベル数を合計することにより、各シーケンスを処理することにより簡単に達成できる。この接続においては、第１の２つの測定値、すなわち、測定された第１の極大および極小が常に各々のうちの１つであり、従って、シーケンスの最初の２項がこの意味では重要でないことは注目されるべきである。測定されたシーケンスが０５１４２３０であり、次いで、第３の極大／極小図、当該ケースでは図４からスタートし、次いで、そのエレメントに対して値において低い先のエレメントの数を計算し、圧縮データ：２２３を与え、次いで、各々、１、２および８の重み係数を用いると、以下のとおり重み係数により因数分解された発生の総和を計算できる：
（２×１）＋（２×２）＋（３×８）＝３０
【００３２】
別法のアプローチは、式：
【００３３】
【数１】
2008530675.tif 000003
【００３４】
［式中、ｎ＝シーケンス中の０でないエレメントのレベル数、ｘはコードシーケンス中のエレメントの指標である（０からｎまで実行する）］、および式：
【００３５】
【数２】
2008530675.tif 000004
【００３６】
を用いることであり、
各シーケンスについてのユニークなコードは以下に示すように生成できる：
シーケンス          コード番号
０５３４１２０        ２１
０４３５１２０        ２１
０５２４１３０        ２８
０４２５１３０        ２９
０５１４２３０        ３０
０４１５２３０        ３１
０５２３１４０        ３６
０３２５１４０        ３７
０５１３２４０        ３８
０３１５２４０        ３９
０２１５３４０        ４１
０４２３１５０        ４４
０３２４１５０        ４５
０４１３２５０        ４６
０３１４２５０        ４７
０２１４３５０        ４９
【００３７】
見ることができるように、これは１６個の異なったコードを生成し、各々は２桁によって表わされ、かくして、デバイスが操作すべき１６個の可能なプログラムモードのいずれかを決定できる。
【００３８】
さらに広範囲の種々のオペレーティングモードから選択されることが望ましいならば、そのコードシーケンスは、最終レベル測定（コード用の読み取りモードが終結すべきであるとデバイスに伝える）が繰り返されない限りは単純に拡張されていてもよい。かくして、シーケンス０５１４２３０は、０５１５１４２３０または０５１４２４２３０まで延長できる。これは利用可能なコードシーケンス数を２倍にすると、明確に、もちろん、印刷の点から他のレベルと同一になるであろう追加されたレベルの各ペアについては、可能なシーケンス数は２倍になり、その結果、ユニークに識別可能なコード数が急速に非常に大きくなる。この方法においてより長いシーケンスを用いる場合、前記に言及されたコード圧縮アルゴリズムは、より多数の重み係数、例えば、１、２、８、１６および３２を有することを必要とする。各ケースにおいて、処理を行う結果、ユニークに識別可能な短い数のコードが生成される。
【００３９】
図２は、相互に接する印刷領域のシーケンスを示す。所望ならば、その領域は、相互から間隔を空けてもよく、その結果、センサーがそれらの上を通過するので、それは各領域間の背景紙の反射率を検出する。これは、記録されたシグナルを解明するのをより容易にし、特に反射率の異なったレベル数が増加するならば、実際上、より大きな操作安定性に導く。かかるアプローチは、印刷物の印刷耐性における変動に対して、および確かにセンサーヘッド自体における変動においてより抵抗性である。
【００４０】
例えば、修正エクスサイズ帳の各ページ上に印刷された領域のかかるシーケンスを用いると、自動の校正および再較正は簡単でかつ確実に実行し得る。デバイスの内部プログラミングの点では、相当な節減が、内部に保存された「ルックアップ表」を有する必要性の回避により達成される。センサーデバイスの使用が始まる場合に質問におけるレベルは本質的に保存され、ユーザーセッションの終わりにて喪失するとはいえ、それが例えば、スリープモードの最初の１０分間において変化を生じないならば、シャット−ダウンモードに入るのに先立ち、例えば、入力変化なくして６０秒発生した後に省電力の「スリープ」モードに入るならば、ソフトウェアはそれらを保存し得る。
【００４１】
さて図４を参照すると、これはブロック線図の形態にて、差動比較器検出技術（differential comparator detection technique）を用いて、どのようにＩＲインク吸収性の絶対レベルの検出と関連した分散および許容差を克服し得るかを示す。その技術は、相対値として吸収性レベルにおける差だけを測定する。最小コストでこれを達成するために、図４に示された回路構成を用いてもよい。マイクロコントローラ１は、外部音響デバイス（スピーカー２）を直接的にまたは緩衝回路（バッファー３）を介して駆動するように通常利用される定電流アナログ出力（Ａｏｕｔ）を処理する。その技術はこの特徴を利用して、Ａｏｕｔの出力電流を、センサー４が主として可変電流源として作用する赤外線センサー回路により引き出された電流と比較する。マイクロコントローラ１からのアナログ出力およびセンサー４からの出力の双方は、受動的な信号調整回路中で条件付け、計って、コンパレーター６による２つの電流レベルの直接的な比較を可能にする。次いで、コンパレーター６のデジタル出力は、アナログ出力がセンサー４のそれを超えるまたはそれ未満であるかをマイクロコントローラのデジタル入力（Ｄｉｎ）に示す。
【００４２】
