(57)【要約】対話式装置が開示される。一実施例においては、対話式装置はベースユニット（１２）を含む。ベースユニット（１２）は、表面（２９）と、その表面（２９）の下の電気的素子のアレイとを有する。取外し可能なテンプレート（１４）がベースユニット（１２）上に配置され、表面（２９）上に位置決めされる。取外し可能なテンプレート（１４）はユーザが運動させることができる可動要素（１９）を有し、装置内のスピーカは可動要素（１９）の運動に応答してオーディオ出力を発生することができる。
2004522205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対話式装置であって、
ａ）i）実質的に平面状の表面、及び
ii）前記表面の下に位置する電気的素子のアレイ
を含むベースユニットと、
ｂ）前記電気的素子のアレイに作動的に結合されているプロセッサと、
ｃ）前記プロセッサに作動的に結合されているメモリと、
ｄ）前記プロセッサに作動的に結合されているオーディオ出力デバイスと、
ｅ）前記ベースユニットの表面上の取外し可能なテンプレートと、
を備え、前記取外し可能なテンプレートは前記電気的素子のアレイ内の１つの電気的素子上に位置する可動要素を含み、前記電気的素子は前記可動要素に関係付けられているオーディオ出力を供給するように割当てられている
ことを特徴とする対話式装置。
【請求項２】
前記電気的素子のアレイは、スイッチのアレイからなることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項３】
前記オーディオ出力デバイスは、スピーカからなることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項４】
前記オーディオ出力デバイスは、前記ベースユニット内にあることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項５】
前記取外し可能なテンプレートは、数または文字についてユーザを教育するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項６】
前記ベースユニットは前記表面を少なくとも部分的に限定している縁領域を含み、前記テンプレートは前記縁領域内に適合するように共働する構造であることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項７】
前記対話式装置は、玩具であることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項８】
前記取外し可能なテンプレートは、モールドされたプラスチックの実質的に平面状のシートからなることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項９】
前記取外し可能なテンプレートは静止領域を含み、前記可動要素は、前記静止領域とは無関係に運動し、且つ前記静止領域とは異なる構造及び外観を有していることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１０】
前記取外し可能なテンプレートは静止領域を含み、前記可動要素は、前記取外し可能なテンプレートの面に平行な方向に運動する部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１１】
前記メモリは、再プログラム可能なメモリからなることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１２】
スピーチシンセサイザ、
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１３】
前記ベースユニットは更に、スロットと、抜出し可能なように前記スロット内に挿入できる転送可能な情報記憶媒体とを含むことを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１４】
１セットの取外し可能なテンプレート、
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１５】
前記テンプレートは、（i）ヒンジと、（ii）フレームを有する第１の部分と、（iii）フレームを有する第２の部分とを含み、前記第１の部分及び第２の部分は前記ヒンジによって互いに結合されていることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１６】
前記取外し可能なテンプレートは、（i）ヒンジと、（ii）フレーム及び前記フレーム内の開口を有する第１の部分と、（iii）フレームを有する第２の部分とを含み、前記可動要素は前記第２の部分のフレーム内に配置され、前記第１の部分及び第２の部分は前記ヒンジによって互いに結合され、そして前記可動要素は前記取外し可能なテンプレートが閉じた位置にある時には前記第１の部分のフレーム内の開口を通って延びるようになっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１７】
前記取外し可能なテンプレートは、（i）ヒンジと、（ii）フレームを有する第１の部分と、（iii）フレームを有する第２の部分とを含み、前記第１の部分及び第２の部分は前記ヒンジによって互いに結合され、
前記対話式装置は更に、前記取外し可能なテンプレートの前記第１の部分と第２の部分との間に配置されるシートを含み、
前記シートは、前記電気的素子のアレイ内の選択された電気的素子上に配置される複数の印刷要素を含み、前記選択された電気的素子は前記印刷要素に関係付けられているオーディオ出力を検索するように割当てられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１８】
動作モードを選択するための選択デバイスを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項１９】
前記可動要素は、数または文字からなることを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項２０】
前記対話式装置は、ユーザが所定の時間内に前記シートと対話したか否かを決定するために、非対称デバウンス技術を使用することを特徴とする請求項１に記載の対話式装置。
【請求項２１】
サーバーコンピュータと、
クライアントコンピュータと、
前記請求項１の対話式装置と、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
サーバーコンピュータと、
前記サーバーコンピュータと通信するクライアントコンピュータと、
前記クライアントコンピュータに結合されているリンカーデバイスと、
前記請求項１の対話式装置と、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
対話式装置であって、
ａ）i）表面、
ii）前記表面の下に位置するスイッチのアレイ、
iii）メモリ、
iv）前記スイッチのアレイに作動的に結合されているプロセッサ、
v）スロット、及び
vi）スピーカ
を含むベースユニットと、
ｂ）抜出し可能なように前記スロット内に挿入できる転送可能な情報記憶媒体と、
ｃ）前記ベースユニットの表面上の取外し可能なテンプレートと、
を備え、前記取外し可能なテンプレートは静止部分及び複数の可動要素を含み、前記各可動要素は前記静止部分が静止に留まっている間に運動することが可能であり、且つ前記静止部分とは異なる構造を有しており、
前記複数の可動要素は前記スイッチのアレイ内の１セットのスイッチ上に配置され、前記セットのスイッチ内の各スイッチは前記スイッチ上に配置されている前記可動要素に関係付けられている出力を供給するように割当てられている
ことを特徴とする対話式装置。
【請求項２４】
１セットの取外し可能なテンプレート、
を備えていることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項２５】
前記転送可能な情報記憶媒体は、データカートリッジであることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項２６】
前記転送可能な情報記憶媒体は、フラッシュメモリからなることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項２７】
前記ベースユニットは更に、前記ベースユニットの表面を取り囲んでいる縁領域を含み、前記縁領域及び前記テンプレートは共働するような構造であることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項２８】
前記転送可能な情報記憶媒体は、フラッシュメモリからなることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項２９】
前記対話式装置は、教育玩具であることを特徴とする請求項２３に記載の対話式装置。
【請求項３０】
サーバーコンピュータと、
クライアントコンピュータと、
前記請求項２３の対話式装置と、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項３１】
サーバーコンピュータと、
前記サーバーコンピュータと通信するクライアントコンピュータと、
前記クライアントコンピュータに結合されているリンカーデバイスと、
前記請求項２３の対話式装置と、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項３２】
対話式装置を使用する方法であって、
ａ）実質的に平面状の表面を含むベースユニットを準備するステップと、
ｂ）前記実質的に平面状の表面上に取外し可能なテンプレートを配置するステップと、
ｃ）前記取外し可能なテンプレート内で可動要素を運動させるステップと、
ｄ）前記可動要素の運動に応答して前記可動要素に関係付けられているオーディオ出力を発生するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記可動要素は第１の可動要素であり、前記取外し可能なテンプレートは第１の取外し可能なテンプレートであり、前記方法は更に、
ｅ）前記第１の取外し可能なテンプレートを前記ベースユニットから取外すステップと、
ｆ）第２の取外し可能なテンプレートを前記ベースユニット上に配置するステップと、
を含み、前記第２の取外し可能なテンプレートは第２の可動要素を含み、
前記方法は更に、
ｇ）前記第２の可動要素を運動させるステップと、
ｈ）前記第２の可動要素の運動に応答して前記第２の可動要素に関係付けられているオーディオ出力を発生するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記取外し可能なテンプレートはフレームを含み、前記方法は更に、
ｅ）印刷要素を含むシートを、前記取外し可能なテンプレートを使用して前記ベースユニットの表面に確保するステップと、
ｆ）前記印刷要素上にマークするステップと、
ｇ）前記印刷要素に関係付けられている出力を発生するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記マーキングは、彩色からなることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
対話式装置のベースユニットの表面上で使用するための取外し可能なテンプレートであって、
ａ）静止領域と、
ｂ）前記静止領域とは構造的に異なり、且つ前記静止領域とは無関係に運動する可動要素と、
を含み、前記可動要素は、ユーザが運動させることができる上側部分、及び前記ユーザによる運動に応答して前記表面と接触することができる下側部分を含み、前記ベースユニットは前記可動要素に関係付けられているオーディオ出力を発生するようになっている、
ことを特徴とする取外し可能なテンプレート。
【請求項３７】
ヒンジと、フレーム及び前記フレーム内の開口を含む第１の部分と、静止領域及び可動要素を有するフレームを含む第２の部分とを更に含み、前記第１の部分及び第２の部分は前記ヒンジによって互いに結合され、前記可動要素は前記第１の部分のフレーム内の開口を通って延びるようになっている、
ことを特徴とする請求項３６に記載の取外し可能なテンプレート。
【請求項３８】
複数の可動要素を含み、前記各可動要素は明るい色で着色してあることを特徴とする請求項３６に記載の取外し可能なテンプレート。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、音及び音響を発生する能力を有する玩具が児童の間で人気を博している。因みに児童が玩具上のボタンを押した時に、話したり喋ったりする数多くの玩具が開発されてきている。ボタンを押圧すると、玩具は予め記録されている音響を発生する。例えば、玩具は、文字“Ｅ”が印刷されているボタンを有することができる。児童が文字“Ｅ”を押すと、玩具は文字Ｅの音（即ち“eeee”）を発声する。
【０００２】
これらの玩具は、改良の余地がある。例えば、時間が経つにつれて、児童は玩具からの応答に馴れるようになる。児童は、玩具のある部分上を押せば玩具が同じ音響を何度でも発生することを学習する。同一のセットの音響を伴う同一の対応するセットのボタンが、常にユーザに提示されている。従って、学習及びプレイが予測可能になり、くどいと感ずるようになる。児童は玩具に対する興味を失い、児童に対する玩具の教育的及び娯楽的価値が失われる。
【０００３】
更に、これらの玩具は、児童の学習を補強するための限定された方法、及び児童を刺激する幾つかの方法を有している。従来の多くの電子玩具においては、児童が玩具と対話するのはボタンを押すことに限られている。電子玩具が、児童を刺激し、児童と係わり合うようなより多くの機能、及びより多くの方法を有していることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施例は、これらの、及び他の諸問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例は対話式装置を指向し、この装置は、ａ）i）実質的に平面の表面、ii）前記表面の下に配置されている電気的素子のアレイ、iii）前記電気的素子のアレイを含むベースユニットと、ｂ）前記電気的素子のアレイに作動的に結合されているプロセッサと、ｃ）前記プロセッサに作動的に結合されているメモリと、ｄ）前記プロセッサに作動的に結合されているオーディオ出力デバイスと、ｅ）前記ベースユニットの表面上に配置されている取外し可能なテンプレートとを備え、前記取外し可能なテンプレートは、前記電気的素子のアレイ内の電気的素子の上に位置する可動要素を含み、前記電気的素子は、前記可動要素に関係付けられたオーディオ出力を提供するように割当てられている。
【０００６】
本発明の別の実施例は対話式装置を指向し、この装置は、ａ）i）表面、ii）前記表面の下に配置されているスイッチのアレイ、iii）メモリ、iv）前記スイッチのアレイに作動的に結合されているプロセッサ、v）スロット、vi）スピーカを含むベースユニットと、ｂ）前記スロット内に抜出し可能なように挿入可能な転送可能な情報記憶媒体と、ｃ）前記ベースユニットの表面上に配置されている取外し可能なテンプレートとを備え、前記取外し可能なテンプレートは静止部分及び複数の可動要素を含み、前記各可動要素は前記静止部分が静止に留まっている間に運動させることができ、且つ前記静止部分とは異なる構造を有しており、前記複数の可動要素は前記スイッチのアレイ内の１組のスイッチの上に配置され、前記スイッチの組内の各スイッチは前記スイッチの上に配置されている前記可動要素に関係付けられた出力を提供するように割当てられている。
【０００７】
本発明の別の実施例は対話式装置を使用する方法を指向し、この方法は、ａ）実質的に平面の表面を含むベースユニットを準備するステップと、ｂ）前記実質的に平面の表面上に取外し可能なテンプレートを配置するステップと、ｃ）前記取外し可能なテンプレート内で可動要素を運動させるステップと、ｄ）前記可動要素の運動に応答して前記可動要素に関係付けられたオーディオ出力を発生させるステップとを含む。
【０００８】
本発明の別の実施例は対話式装置のベースユニットの表面上で使用するための取外し可能なテンプレートを指向し、前記取外し可能なテンプレートは、ａ）静止領域、及びｂ）前記静止領域とは構造的に異なり、且つ前記静止領域とは無関係に運動する可動要素を含み、前記可動要素はユーザが運動させることができる上側部分と前記ユーザによる運動に応答して前記表面と接触することができる下側部分とを含み、前記ベースユニットは前記ユーザによって運動させられた前記可動要素に関係付けられたオーディオ出力を発生するようになっている。
【０００９】
これらの、及び他の実施例を、以下に添付図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例が指向する対話式装置は、ベースユニットと、ベースユニットと共に使用される取外し可能なテンプレートとを備えている。本発明の幾つかの実施例においては、取外し可能なテンプレートは、ボタンのような可動要素を有することができる。可動要素を運動させると、ベースユニットはユーザのための出力を発生する。この出力は、音楽または合成スピーチのようなオーディオ出力であることができる。音楽または合成スピーチは、ユーザが運動させている可動要素に関係付けることが好ましい。例えば、もしユーザが取外し可能なテンプレート内の赤い睡蓮の葉の形状のボタンを押圧すれば、ベースユニットはワード“赤”または“赤い睡蓮の葉”と言う。
【００１１】
付加的に、または代替として、本発明の幾つかの実施例においては、取外し可能なテンプレートは紙片のようなシートをベースユニットに確保するように構成することができる。これらの取外し可能なテンプレートは、ボタンのような可動要素を有することも、または有していないこともできる。紙のシートがベースユニット上に載せられている時に、ユーザはシート上の印刷要素（例えば、絵、ワード、文字）と対話することができる。例えば、ユーザは紙のシート上の絵に圧力を加えることも、またはクレヨンのようなマーキング器具を用いて絵に塗り絵（彩色）することができる。これに応答してベースユニットは、ユーザのための出力を発生することができる。出力は、音楽または合成スピーチのようなオーディオ出力であることができる。出力の形状には無関係に、出力はユーザが対話している特定の印刷要素に関係付けることが好ましい。例えば、もしユーザが紙シート上の文字Ｂを塗り絵しているものとすれば、ユーザに提供される出力は“Ｂですよ、Ｂがブー（ buh ）と言ってますね”であることができる。
【００１２】
取外し可能なテンプレートを支持するベースユニットは、主表面を含む。主表面は、平坦でなくても差し支えないが、ユーザが表面上で書くことができるように平らな表面であることが好ましい。取外し可能なテンプレートがベースユニット上にある時に、それは主表面と直接接触することも、または主表面から離間していることもできる。主表面は滑らかであることができ、クレヨンマークのようなマーキングを主表面から容易に除去できるように洗浄可能である。
【００１３】
電気的素子のアレイはベースユニットの主表面の下に位置している。幾つかの実施例においては、各電気的素子は圧力によって活動化する感圧スイッチである。適当な感圧スイッチは、例えば空隙によって分離されている対面導電性領域からなることができる。導電性領域に圧力が加わると、この対面している導電性領域が互いに接触し、スイッチが閉じるようになる。別の型の電気的素子は、圧電型素子であることができる。圧電型素子に圧力を加えると、その抵抗が変化する。何れの場合も圧力は、例えば電気的素子の上に配置された可動要素、スタイラス（クレヨンのようなマーキング器具）によって、または指によってさえ加えることができる。
【００１４】
他の実施例においては、電気的素子は、米国特許第5,877,458号、または同第5,686,705号、及び米国特許出願第09/574,599号、および同第60/200,725号に記載されているようなアンテナであることができる。このアンテナは、ベースユニットに結合されているスタイラスによって受信することができる信号を送信することがでる。スタイラスは受信アンテナとして動作する。スタイラスを主表面上に位置決めすると、スタイラスは、スタイラスの下に位置する電気的素子に特定の信号を受信する。次いで、主表面に対するスタイラスの位置を決定することができる。これらの実施例においては、スタイラスは、ベースユニット上の取外し可能なテンプレート内で可動要素を運動させるために使用することができる。スタイラスは、取外し可能なテンプレートを有するベースユニットに確保されているシート上の印刷要素との対話に使用することもできる。またこれらの実施例においては、電気的素子は、スタイラスによって受信される信号を規則的に送信する送信アンテナであることができる。これらの実施例においては、ユーザは電気的素子を選択的に活動化させる必要はない。代替として、スタイラスを送信アンテナとして動作させ、下に位置するアンテナ（即ち、電気的素子）を受信アンテナとすることができる。
【００１５】
本発明の実施例においては、電気的素子のアレイ内の幾つかの、または全ての電気的素子はユーザのための特定出力を検索し、提供するように予め割当てることができる。好ましくは、電気的素子が活動化されると、それらは予め割当てられた出力を検索する。更に、幾つかの電気的素子は、それらが活動化された時に、異なる取外し可能なテンプレートがベースユニットベースユニット上にあることを指示するように予め割当てることができる。例えば、新しい取外し可能なテンプレートに関連する電気的素子が活動化された後に、アレイ内の電気的素子が新しい取外し可能なテンプレートに関連する出力を検索するように再割当てするために、プロセッサが対話式装置を再プログラムすることができる。
【００１６】
対話式装置からユーザへ提供される出力は、ビジュアル出力及び／またはオーディオ出力であることができる。オーディオ出力は取外し可能なテンプレート上に、またはシート上にある文字、ピクチャ、及び数のようなビジュアル情報を補足し、補強することができるので、オーディオ出力であることが好ましい。出力の例は、文字、数、ワード、フレーズ、ジョーク、音楽、質問、答え、催促、音響効果などを含むことができる。
【００１７】
幾つかの実施例においては、出力はユーザに応答を求める催促であることができる。例えば、対話式装置がユーザに求めることができる質問の例は、“緑の三角形はどれかな？”であることができる。それに応答して、ユーザは緑の三角形に対応付けられた可動要素を運動させることができる。ユーザが応答すると、ユーザの応答の正確さ、または不正確さに関係付けられた出力をユーザに提供することができる。例えば、もしユーザの応答が正しければ、褒め出力（例えば、“その通り！”）をユーザに提供することができる。もし応答が正しくなければ、その質問を繰り返すか、または応答が不正確であったことをユーザに知らせることができる。
【００１８】