そのアナログ出力Ａｏｕｔの変更によって、マイクロコントローラ１は、ソフトウェア中でセンサー４の相対的なアナログ出力レベルを決定できる。次いで、これは、従来の逐次近似アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）とほとんど同じ方法でセンサーのアナログ出力の直接的なデジタル表示を提供する。
【００４３】
通常動作下では、このメカニズムは、アナログ出力を用いて、センサーの出力のそれと比較する間に、マイクロコントローラ１の音響出力が一時的に停止することを必要とする。しかしながら、この回路の新規な特徴は、音響出力が存在する場合でさえ、アナログ比較が連続的になされることである。音響出力レベルの範囲が信号調整回路による同等のフルレンジのセンサー出力をカバーするように調整されるので、これは作動する。音響信号が主としていずれかの音響出力シーケンス（すなわち、音または句）にわたる交流（ＡＣ）波形を含むので、アナログ出力レベルは本質的にセンサーの可能な出力の全範囲をカバーする。従って、コンパレーター６のデジタル出力を連続的にモニターすることにより、センサーの絶対レベルは連続的にモニターできる。これは、マイクロコントローラのソフトウェアがセンサーの相対的なレベルを決定するためにアナログ出力のデジタル同等のレベルを決定できることをマイクロコントローラ１に要求する。コンパレーターデバイス６は、所望ならば、マイクロコントローラの内部にあってもよい。
【００４４】
アナログ出力Ａｏｕｔは、（デジタルアナログ変換器またはＤＡＣの使用により）外部的に、またはマイクロコントローラにより内部的に生成し得る。いずれの場合においても、マイクロコントローラは、瞬時のアナログ出力レベルの同等なデジタルレベルを読み込むまたは決定することができなければならない。
【００４５】
音響バッファ３は、マイクロコントローラ（Ｄｏｕｔ）のデジタル出力により制御し得る。これは、音響出力が必要でない場合でさえ、スピーカーからのいずれの出力も生成することなくして、マイクロコントローラが比較目的のためにそのアナログ出力を駆動するのを可能とする。
【００４６】
今や図５を参照すると、これは本発明による好ましいセンサーデバイス用回路を示すが、（従来型である）電源は明瞭さのために省略された。その図に示されるのは、所望のように操作するようにプログラムされ、スイッチ１１が閉じている場合に作動中とし得るマイクロプロセッサー１０である。スイッチ１１は、例えば、細長い「センサーペン」の端に取り付けられた「チップスイッチ」であってもよく、その結果、そのチップが印刷物に対して押し付けられる場合に、スイッチ１１を閉じる。また、音響トランスデューサー１２はマイクロプロセッサー１０に接続される。また、マイクロプロセッサーユニット１０は、光学的赤外線エミッター／レシーバーパッケージ１３のエミッターダイオードを通って電流が流れるか否かを制御する。その受信センサー部分は、コンパレーター１４の１つの入力に接続される。コンパレーター１４のその他の入力に接続されるのは、１５にて一般的に示された抵抗梯子型回路網（resistance ladder network）であり、その梯子型回路網１５はマイクロプロセッサー１０の出力にも接続されている。
【００４７】
操作において、スイッチ１１が閉じている場合、マイクロプロセッサー１０内の回路は、コンパレーター１４のプラス入力に対して印加電圧を変更する抵抗梯子１５の「横棒（rung）」にシグナルを適用する。その入力にて印加された電圧は、非常に急速な間隔（例えば、１００マイクロ秒毎）で漸増的に減少できるが、同時に、コンパレーター１４のマイナス端子に印加した電圧は、光学的なエミッター／レシーバーパッケージ１３が配置された表面から反射された赤外線量に依存するであろう。コンパレーター１４のマイナス入力に対する電圧は、常に供給電圧より小さく、結果的に、コンパレーター１４の正の入力に印加された電圧がその出力がロジック０まで低下する点での負の入力に印加されたレベル未満に落ちるまで、ロジカル１として留まり、結果的に、コンパレーター１４の出力がマイクロプロセッサー１０の入力に接続されているので、そのマイクロプロセッサーは、どの電圧レベルがコンパレーターのマイナスの入力に印加されるかを正確に分かっており、すなわち、それは、パッケージ１３の次の表面の赤外反射率の測定を有する。パッケージ１３が、印刷の異なる反射領域のシーケンスを横切って移動すると、個々のレベルの吸収は前記に示されるような使用のために検出およびデコードできる。
【００４８】
図５に示された回路は生成するのに非常に単純でかつ安価であり、結果的に、早期の学習活動本およびクイズ本についての印刷物と共に用いられる携帯型センサーデバイスにおける使用に理想的である。適当なプログラミングにより、トランスデューサー１２からの出力は、センサーユニット、印刷物およびユーザーの間の魅力的でかつ刺激的なレベルの対話機能を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、ゲームをプレイするのに用いたプレーボードおよびカエルの表示である。
【図２】図２は、ゲームボード上に印刷されたトラックの一部分の概略図である。
【図３】図３は、図２のトラックを通過するセンサーの感知された値の応答の図式的な例示である。
【図４】図４は、本発明によるセンサーデバイスに有用な回路を示すブロック回路図である。
【図５】図５は、本発明によるセンサーデバイスに用いる好ましい形態の回路を示す回路図である。
【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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【国際調査報告】
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