他の実施例においては、対話式装置が提供する出力は、先に対話式装置から出題された質問に対するユーザの答えを援助する手掛かりを含むことができる。例えば、ユーザに出題される最初の質問は、“数10を押して下さい”であることができる。もし所定の時間が経過してもユーザが数“10”を押さないか、またはユーザが間違った数を押せば、対話式装置は、ユーザに異なるボタンを押して手掛かりを入手することを促すことができる。例えば、対話式装置は“犬のダンに触ったら手掛かりを上げるよ”とユーザを促すことができる。ユーザがこのボタンを押すと、装置は、“数10は数９の後にあるよ”のような手掛かりをユーザに提供することができる。手掛かりを提供することによって、与えられた主題に関するユーザの学習を援助することができる。
【００１９】
前述したように、本発明の実施例においては、ユーザに提供される出力はユーザが運動させている特定の可動要素に関係付けることも、またはユーザが対話している特定の印刷要素に関係付けることもできる。即ち、例えばユーザが緑の可動要素を押した時と、ユーザが赤い可動要素を押した時とでは同一の出力は発生しない。そうではなく、可動要素に特定的に関係付けられた異なる出力がユーザに提供される。例えば、ユーザが緑及び赤の可動要素を押すと、それぞれ“緑”及び“赤”のようなフレーズがユーザに提供される。
【００２０】
出力は、印刷要素、または可動要素によって伝えられる情報に対してある関係を有することができる。例えば出力を、可動要素、またはシート内の印刷要素のアイデンティティ、形式、色、形状、または質に関係付けることができる。例えば、ベースユニットに載せられている紙シート上の蛙の絵にクレヨンで塗り絵すると、フレーズ“ハーイ、僕はピョン吉だよ！”をメモリから検索することができ、ベースユニット内のスピーカはユーザに対してこのフレーズを発声することができる。代替として、または付加的に、出力は、特定の印刷要素または可動要素に関する付加的な情報を提供することができる。例えば、印刷要素または可動要素はカリフォルニアのような州の形状であることができる。ユーザが可動要素または印刷要素と対話すると、その州の人口、歴史、及び／または面積のような情報がユーザに提供され得る。
【００２１】
多くの異なる取外し可能なテンプレートを、ベースユニットと共に使用することができる。１組の取外し可能なテンプレートにおいては、各取外し可能なテンプレートは異なる外観を有すること、及び／または異なる主題についてユーザを教育するようになっていることができる。好ましくは、取外し可能なテンプレートは、明るい色、及び／または二次元または三次元のキャラクタ（例えば、アニメのフィギュア）を有することができる。これらのようなフィーチャは、対話式装置と対話するように児童を誘うことができる。各取外し可能なテンプレートはプラスチックで作ることができ、堅固であることも、または柔軟であることもできる。児童が容易に操作でき、位置合わせが容易であることから、堅固な取外し可能なテンプレートであることが好ましい。幾つかの実施例においては、取外し可能なテンプレートは、モールドされたプラスチックの実質的に平面の層であることができる。更に、取外し可能なテンプレートは、どのような適当な平面寸法または厚みをも有することができる。例えば、典型的な取外し可能なテンプレートは、約0.5インチよりも薄い厚みと、約8.5×11平方インチよりも大きい平面寸法とを有することができる。
【００２２】
各取外し可能なテンプレートは、静止部分と、静止部分とは実質的に無関係に運動する可動要素とを有することができる。各可動要素は静止部分とは実質的に別個の構造及び外観を有することができる。例えば、幾つかの実施例においては、可動要素は、静止部分の開口内に配置されているボタンであることができる。これらのボタンは柔軟なコネクタを有する開口の壁に結合されており、静止部分とは実質的に無関係にボタンを運動させることができるようになっている。幾つかの実施例においては、可動要素は取外し可能なテンプレート内の細長い（即ち、取外し可能なテンプレートの面に対して）開口内に配置することもできる。可動要素は細長い開口内を、取外し可能なテンプレートの向きに平行な方向にも運動することができる。
【００２３】
各可動要素は、上側及び下側部分を有することができる。幾つかの実施例においては、上側及び下側の両部分は、取外し可能なテンプレートの面に対して垂直に運動することができる。押圧可能なボタンが、この型の可動要素の例である。他の実施例においては、各可動要素は、取外し可能なテンプレートの面に対して水平に運動する上側部分を有することができる。可動要素のこの上側部分は、取外し可能なテンプレートの面内で回転することも、左右に、または上下に運動することもできる。これらの可動要素は、ユーザをそれらとの対話に誘うように、あるオブジェクトの自然運動をシミュレートすることができる。例えば、可動要素の上側部分は車輪の形状であることができる。この車輪は、取外し可能なテンプレート上の輸送車両の絵の一部を形成することができる。この車輪は、ある車輪の自然運動をシミュレートするように取外し可能なテンプレートの面内で回転することができる。ユーザが車輪を回転させる際に、ユーザはある圧力を下向きに加える。これによって、可動要素の下側部分が下方へ運動させられて主表面と接触する。他の実施例においては、可動要素の下側部分は、この回転に応答して上下に（取外し可能なテンプレートの面に対して垂直に）運動する。これらの可動要素の部分の運動を伝えるために、歯車を使用することができる。可動要素の下側部分が下方へ運動するとそれは主表面と接触することができ、主表面の下に位置する適切な電気的素子を活動化させることができる。何れの場合も、ユーザが車輪を回転させることに応答して、列車の車輪の音響を発生させることができる。
【００２４】
本発明の実施例においては、取外し可能なテンプレートはベースユニットから容易に取り外すことができる。ユーザは、取外し可能なテンプレートをベースユニットから取り外して分離させるのにどのような特別ツールまたは手順をも使用する必要はない。好ましくは、取外し可能なテンプレートは、クリップまたは接着剤を使用せずに、ベースユニットの主表面上に載せることができる。因みに、異なる型、パターン、またはサイズの可動要素を有する異なる取外し可能なテンプレートを、困難なくベースユニットの主表面上に交換可能に配置することができる。ユーザに提供されるインタフェースは、容易に変化させることができる。取外し可能なテンプレートを変化させると、対話式装置の外観、感触、及び機能が変化する。従来の多くの電子玩具と比較すると、児童が本対話式装置を使用する度に、児童に同一セットのボタン及び同一の対応するセットの音響を提供する必要はない。従って、本発明の実施例を使用すれば、児童が電子玩具に対する興味を失う程度が従来よりも低くなる。
【００２５】
本対話式装置は、如何なる目的のためにも使用することができる。例えば、対話式装置は、ユーザを楽しませるために、及び／または教育するために使用することができる。幾つかの実施例においては、取外し可能なテンプレートまたはシートは、ユーザがゲームをプレイすることができるように設計することができる。例えば、ベースユニット上に確保されるシートは、その上に迷路が印刷されていることができる。ユーザは、迷路を通る経路を辿るために鉛筆または他の筆記器具を使用することができる。圧力は、鉛筆を使用してシートの下の主表面に加えられる。鉛筆の下に位置する電気的素子が活動化され、ベースユニット内のプロセッサは鉛筆の経路を電子的に追尾する。もしユーザが迷路内の正しい経路から迷えば、オーディオ出力（例えば、“道を間違えてますよ！”）をユーザに提供することができる。他の実施例においては、取外し可能なテンプレートは実用的なオブジェクトの表現をシミュレートするように設計することができる。例えばテンプレートは、電話機、コンピュータキーボード、制御パネル（例えば、宇宙船または自動車の）等のような実用的なオブジェクトを児童が表現するような形に設計することができる。これらの各実用的なオブジェクトは、ユーザが運動させることができる可動要素を有している。可動要素を運動させた時に、それに応答して音響を発生させることができる。例えば、取外し可能なテンプレートは電話機のキーパッドの形状にすることができ、取外し可能なテンプレート内の可動要素はキーパッドのためのボタンであることができる。ユーザがボタンを押圧すると、ボタンの下側部分が主表面と接触することができる。通常の電話機のボタンの音響を、ベースユニット内のスピーカから出力することができる。
【００２６】
更に他の実施例においては、取外し可能なテンプレートは、所定の主題についてユーザを特定的に教育するように設計することができる。例えば、対話式装置及び取外し可能なテンプレートは、色、文字、形状、数、ワードの発音法、フォニックス、時事問題、歌、一般数学、代数、減算、乗算、除算、分数、小数、幾何、科学、地理、歴史、スペリング、文法、楽器の名称及び音、民族、場所、自然、音楽、スポーツ、文字、数、計数、社会科、発想表現、英語及び中国語のような言語等をユーザに教えるように設計することができる。対話式装置によって教えられるスキルは、認識スキル（例えば、数及び文字認識）及び論理的スキルを含むことができる。従って、幾つかの実施例においては、対話式装置を教育玩具として特徴付けることができる。
【００２７】
対話式装置を教育玩具として説明したが、他の実施例においては対話式装置は児童の玩具である必要はなく、成人が使用することもできる。例えば、幾つかの実施例においては、ベースユニットと共に使用される異なる取外し可能なテンプレート及び／または異なるシートを、異なる言語を話す人々のために設計することができる。対話式装置は、取外し可能なテンプレートまたはシートに特定の、そして異なる型のユーザにも関連する出力を提供するように再プログラムすることができる。多くの異なるテンプレートを、１つのベースユニットと共に使用することができ、また異なる型の人々が使用することができる。
【００２８】
対話式装置のユーザは、どのような適当な年齢（例えば、成人または児童）であることもできる。例えば、ユーザは約10歳以下の児童（例えば、約３歳乃至約５歳の未就学児童）であることができる。本発明の実施例においては、対話式装置は、文字、音楽、音響、及び遊戯学習行動を語りかけることによって児童と係わる。創造性、自己表現、及び想像力を鼓舞しながら、重要なスキル（例えば、就学前スキル）を児童に教えることができる。
【００２９】
例えば、本発明の一実施例においては、第１の取外し可能なテンプレート及び第２の取外し可能なテンプレートを、単一のベースユニットと共に使用することができる。第１の取外し可能なテンプレートは、児童にアルファベットの文字を教えるように設計することができる。第１の取外し可能なテンプレート内の可動要素は、文字Ａ乃至Ｚの形状のボタンであることができる。第２の取外し可能なテンプレート内の可動要素は、第１の取外し可能なテンプレート内の可動要素とは異なる。文字の形状の可動要素の代わりに、第２の取外し可能なテンプレート内の可動要素は数の形状であることができる。例えば、第２の取外し可能なテンプレート内の可動要素は、数１乃至10の形状をした複数のボタンであることができる。
【００３０】
第１の取外し可能なテンプレートは、ベースユニット上に配置することができる。ユーザが第１の取外し可能なテンプレート内の可動要素を運動させると、その可動要素は、運動させられたその可動要素の下に位置する電気的素子のアレイ内の１またはそれ以上の電気的素子と相互作用する。可動要素との相互作用に応答して、１またはそれ以上の電気的素子が活動化される。可動要素の運動に応答して、出力がユーザに提供される。例えば、ユーザが第１の取外し可能なテンプレート内の文字Ａの形状のボタンを押圧すると、ボタンの下側部分がベースユニットの主表面と接触する。圧力がベースユニットの主表面に加わり、加えられた圧力が主表面の下に位置するスイッチのアレイ内の感圧スイッチを活動化させる。スイッチが活動化されると、ベースユニット内のプロセッサは、押圧されたボタンに対応するオーディオデータを検索する。このオーディオデータは、対話式装置内のスピーカから発声される音響に変換される。例えば、文字Ａとして形作られているボタンが押されると、フレーズ“Ａですよ、Ａがアー（ ah ）と言ってますね”のためのデータをメモリから検索することができ、ベースユニット内のスピーカはフレーズ“Ａですよ、Ａがアーと言ってますね”を発することができる。
【００３１】
ユーザが第１の取外し可能なテンプレートの使用を完了した後に、この第１の取外し可能なテンプレートをベースユニットから取外すことができる。次いで、第２の取外し可能なテンプレートをベースユニット上の定位置に配置することができる。ユーザが第２の取外し可能なテンプレート内の可動要素を作動させると、対話式装置は、第１の取外し可能なテンプレートが使用された時に発生した出力とは異なる出力を発生する。例えば、ユーザが第２の取外し可能なテンプレート内の数７の形状のボタンを押圧すると、そのボタンの下側部分がベースユニットの主表面と接触する。圧力がそのボタンの下のベースユニットの主表面に加わる。そのボタン及び主表面の下に位置するスイッチが活動化する。このスイッチは、数７に関係付けられたオーディオ出力を供給するように割当てられている。例えば、ユーザが数７の形状のボタンを押した時にユーザに提供されるオーディオは、“７ですね、１週間は７日ですよ”であることができる。
【００３２】
ユーザが第２の取外し可能なテンプレートを使用した後に、第３の取外し可能なテンプレート、第４の取外し可能なテンプレート等をベースユニット上で使用することができる。異なる取外し可能なテンプレートによって、取外し可能なテンプレートのセットを形成することができる。このセット内の各取外し可能なテンプレートは、異なる外観及び異なる可動要素を有することができる。異なる各テンプレート毎に、異なる出力を発生させることができる。異なる取外し可能なテンプレートをベースユニットと共に使用することによって、ユーザは対話式装置の外観、感触、及び機能を容易に変化させることができる。従って、従来の多くの電子玩具と比較すると、同一セットのボタン及び同一の対応するセットの音響が何回も児童に提供されることがないので、時間が経つにつれて児童が対話式装置に対する興味を失う程度が低くなる。
【００３３】
図１に、本発明の実施例による対話式装置のベースユニット１２を示す。ベースユニット１２は、ベースユニット１２の主表面２９を取り囲んでいる縁領域１７を含む。ベースユニット１２の縁領域１７及び他の部分は、モールドされたプラスチック製であることができる。ベースユニット１２の下側は、１またはそれ以上の取外し可能なテンプレート（図示せず）を（それらが使用されていない時に）格納するための格納用凹みを有することができる。
【００３４】
ハンドル１６が、縁領域１７に取り付けられている。ハンドル１６は、ベースユニットの主ボディ内へ引込めることも、またはそれから取外すこともできる。ハンドル１６を使用してユーザは、ベースユニット及び取外し可能なテンプレートを容易に持ち運びすることができる（図示せず）。従って、対話式装置をポータブルとすることができ、また小さい児童が運ぶこともできる。因みに、対話式装置は、約３フィート×約３フィートより小さい平面寸法を有することができる。例えば、ベースユニット１２は、ほぼ13”×18.75”×３”（幅×長さ×高さ）を有することができる。
【００３５】
ベースユニット１２の縁領域１７は、どのような適当なフィーチャをも有することができる。例えば、縁領域１７内にカバーされている、またはカバーされていない格納空間１１を設けることができる。この格納空間は、ユーザの個人的アイテムを、及び鉛筆またはクレヨンのような筆記器具を格納することができる。更に、スピーカ１８が、ベースユニットの縁領域１７内に設けられている。予め記録された、または合成された音響を、スピーカ１８を通してユーザへ提供することができる。これらの音響は、音楽、合成されたワード、フレーズ、及びワードセグメント、音響効果等であることができる。転送可能な情報記憶媒体（図示せず）のためのスロット２３（破線で示す）も、縁領域１７内に含むことができる。スロット２３は、転送可能な情報記憶媒体を受入れるように、それと共働する構造であることができる。ばねロードされたドア（図示せず）によってスロット２３をカバーすることができ、例えばスロット２３内へデータカートリッジを挿入する時にはドアを内側へ押すことができる。
【００３６】
ユーザに特定の動作モードを選択させるための選択デバイス２０も、縁領域１７内に含まれている。図１に示すように、選択デバイス２０は、スライド可能なノブの形状であることができる。ユーザは、選択デバイス０を使用して対話式装置をオン／オフすることができる。対話式装置をオンにした場合、ユーザは更に、学習モード、ゲームモード、及び音楽モードの何れかを選択することができる。学習モードにおいて対話式装置から供給される主出力は、所定の題目についてユーザを教える出力であることができる。例えば、対話式装置が学習モードにある場合、ユーザは特定の色または形状の可動要素を運動させるか、または特定の色または形状の印刷要素と対話することができる。それに応答して、対話式装置は、その可動要素または印刷要素の形状及び色をユーザに述べることができる。ゲームモードにおいては、ユーザがゲームをプレイするか、または対話式装置がユーザにクイズを出題することができる。例えば、文字Ａ乃至Ｚの形状のボタンを有する取外し可能なテンプレートをベースユニット上に載せることができる。対話式装置は、“文字Ｄはどれですか？”を発声してユーザを促すことができる。もしユーザが間違った文字を選択すれば、対話式装置は、押された文字の名前及び音をユーザに告げることができる（例えば、“それはＢですね、Ｂがブーと言ってますね”）。もしユーザが正しい文字を選択すれば、対話式装置はユーザを褒めることができる。正しい選択に応答して、例えば“やったね！”とか、またはその他の褒め音響効果のような祝賀フレーズをユーザに提供することができる。音楽モードにおいては、ユーザが異なる取外し可能なテンプレートを運動させた時に、異なる音楽セグメントを発生することができる。例えば、もし印刷要素を有するシートがベースユニット上に載せられれば、異なる印刷要素に塗り絵された時に異なる音楽セグメントをユーザに提供することができる。
【００３７】
本発明の実施例においては、複数の取外し可能なテンプレートを使用することができ、各取外し可能なテンプレートは複数のモードで動作させることができる。本対話式装置は他の従来の電子玩具よりも多くの機能を有している。従って、ユーザが本対話式装置に大して興味を失い難い。更に、これらの異なるモードにおいて教える概念は、異なる方法でユーザを補強することができる。例えば、アルファベットの文字の学習は、説明的教育、質問（例えば、クイズの出題）、ゲーム、及び音楽の組合わせによって補強することができる。ユーザに概念を提示するための多くの異なる方法が存在する場合には、ユーザは特定の概念についてより多くを学習することが考えられる。
【００３８】
主表面２９は、何等かの適当な特性または文字を有することができる。主表面２９は、ポリ酢酸ビニルその他の適当なポリマー材料の層の上面であることができる。好ましくは、主表面２９を例えばクレヨンでマークするようになっていれば、主表面２９は容易に洗浄できるような材料で作る。幾つかの実施例においては、主表面２９は標準紙シートより大きい平面寸法を有することができる。例えば、主表面２９は、約8.5×14インチより大きい、または小さい平面寸法を有することができる。このように大きい寸法にすることにより、標準紙シートをベースユニット１２に確保できる取外し可能なテンプレートを受入れることができる。
【００３９】
図２を参照する。取外し可能なテンプレート１４は、ベースユニット１２の主表面（図示せず）上に配置することができる。この例では、取外し可能なテンプレート１４はいろいろなキャラクタが搭乗しているバスの絵である。取外し可能なテンプレート１４は文字（例えば、Ａ−Ｚ）の形状のボタンである複数の可動要素１９を含む。取外し可能なテンプレート１４は、モールドされたプラスチック製であることができ、また堅固であることができる。取外し可能なテンプレート１４は、実質的に平面状であることもできる。
【００４０】
ユーザが可動要素１９を押圧すると、可動要素１９の下側部分が、取外し可能なテンプレート１４の下のベースユニット１２の主表面に圧力を加えることができる。主表面に加えられた圧力は、押圧された可動要素１９の下に位置する１またはそれ以上の電気的素子を活動化させる。１またはそれ以上の電気的素子が活動化すると、ベースユニット内のプロセッサは、その可動要素に関連した文字に関係付けられた出力データをメモリから検索することができる。次いで、出力をユーザに提示することができる。例えば、ユーザは、文字“Ｗ”の形状のボタンをも押圧することができる。それに応答して、対話式装置のベースユニット内のスピーカからフレーズ“Ｗですね、Ｗがワー（ wah ）と言ってますね”を発声させることができる。
【００４１】
この、及び他の実施例における縁領域１７は、取外し可能なテンプレート１４を受入れるように、それと共働する構造であることができる。図示の実施例においては、縁領域１７はベースユニット１２の主表面より持ち上がっており（即ち、高くしてあり）、主表面を取り囲んでいる。取外し可能なテンプレート１４をベースユニット１２の主表面上に配置する時に、取外し可能なテンプレート１４がベースユニット１２の主表面上に正しく位置決めされるように、縁領域１７はそれを案内する。可動要素１９も、ベースユニット１２の主表面の下の電気的素子の上に正確に位置決めされる。従って、本発明の実施例においては、取外し可能なテンプレート１４は、ベースユニット１２の主表面に対して自己位置合わせすることができる。これによって、児童のようなユーザが、取外し可能なテンプレート１４を容易にベースユニット１２の表面上に配置して対話式装置を使用することができるようになる。ユーザは、可動要素１９が主表面の下に位置する電気的素子に完全に対応するように取外し可能なテンプレート１４を位置合わせすることについて心配無用になる。
【００４２】
図３は、本発明の実施例による別の対話式装置の斜視図である。図３に示す対話式装置は、図１及び２に示すものと同一の型のベースユニット１２を有している。しかしながらこの対話式装置実施例においては、異なる取外し可能なテンプレート１４がベースユニット１２上に載せられている。この実施例の取外し可能なテンプレート１４は、いろいろなキャラクタが搭乗している列車を示している。図２に示す取外し可能なテンプレート１４と同様に、図３に示す取外し可能なテンプレート１４はモールドされたプラスチック製であることができる。またそれは堅固で、実質的に平面状であることができる。
【００４３】
図３に示す取外し可能なテンプレート１４は、複数の可動要素を含んでいる。取外し可能なテンプレート１４内の可動要素３７、３８、３９は、取外し可能なテンプレート１４の面に平行な方向に運動する部分を有することができる。例えば、テンプレート１４は、列車の車輪の形状の可動要素３８を含んでいる。可動要素３８の上側部分は、取外し可能なテンプレート１４の面に平行な面内で回転する。ユーザがそれを運動させると、それはあたかも列車の車輪が運動しているかのように見える。可動要素３８は、取外し可能なテンプレート内のある円、細長いスロット（図示せず）内で運動することができる。可動要素３８の上側部分を運動させると、可動要素３８の下側部分が取外し可能なテンプレート１４の下の主表面と接触する。取外し可能なテンプレート１４は、汽笛の形状の可動要素３７をも含む。ユーザは、汽笛を細長い開口内で上下に運動させることができる。汽笛の運動が可動要素３７の下側部分を運動させ、取外し可能なテンプレート１４の下の主表面と接触させることができる。取外し可能なテンプレート１４の下に位置する電気的素子（図示せず）に圧力が加えられる。加えられた圧力に応答してベースユニット１４内のスピーカは、列車の汽笛音をユーザに提供することができる。更に別の例では、可動要素３９は上下に運動させることができるバスの窓の形状である。対話式装置は、この運動に応答して音響を発生することができる。押圧可能なボタンの形状の可動要素１９は、取外し可能なテンプレート１４内にも設けられている。各ボタンは、数（例えば、１乃至10）の形状である。ユーザがこれらの数を押圧すると、ベースユニット１２は対応するオーディオ出力を提供することができる。例えば数“10”を押圧すると、スピーカから例えば合成された音声“10”が発声される。
【００４４】
図４は、本発明の一実施例による対話式装置内の幾つかの構成部品のブロック図である。図４に示す各構成部品は、ベースユニット内に収容することができる。幾つかの構成部品（例えば、転送可能な情報記憶媒体８０）は、ベースユニットから物理的に分離させることができる。
【００４５】
対話式装置はプロセッサ８６を含む。プロセッサ８６は、対話式装置の動作を容易にする１またはそれ以上のマイクロプロセッサであることができる。本発明の実施例においては、１またはそれ以上のマイクロプロセッサは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を含むことができる。
【００４６】
プロセッサ８６は、何等かの適当な電子構成部品に結合することができる。図４では、プロセッサ８６は、メモリ９０、入力デバイス９２、及び電気的素子のアレイ８８に結合されている。スピーチシンセサイザ８２及びオーディオ出力デバイス８４は、ユーザのために合成されたスピーチまたは他のオーディオ出力を供給する。転送可能な情報記憶媒体８０は、プロセッサ８６に取外し可能なように結合される。幾つかの実施例においては、転送可能な情報記憶媒体８０は、ベースユニットのスロット内へ挿入することができる。データはベースユニットから検索することも、または転送可能な情報記憶媒体を通してベースユニットへ供給することもできる。
【００４７】
スピーチシンセサイザ８２は、対話式装置内のいろいろな構成部品間の相互作用を容易にするマイクロプロセッサから分離されたスピーチシンセサイザチップであることができる。代替として、スピーチシンセサイザ８２は、対話式装置内のいろいろな構成部品間の相互作用を容易にする論理回路と共に、コンピュータチップ上に集積することができる。
【００４８】
オーディオ出力デバイス８４は、ユーザのためのオーディオ出力を発生する。オーディオ出力デバイスの例は、スピーカ及びイヤホンジャックを含む。ビジュアル出力デバイス（図示せず）のような他の出力デバイスを、オーディオ出力デバイス８４に付加して、またはそれの代替として使用することができる。ビジュアル出力デバイスの例は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を含む。
【００４９】
メモリ９０は、何等かの適当な一時的、または恒久的情報記憶デバイスであることができる。メモリ９０は、光または磁気ディスク、テープ、スティック等のような光、磁気、または電子記憶媒体を含むことができる。情報記憶装置を適当に組合わせて、対話式装置のメモリ９０を構築することができる。幾つかの実施例においては、メモリ９０は、１またはそれ以上のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、及びＥＰＲＯＭ（消去可能なプログラマブルメモリ）チップを含むことができる。例えば、メモリ９０は、約２メガバイトまたはそれ以上の記憶容量を有するＲＯＭチップを含むことができる。
【００５０】
メモリ９０は、何等かの適当な情報を格納することができる。例えば、メモリ９０は、ベースユニットと共に使用される取外し可能なテンプレートまたはシートのための電子マップを格納することができる。各電子マップは、特定の出力を有する電気的素子のアレイ内の特定の電気的素子に対応付けることができる。特定の出力は、印刷されたシート上の特定の印刷要素、または特定の取外し可能なテンプレート内の特定の可動要素に関係付けることができる。メモリ９０は、ユーザ名のためのコード、または、例えば転送可能な情報記憶媒体からユーザ名を検索するためのコードを格納することができる。装置は、ユーザの経験を個別化するようにファーストネームでユーザに挨拶することができる。対話式装置によって提供される出力のためのコードも、メモリ９０内に格納することができる。
【００５１】
幾つかの実施例においては、質問、ワード、絵、音楽的音響、応用等のような情報をコードのライブラリ、資源のライブラリ、及び応用のライブラリ内に格納することができる。これらのライブラリは、メモリ９０内に存在することができる。このような情報は、メモリ９０内に１回格納することができ、プロセッサ８６へ供給される１組の命令に従ってアクセスすることができる。データを処理するための命令のセット（データファイル自体ではなく）は、対話式装置へ、及びそれから迅速に転送することができる。音響及びイメージファイルのような大きいデータファイルをベースユニット内に格納する必要も、ベースユニットへ、及びそれから繰り返し転送する必要もない。小さい命令ファイルを転送可能にすることによってデータ転送を高速にし、メモリ容量に対する要求を低く抑えることができる。例えば音楽データは、ＭＩＤＩ（楽器ディジタルインタフェース）またはＭＩＤＩに似たプロトコルに従って、対話式装置へ、及びそれから迅速に転送することができる。例えば幾つかの実施例においては、将にオーディオデータを演奏させる命令のように、実際のオーディオデータをベースユニットへ、及びそれから転送する必要はない。これによって、ベースユニット内に格納されている同じオーディオシーケンスを複数回使用することが可能になり、付加的なオーディオの格納を必要としない。
【００５２】
オーディオデータを演じさせる命令は、汎用オーディオシーケンス（ＧＡＳ）を含むことができる。ＧＡＳは、オーディオ資源を指定し、演じさせるための極めてコンパクトな命令である。単一のＧＡＳ命令シーケンスで、複雑なオーディオのシーケンスを指定することができる。ＧＡＳ命令の例は、以下のものを含む。
＜hGAS Hello ThereのためのＧＡＳ命令＞
hCA Helloを出力せよ
0.1秒待て
hCA Thereを出力せよ
この例においては、ワード“やー（ Hello ）”及び“今日わ（ There ）”のための実際のオーディオデータはベースユニットへ、及びそれから転送する必要はない。これらのフレーズはベースユニットのメモリ内に１回格納すればよく、その後、ベースユニットへ、及びそれから転送される命令に従って検索及び出力することができる。一般的に命令ファイルは実際のオーディオファイルよりもサイズが小さいので、それらは実際のオーディオファイルよりも迅速にベースユニットへ、及びそれから転送することができる。従って、本発明の実施例による対話式装置は容易に更新することができる。
【００５３】
汎用オーディオシーケンス（ＧＡＳ）は、ＣＡ、ＳＹＮ、及びＲＡＷオーディオ資源として格納することができる種々のオーディオ資源を呼出すことができる。どのような適当なラベルを使用することもできるが、ＳＹＮはワード“合成された”の短縮形であることができ、楽器、ホーン警笛、動物の音等に使用されるオンチップシンセサイザと共に使用することができる。“ＳＹＮ”ファイルは、楽器ディジタルインタフェース（ＭＩＤＩ）型ファイルから導出することができる。“ＲＡＷ”は、生の、即ち圧縮されていないオーディオ音響ファイルであることができる。これらは、極めて高品質の音響が望まれる時に使用することができる。“ＣＡ”は、“圧縮されたオーディオ”ファイルを表すことができる。
【００５４】
各ＣＡオーディオ資源は、あるワード、フレーズ、または音響を表す圧縮されたバイナリファイルである。各ＳＹＮオーディオ資源は、楽器及び音符を表す１組の命令であることができる。幾つかの実施例においては、実際の楽器の音ファイルは、命令のようにＳＹＮオーディオ資源と共に格納されてはいない。これによって、音楽命令セットが、複雑な音楽片を極めて高品質で、極めて小さい空間に指定することが可能になる。楽器の音及び音符は、ある音響を表す圧縮されていないバイナリファイルであることができるＲＡＷオーディオ資源ファイル内に格納される。これは、高品質オーディオ出力が望まれる場合に使用することができる。
【００５５】
１またはそれ以上の入力デバイス９２を、対話式装置内に含むことができる。入力デバイスの例は、スタイラス、ボタン、及びレバーを含む。これらは、ベースユニットの縁領域内に配置することができる。例えば、前述した選択デバイスは、入力デバイスであることができる。音量つまみのような他の入力デバイスも、ベースユニット内に配置することができる。
【００５６】
対話式装置には、如何なる適当な転送可能な情報記憶媒体８０をも使用することができる。例えば、転送可能な情報記憶媒体８０は、カートリッジ、ディスク、テープ、またはメモリスティックであることができる。児童でも容易に操作することができ、取扱うことができるデータカートリッジが特に望ましい。幾つかの実施例においては、転送可能な情報記憶媒体８０は、フラッシュメモリカートリッジからなる。
【００５７】
転送可能な情報記憶媒体８０は、新しいコンピュータコードを対話式装置へ供給するために使用することができる。適当なコンピュータコードは、新しい取外し可能なテンプレートを対話式装置と共に使用できるようにするために、対話式装置を更新するコードを含むことができる。また更に、コードは、他のシートを対話式装置と共に使用できるようにするために、対話式装置をも更新する。従って、転送可能な情報記憶媒体８０を使用することによって対話式装置を再プログラムすることが可能になり、異なる印刷要素が印刷されている新しい取外し可能なテンプレート及び新しいシートが対話式装置と共に使用できるようになる。また、転送可能な情報記憶媒体８０は、オーディオまたはグラフィックスデータ、並びにオーディオまたはグラフィックスデータを出力させる命令を、対話式装置へ転送するために使用することもできる。
【００５８】
転送可能な情報記憶媒体８０は、コンピュータコードを他の場所で使用できるようにするために、対話式装置からコンピュータコードを検索するのにも使用することができる。例えば、ユーザのパフォーマンス情報を、転送可能な情報記憶媒体８０内に格納されているユーザログファイル内に記録することができる。ユーザのパフォーマンス情報はユーザログファイルへログ記録することができ、またこのパフォーマンス情報はサーバーコンピュータへアップロードすることができる。パフォーマンス情報（及びオプションとして、個人プロフィール）を使用して、サーバーコンピュータはユーザのための内容を選択することができる。例えば、ユーザは、文字Ａ−Ｚを有する取外し可能なテンプレートを有する対話式装置（例えば、図２に示す対話式装置）を有することができる。対話モードにおいて、対話式装置は、文字認識及びスペリングに関する質問をユーザに出題することができる。質問の例は、例えば“文字Ａはどれですか？”及び“猫（CAT）はどう書きますか？”であることができる。対話式装置は、ユーザが文字認識は得意であるが、スペリング能力は改善の余地があることを決定することができる。このパフォーマンス情報は、転送可能な情報記憶媒体８０内のユーザログ内に記録することができ、サーバーコンピュータへアップロードすることができる。それに応答して、サーバーコンピュータは、ユーザに対するスペリング質問を多めに、及び文字認識に関する質問を少なめに検索することができる。このように対話式装置は、ユーザに新しい、そして異なる挑戦を提供するように、ある時間にわたってユーザの学習能力に適応することができる。適応学習プロセス及びシステムの詳細に関しては、2000年８月４日付米国特許出願第09/632,424号に開示されているので参照されたい。
【００５９】
幾つかの実施例においては、コンピュータコードをベースユニットへ、及びそれから転送するために転送可能な情報記憶媒体を必要としない。例えば、ベースユニットは、ベースユニットから分離されているコンピュータからコンピュータコードを受信することも、またはそれへコンピュータコードを送信することもできるトランシーバ（例えば、ＲＦトランシーバ）を有することも、またはそれに結合することもできる。別の例においては、ベースユニットは、ユーザが物理的接続を通してベースユニットへ、及びそれからデータを転送できるようにするＵＳＢ（汎用直列バス）ポートのようなデータポートを有することができる。物理的接続は、コンピュータに結合されているデータケーブルであることができる。
【００６０】
対話式装置のベースユニットへは、電池または電力コードを使用して給電することができる。好ましくは、電池を使用してベースユニット１２内のエレクトロニクスに給電する。更に、所定の時間（例えば、１または３分、またはそれ以上）にわたって対話式装置が使用されなかった時に、ベースユニット１２を自動的に遮断させることができる。このようにすることによって、もしユーザが対話式装置をターンオフさせることを忘れた場合に電池の電力を保存することができる。特に児童は、彼等が電子玩具の使用を完了した後にそれらをターンオフすることを忘れがちである。
【００６１】
以下に図４を参照して、対話式装置をどのように動作させることができるのかの例を説明する。ユーザは、ベースユニットの主表面上に位置する取外し可能なテンプレート内の可動要素を押圧することができる。ユーザによって可動要素に加えられた圧力は、主表面と、感圧スイッチのような電気的素子とに伝えらる。感圧スイッチは、可動要素及び主表面の下に位置しており、また電気的素子のアレイ８８内にある。そこで、プロセッサ８６は電気的素子のアレイ８８内のどの電気的素子が活動化されたのかを決定する。どの電気的素子が活動化されたのかを決定した後に、プロセッサ８６は活動化された電気的素子に対応するスピーチデータをメモリ９０から検索する。検索されたスピーチデータは、ユーザが押圧した可動要素に関係付けられている。例えば、可動要素は、正方形のような形状で、また赤く塗られているボタンであることができる。その可動要素のために検索されるスピーチデータは、“赤い正方形”のようなフレーズであることができる。ユーザにどの音響を供給するかを決定した後に、プロセッサ８６は検索されたスピーチデータを使用して、スピーチシンセサイザ８２及びオーディオ出力デバイス８４にスピーチを発生させる。
【００６２】
前述したように、電気的素子のアレイ８８は、ベースユニットの主表面の下側に配置することができる。アレイ内の電気的素子は、規則的に、または不規則に配列することができる。例えば、電気的素子は、アレイ内の複数の行及び列に配列することができる。各電気的素子は、電気的素子のアレイ８８内の特定の行及び特定の列に対応させることができる。電気スイッチのアレイの電気回路図の例を図５に示す。図５には８行14列の合計112個のスイッチが存在しており、これらには１乃至112のラベルが付されている。各スイッチは、特定の行及び特定の列に対応させることができる。
【００６３】
電気的素子のアレイにおいては、アレイ内の電気的素子の一部分が１つのテンプレート内の可動要素と相互作用するように、一方アレイ内の他の電気的素子が別のテンプレート内の可動要素と相互作用するようにすることができる。例えば、図５において、第１の取外し可能なテンプレートはスイッチ４７、６０、及び６９を活動化させ、第１の取外し可能なテンプレート上のフィーチャに関係付けられた出力を提供するように設計することができる。第２の取外し可能なテンプレートは、スイッチ７１、７４、及び８０を活動化させ、第２の取外し可能なテンプレート上のフィーチャに関係付けられた出力を提供するように設計することができる。アレイ内の幾つかのスイッチを幾つかの取外し可能なテンプレートと共に使用するように指定することによって、電気的素子のアレイ内の電気的素子を、ベースユニットと共に使用される各取外し可能なテンプレート毎に異なる出力を検索するように再割当てする必要がなくなる。
【００６４】
幾つかの実施例においては、ユーザが使用している特定のテンプレート（または、１またはそれ以上の目立った印刷要素を有する特定のシート）を識別するように、電気的素子のアレイ８８内の１またはそれ以上の電気的素子を割当てることができる。ある電気的素子を活動化させるために、ある可動要素を各取外し可能なテンプレート内に設けることができる。異なる取外し可能なテンプレートがベースユニット上に載せられたことをベースユニットに通知するために、電気的素子を予め割当てておくことができる。活動化された後に、ベースユニット上に載せられた新しい取外し可能なテンプレートに対応する出力を検索するように、電気的素子のアレイ８８内の幾つかの電気的素子を再割当てすることができる。
【００６５】
再度図５を参照する。例えば、第１の取外し可能なテンプレート（図示せず）をスイッチのアレイ上に配置する。右上隅の“ゴー”ボタン（または、他のインディケータ）を押圧してスイッチ１４を活動化させることができる。ベースユニット内のスピーカからの合成音声は、ユーザに“ゴー”ボタンを押すように促すことができる。スイッチ１４を活動化させることによって、プロセッサは第１の取外し可能なテンプレートが現在ベースユニット上に載っていることを決定する。スイッチ８５、８７、及び８９は、それらが第１の取外し可能なテンプレート内の他の可動要素によって活動化された時に第１の取外し可能なテンプレート上の可動要素に特定の出力を検索するように割当てることができる。第１の取外し可能なテンプレートと対話した後に、第２の取外し可能なテンプレートをスイッチのアレイ上に配置することができる。第２の取外し可能なテンプレートは、右下隅に“ゴー”ボタンを有することができる。第２の“ゴー”ボタンを内の“ゴー”ボタンは、スイッチ１１２上に配置することができる。第２の“ゴー”ボタンを内の他の可動要素は、スイッチ８５、８７、及び８９上に配置することができる。第２の“ゴー”ボタンを上の“ゴー”ボタンを押圧するとスイッチ１１２が活動化され、プロセッサは第２の取外し可能なテンプレートがベースユニット上に載ったことを決定する。続いてプロセッサは、スイッチ８５、８７、及び８９が活動化された時に第２の取外し可能なテンプレートに関係付けられた出力が、第１の取外し可能なテンプレートに関係付けられた出力の代わりに検索されるように、これらのスイッチを再割当てする。
【００６６】
代替として、または付加的に、ベースユニットは、ユーザから何も督促されずに、現在どの取外し可能なテンプレートが使用されているかを自動的に決定することができる。例えば、幾つかの実施例においては、各取外し可能なテンプレートは、取外し可能なテンプレートの底面から下方に延びる、またはテンプレートの側から突出する突起部分を有することができる。異なる取外し可能なテンプレートがベースユニット上に載せられた時に、異なる（例えば、テンプレートの側または下に位置する）感圧スイッチが活動化されるように、各取外し可能なテンプレートの突起部分はそれぞれ異なる位置にあることができる。ベースユニット内のプロセッサは、取外し可能なテンプレートによって活動化された特定のスイッチから、現在どの取外し可能なテンプレートがベースユニット上にあるかを決定するとができる。別の例においては、取外し可能なテンプレートはそれぞれ、それらの底縁の異なる位置に電気接点を有することができる。ベースユニットの主表面の上側の縁内に、対応する電気接点を配置することができる。ある取外し可能なテンプレートがベースユニット上に載せられた時、その取外し可能なテンプレートの底縁が主表面の上側縁と接触する。取外し可能なテンプレートの底縁及び主表面の上側縁の特定のセットの電気接点の間に電気的接触が得られる。ベースユニット内のプロセッサは、主表面の縁のどの接点が活動化されたのかを決定することができる。この情報から、プロセッサは、現在どの取外し可能なテンプレートがベースユニット上にあるのかを決定することができる。
【００６７】
前述したように、電気的素子は、感圧スイッチであることができる。幾つかの実施例においては、各スイッチは上側導電性領域及び下側導電性領域を有することができるが、これらは圧力が加えられない時には互いに接触しないようになっている。上側導電性領域は特定の行内にあることができ、下側導電性領域は特定の列内にあることができる（または、その逆も可）。上側導電性領域に圧力が加えられると、上側導電性領域が下側導電性領域に接触し、回路を閉じてスイッチが活動化する。プロセッサは、押圧されたスイッチの行及び列を決定する。次いでプロセッサは、活動化されたスイッチに割当てられている出力をメモリから検索する。この出力が、ユーザに提供される。
【００６８】
図６は、本発明の実施例によるスイッチのアレイの一部分の平面図である。下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）は、スイッチのアレイ内の列に対応する。下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）は、例えば、絶縁基体上に印刷された導電性インクであることができる。下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）の列は、絶縁領域４６によって互いに電気的に絶縁されている。複数の絶縁用スペーサ４４が下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）上に設けられている。
【００６９】
絶縁用スペーサ４４は、スイッチの下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）を、それらの対応する上側導電性領域（図示せず）から離間させている。上側導電性領域は、空隙によって下側導電性領域４２（ａ）、４２（ｂ）から分離されている。圧力が加わらない時には、空隙は上側及び下側導電性領域を分離させているので、スイッチは開いている。
【００７０】
スイッチに圧力が加わると、スイッチの上側導電性領域が下側導電性領域に接触し、従って閉回路が形成される。図７を参照する。圧力は、ベースユニットの主表面２９に加えることができる。ユーザは、例えば指、スタイラス、または取外し可能なテンプレート内の可動要素を使用することによって、主表面２９に圧力を加えることができる。スタイラスは、マーキング器具または非マーキング器具を含むことができる。マーキング器具は、クレヨン、ペン、マーカー、及び鉛筆を含む。マーキング器具を使用する実施例の詳細に関しては、本願と同時出願された米国特許出願第 号“印刷媒体を使用する対話式装置”（代理人ドケットNo. 020824-001400US）に開示されているので参照されたい。
【００７１】
可動要素は、ユーザが接触する上側部分とベースユニットの主表面２９が接触する下側部分とを含む。主表面２９は、上側導電性領域５４が印刷されている上側絶縁層５２上に位置することができる。上側絶縁層５２は、例えばマイラーTM、または他の適当な柔軟な絶縁材料製であることができる。絶縁用スペーサ４４は、上側導電性領域５４と下側絶縁層６０上の下側導電性層４２とが互いに接触しないように維持している。しかしながら、主表面２９に圧力が加えられると、上側絶縁層５２及び上側導電性領域５４が変形する。上側導電性領域５４と下側導電性領域４２とが互いに接触してスイッチを活動化させる。導電性領域を作っている導電性材料は中実であることも、またはパターン化することもできる。導電性材料のパターン化は、対話式装置を製造するために少ない導電性材料でよいのでコストが節約される。
【００７２】
スイッチの上側及び下側導電性領域を分離している絶縁用スペーサ４４の隣接し合うスペーサ間の最大横方向間隔は、ユーザの手掌はスイッチを活動化させず、一方ユーザの指またはスタイラスはスイッチを活動化させることができるように調整することができる。例えば、幾つかの実施例においては、隣接する絶縁用スペーサ４４間の最大横方向間隔を、約0.125インチ乃至約0.5インチ（または、それ以下）とすることができる。そのようにすることによって、ユーザは、主表面の下に位置するスイッチを偶然活動化させることなく手掌をベースユニットの主表面上に載せることができる。
【００７３】
本発明の幾つかの実施例においては、取外し可能なテンプレートは、シートをベースユニットに確保するようになっており、そのシートをベースユニットの主表面と位置合わせさせることができる。如何なる適当なシートも、本対話式装置と共に使用することができる。シートは、着色されていることも、または無着色であることもでき、如何なる適当な数または型の印刷要素をも含むことができる。印刷要素の例は、絵、ピクチャ（例えば、写真）、記号、地図、文字、数等を含む。ユーザはシート上の印刷要素と対話し、対話式装置はこの対話に応答して出力を提供することができる。対話の例は、印刷要素上でのマーキング、または印刷要素の押圧を含む。例えば、印刷要素は、ユーザが塗り絵することができる文字、またはキャラクタであることができる。塗り絵中の文字、またはキャラクタに関係付けられた出力をユーザに提示することができる。例えば、ユーザはシートをベースユニット上に配置し、シート上にマーキングを行うことなく、シート上に印刷されているピクチャ、ワード、または文字を選択することができる。選択されたピクチャ、ワード、または文字に関係付けられた出力を、ユーザに提示することができる。
【００７４】
上側導電性領域５４と下側導電性領域４２とが接触する位置は、主表面２９上に配置された対話式アクティビティシート、またはテンプレート上にマークまたはノートされたパターンに対応させることができる。対話式装置の実施例においては、ブロック文字“Ａ”の外形を表すパターン内に１組の対になっている導電性領域４２及び５４を含むことができる。活動シート上のブロック文字“Ａ”の外形の下には、例えば10対の接触点を配置することができる。クレヨンを使用して活動シート上の文字“Ａ”に塗り絵すると、10接触対の組が繰り返し、そして順次に活動化され、対話式装置はオーディオ信号を用いてそれに応答する。例えば、このオーディオは“これは文字Ａです。これはリンゴ（ apple ）”または４月（ April ）に使われているように“aeh”または“aaeee”と発音します”であることができる。対話式装置は、文字“Ａ”が塗られている間、他のオーディオを発し続けることができる。例えば、それは歌“４月の雨”を演奏し続けることでも、または詩“１日１個のリンゴは医者いらず”を誦することもできる。児童がブロック文字“Ａ”を塗る時、児童は塗り絵活動を完全に継続しないかも知れない。児童は数秒間にわたって活動を停止し、クレヨンをシートから遠去けるかも知れない。特に児童が活動を１−２秒間だけ休止してから再び塗り絵を開始した時に、オーディオを冒頭から開始することは必ずしも望ましくはないであろう。従来の“デバウンス（ debounce ）”技術は対称的であるので、従来のデバウンス技術を使用すると、児童が塗り絵を開始した時に信号認識の始まりが遅れ、また休止後の信号の再始動が遅れるようになる。（従来のデバウンス技術においては、繰り返し接触をプリセットされた数だけ計数してから信号をボーンファイド（ bonefide ）として、例えばスプリアスではないとして認識し、ある行内で同一のプリセットされた数だけ接触が失われたことを待ってから信号が終了したことを認識する。）児童が絵描きを開始した時にオーディオの開始が遅れることは望ましくはないであろうから、公知のデバウンス技術は、児童が数秒間休止する度にオーディオの開始の問題を矯正するためには有用ではなかった。従って、本対話式装置は、発明的な非対称デバウンス技術の利益が得られるように設計されている。１組の接点内の接触の開始を“下降移行”と呼び、１組の接点内の接触の中止を“上昇移行”と呼ぶことにする。この発明的な非対称デバウンス技術では、電気信号活動の所与のサンプリングレートにおいて、下降移行では、電気信号を認識して信号をボーンファイド（即ち“良好”）として認めるためには、接点セットの単一の時間サンプルだけしか必要としない。これに対して、上昇移行では、ある行内において電気信号の発生が検出されずに活動が中止されていることを認めるためには、39倍のサンプルが失われることを必要とする。もし39番目の時間サンプルの前に電気信号が検出されれば、あたかも中断が結局は存在しなかったかのようにオーディオが再開される（値１及び39は例示の目的で選択されたものであり、一般的に非対称デバウンス技術では極めて異なる値を使用することが望ましいだけであり、従ってどのような適当な値も使用することができる）。従って��オーディオが冒頭へ正しくなくジャンプすることが回避される。相応に、本発明の実施例においては、もし所定の時間内にユーザがシートと対話することがなければ、オーディオを冒頭から再演することができ、またユーザに提供されていた先行オーディオを継続しないことができる。
【００７５】
シートをベースユニットに確保するようになっている取外し可能なテンプレートは、それらの中に可動要素を有することができる。可動要素は、上述した可動要素と同一であることも、または異なっていることもできる。出力は、ユーザがシートに圧力を加えるか、またはユーザが可動要素を取外し可能なテンプレート内で運動させた時に発生させることができる。ユーザは、単一の取外し可能なテンプレートだけがベースユニット上にある場合でも、少なくとも２つの方法で対話式装置と対話する。
【００７６】
これらの実施例における対話式装置は、シート上での塗り絵またはマーキングに応答して適切な出力を提供する。これは、ユーザの創造性、自己表現、及び想像力を高める。単にボタンを押すこと以外の動作によって、ユーザにとって教育的な、褒賞の、娯楽的な、及び／または見聞を広める出力を発生することができる。対話式装置は、ユーザを楽しませ、遊ばせることによってユーザと係わりながら、教育的概念を補強し、教える。
【００７７】
シートをベースユニットに確保することができる取外し可能なテンプレートを具備する対話式装置を、図８に示す。取外し可能なテンプレート１４は、第１の部分２２と、第２の部分（図示せず）とを結合するヒンジを含む。第１及び第２の両部分は、フレームの形状であることができる。またこれらは、実質的に平面であることもできる。第２の部分は、第１の部分２２の下に位置する。第２の部分は、第１の部分内の窓とほぼ同一のサイズの窓（または、柔軟な膜）を有することができ、それを通して取外し可能なテンプレート１４の下の主表面に圧力を加えることができるようにしてある。第１の部分と第２の部分とが一緒になって、二枚貝の貝殻形状を形成している。
【００７８】
第１の部分２２は、窓を限定するフレームを有している。ユーザは、第１の部分２２内に形成されている高くされた部分２２（ａ）を掴むことによって、第１の部分２２を持ち上げることができる。第１の部分を持ち上げることによって、取外し可能なテンプレート１４の底のアクチュエータ（図示せず）が取外し可能なテンプレート１４の下に位置する電気的素子（例えば、スイッチ）に圧力を加える。スピーカ１８からの音声は、例えば“新しい塗り絵ページを置いて下さい”であることができる。この点において、シートがロードされ、特定のシートをベースユニットの上に載せたことを知らせるインディケータ（例えば、緑色の“ゴー！”サークル）をユーザが押圧するまで、幾つかの電気的素子をロックアウト（即ち、非応答に）することができる。次いでユーザは、シート２７を第１の部分と第２の部分との間に配置することができる。次にユーザは、第１の部分２２を第２の部分に重ね合わせることによって、取外し可能なテンプレートを閉じる。これでシート２７は、第１の部分２２の窓を通して見ることができるようになる。そこでスピーカ１８からの音声は、例えば“さあ、ＡＢＣを勉強しながら塗り絵しましょう”であることができる。
【００７９】
ユーザは、シート２７をベースユニット上に載せたことをベースユニットに知らせるために、シート２７上に印刷されている“ゴー”サークル２４（または、他の識別子）を押圧することができる。スピーカからの音声（例えば、フレーズ“塗り絵ページのゴーサークルに触って！”）によってユーザを促すことができる。そこでユーザは、“ゴー”サークルをクレヨンまたは指で押圧することができる。“ゴー”サークルを押圧すると、主表面の下の電気的素子が活動化させられる。“ゴー”サークルの下の電気的素子の活動化によって、図８に示す特定のシート２７がベースユニット１２上に載せられたことをベースユニットに通知される。もしユーザがシート２７の間違ったセクションを押圧し、別のシートまたは取外し可能なテンプレートのために指定されている電気的素子を動作させれば、ユーザは“新ページ”ボタン１５を押圧することができる。このボタンが押圧されると、対話式装置はそれ自体をリセットすることができ、また“緑色のゴーサークルを押して下さい”をユーザに提供してユーザを促し続けることができる。
【００８０】
この例のシート２７は、多数の印刷要素を含んでいる。図８に示すシート２７上の印刷要素は、大きい文字Ｐ、ワードPIE（パイ）、及びパイの一片を食べている蛙の絵を含んでいる。ユーザは、これらの印刷要素の何れをもクレヨンまたはマーカーで塗り絵することができる。ユーザが印刷要素を塗る時にシート２７と、シート２７の下に位置する主表面とに圧力が加えられる。加えられた圧力は、塗り絵中の印刷要素の下に位置する１またはそれ以上の電気的素子（図示せず）を活動化させる。１またはそれ以上の電気的素子が活動化された時に、ユーザが塗り絵中の印刷要素に対応するオーディオをスピーカ１８を通してユーザに提供することができる。例えば、ユーザがワード“パイ”を塗り絵していれば、スピーカから発せられる合成音声は、例えば“パイですね、パイはP-I-Eと書くのですよ”であることができる。別の例においては、もしユーザがパイの一片を食べている蛙の絵を塗り絵していれば、ユーザに提供されるオーディオは、パイの一片を食べている絵に示されているキャラクタの音であることができる。
【００８１】
シートは、対話式装置が異なる動作モードにある間に装置内で使用することができる。一動作モードにおいては、対話式装置は、ユーザにクイズを出題することができる。例えば、対話式装置は、文字Ｐが何処にあるかを尋ねることができる。それに応答してユーザは文字Ｐを塗り始めることができ、対話式装置はユーザの選択に応答して“その通り！”のような褒め音響を提供することができる。別の動作モードにおいては、ユーザは、異なる印刷要素に圧力を加えることができ、異なる歌がユーザに提示される。例えば、ユーザは、蟻の絵及び文字Ａを塗り絵することができる。塗り絵に応答して対話式装置は、異なる印刷要素が塗り絵された時に異なる歌をそれぞれ演奏することができる。これはユーザを楽しませ、ユーザを対話式装置に係わり続けさせる。
【００８２】
シート２７に関連付けることができるスクリプト表を図１１に示す。図１１に示すように、ユーザによる異なる印刷要素の選択に応答して異なるオーディオ出力を発生することができる。図１１において、“dt”は例えば印刷要素上への“ダウンタッチ”を意味し、“drag”はユーザが例えば印刷要素を横切って器具をドラッグしていることを意味し、そして“sfx”は“音響効果”を表している。
【００８３】
ユーザがシート２７との対話を完了した後に、シート２７は異なる印刷要素を有するシートと交換することができる。例えば、図８に示すシート２７は、大きい文字“Ａ”及び蟻の絵が描かれているシートと交換することができる。ユーザは、異なるシートをベースユニット上に載せたことを、ベースユニットに知らせることができ、またはベースユニットは自動的に通知されることもできる。ベースユニット内のプロセッサは、新しいシートに特定の出力を発生させるように電気的素子を割当てることができる。例えば、ユーザが新しいシート上の蟻の絵を塗っている時にスピーカから発せられる合成音声は、例えば“蟻はA-N-Tと書くのですよ”であることができる。
【００８４】
図８に示す取外し可能なテンプレート１４は、可動要素１９を有している。各可動要素１９は第２の部分のフレーム内にあり、第１の部分のフレーム内の開口を通して延びている。各可動要素１９は、ユーザが押圧することができるボタンである。図示の例では、取外し可能なテンプレート１４の左側の可動要素は、正方形、三角形、及び星形の形状である。可動要素１９は、緑、赤、及び黄のような明るい色に着色することもできる。右側の可動要素１９も異なる色を有することができ、睡蓮の葉の形状であることができる。ユーザが可動要素１９の１つを押圧すると、スピーカ１８から発せられる合成音声は、ユーザが押圧した可動要素１９の形状の名前及び色を述べることができる。
【００８５】
以下に図９（ａ）及び９（ｂ）を参照して、図８に示す型の取外し可能なテンプレートの幾つかの面を説明する。図９（ａ）は、ヒンジ２９によって互いに確保されている第１の部分１４（ａ）及び第２の部分１４（ｂ）を有する取外し可能なテンプレートを示している。幾つかの実施例においては、ヒンジは“分割可能な”ヒンジであることができ、このヒンジはヒンジ部分を互いにスナップインすることによって容易に元へ戻すことができる。典型的な分割可能なヒンジでは、第１のテンプレート部分上の丸い突起を、第２のテンプレート部分内の凹み内で共働するようにフィットさせることによって、２つの部分を互いにスナップ嵌めさせることができるようになっている。例えば児童でも、ヒンジの箇所でフレーム型テンプレートを容易に分割することができる。このように、分割可能な、しかも復元可能なヒンジは、児童がヒンジを“分割”することを可能にし、親はそのテンプレートを再使用できるように再び復元することができる。
【００８６】
第１の部分１４（ａ）は、取外し可能なテンプレート１４の第２の部分１４（ｂ）内の可動要素１９（ａ）、１９（ｂ）の上側部分を受入れる複数の開口２８（ａ）、２８（ｂ）を含む。幾つかの実施例においては、開口２８（ａ）、２８（ｂ）は、可動要素１９（ａ）、１９（ｂ）と共働するような構造であることができる。例えば、各可動要素１９（ａ）、１９（ｂ）は、円形、三角形、または方形であることができる。それらが配置されている開口２８（ａ）、２８（ｂ）は、やや大きめの円形、三角形、または方形として成形することができる。取外し可能なテンプレートが閉じた位置にある時には、可動要素１９（ａ）、１９（ｂ）の上側部分は第１の部分１４（ａ）の開口２８（ａ）、２８（ｂ）内にあり、これらの開口を通してアクセス可能である。従って、取外し可能なテンプレート１４が閉じた位置にあっても、ユーザは可動要素１９（ａ）、１９（ｂ）を押圧することができる。
【００８７】
ユーザが可動要素１９（ａ）を押圧すると、可動要素１９（ａ）は下方へ運動することができる。それによって、可動要素１９（ａ）の下側部分をベースユニット（図示せず）の主表面３５に接触させることができる。図示のように、可動要素１９（ａ）の下側部分は上側部分よりも狭い幅を有することができる。電気的素子Ｐは、主表面３５の下に位置している。力Ｆが可動要素１９（ａ）に加えられると、その力はベースユニットの主表面３５にも加わる。それによって、可動要素１９（ａ）及び電気的素子Ｐが互いに相互作用する。例えば、電気的素子Ｐは、押圧された時に活動化する感圧スイッチであることができる。押圧されていない他方の可動要素１９（ｂ）の下側部分は、ベースユニット１２の主表面３５と接触しない。以上のように、ベースユニットの主表面３５の下に位置する電気的素子は、ユーザが主表面３５に加える圧力によって選択的に活動化させることができる。ベースユニット内のプロセッサは、どの電気的素子が活動化したのかを決定することができ、またユーザが運動させた可動要素のための適切な出力を検索することができる。
【００８８】
図９（ｂ）に、図９（ａ）に示す取外し可能なテンプレートが開いた位置にある様を示す。この図には、取外し可能なテンプレートのフレーム状の第１及び第２の部分１４（ａ）、１４（ｂ）によって形成されている窓３３（ａ）、３３（ｂ）が示されている。２つの突起部分７（ａ）、７（ｂ）が、第１及び第２の部分１４（ａ）、１４（ｂ）から延びている。テンプレート１４が開いた位置にある時には、突起部分７（ｂ）がベースユニットの縁領域（図示せず）の内縁上の感圧スイッチ（図示せず）を活動化することができるので、ベースユニットはフレーム型のテンプレート１４がベースユニット上にあり、開いた位置にあることを知る。その後に、テンプレート１４を閉じると他方の突起部分７（ａ）が縁領域の同じ内縁上の別のスイッチを活動化して、テンプレートが閉じたことを指示する。以上のように、本発明の実施例においては、ベースユニットは、フレーム型のテンプレートがベースユニット上にあることを自動的に決定することも、またテンプレートが開いた位置にあるのか、または閉じた位置にあるのかを決定することもできる。
【００８９】
更に、第２の部分１４（ｂ）内に浅い凹み３５を形成することができる。この浅い凹み３５の外縁は、標準紙シートのサイズ（例えば、約８×11インチ）よりやや大きくすることができるので、１枚の紙（図示せず）を凹み３５内に載せることができ、また取外し可能なテンプレート１４内に適切に位置合わせすることができる。取外し可能なテンプレート１４が閉じた位置にある時には、第１の部分１４（ａ）と第２の部分１４（ｂ）との間にあるシートは、第１の部分１４（ａ）内の窓３３（ａ）を通して見ることができる。シートを、取外し可能なテンプレート１４内のその適切な位置に更に確保するために、窓３３（ａ）を限定している縁の直ぐ外側の第１の部分１４（ａ）の内面上に、ガスケット（図示せず）を設けることができる。ガスケットは、エラストマー材料製であることができ、またシートが動かないようにシートを凹み３５内に確保することができる。前述したように、シート上のどの印刷要素もベースユニットの主表面の下に位置する電気的素子と適切に位置合わせされるように、シートを適切に位置決めすることが望ましい。
【００９０】
図９（ｃ）に、ガスケットを有するフレーム型テンプレートの一部を示す。図９（ｃ）は、第１のテンプレート部分１４（ａ）及び第２のテンプレート部分１４（ｂ）を示している。ガスケット８は、第１のテンプレート部分１４（ａ）がそれを確保するように、第１のテンプレート部分１４（ａ）上に配置することができる。この例では、第１のテンプレート部分１４（ａ）の内面は平坦であり、第２のテンプレート部分１４（ｂ）の内面は第１のテンプレート部分１４（ａ）の内面に対してある角度をなしている。ガスケット８も、その対面している表面に対して角度をつけた表面を有することができる。ガスケット８の角度付き表面及び第２のテンプレート部分１４（ｂ）は、シート５をベースユニット（図示せず）の上面に対して確保することができる。シート５がベースユニットの上面に向かって徐々に下降しているので、ユーザが、シート５の縁付近及び第１及び第２のテンプレート部分１４（ａ）、１４（ｂ）付近のシート５を“台無しにする”可能性は低くなる。
【００９１】
シートをベースユニットに確保する取外し可能なテンプレートは、上述したフィーチャ以外のフィーチャまたは異なるフィーチャを有することができる。例えば、図９（ａ）及び９（ｂ）に示す取外し可能なテンプレートの実施例は、二枚貝の貝殻型の設計である。他の実施例においては、取外し可能なテンプレートは、印刷要素を有するシートをベースユニットに確保する単片テンプレートであることができる。例えば、取外し可能なテンプレートは、第１の部分１４（ａ）を有しておらず、第２の部分１４（ｂ）だけからなることができる。また、凹み３５の代わりに、フレーム状の第１の部分１４（ａ）または第２の部分１４（ｂ）の両側に平行な案内レールを形成することができる。ユーザが案内レール内に紙のシートを挿入すると、紙は取外し可能なテンプレート内の適切な位置まで案内されるようになる。更に他の実施例においては、第１の部分１４（ａ）内の窓３３（ａ）は柔軟な膜と置換することができる。
【００９２】
幾つかの実施例においては、対話式装置内において使用することができるコンピュータコードは、遠隔サーバーコンピュータからユーザへ送る（例えば、ダウンロードする）ことができる。このコードは、異なる取外し可能なテンプレートまたはシートのための異なる出力のためのもの（または、出力を提供するための命令）であることができる。例えば、対話式装置によって発生されるオーディオまたはビデオ出力のためのものであることができる。異なる印刷要素を有するシートを発生させるためのコードも、ユーザへ送ることができる。シートは、ユーザサイトにおいてプリンタを使用して印刷することができる。シートに印刷されると、それらは対話式装置と共に使用することができる。
【００９３】
以下に、図１０を参照して本発明の実施例によるシステムを説明する。システムは、ホストサイト１０９及びユーザサイト１２０を含む。ユーザサイト１２０は、例えば、家庭、学校、または仕事場であることができる。ホストサイト１０９及びユーザサイト１２０は通信媒体１０７を通して結合されている。
【００９４】
ホストサイト１０９は、ホスト会社が動作させているサーバーコンピュータ１０５を含むことができる。この例においては、ホストサイト１０９は、内容データベース１０３及び個人プロフィールデータベース１０１にアクセスできるサーバーコンピュータ１０５を有している。
【００９５】
サーバーコンピュータ１０５は、典型的に、パワフルコンピュータ、またはコンピュータのクラスタである。例えばサーバーコンピュータは、大きいメインフレーム、ミニコンピュータクラスタ、またはユニットとして機能するサーバーのグループであることができる。一実施例においては、サーバーコンピュータは、ウェブサーバーに結合されているデータベースサーバーであることができる。サーバーコンピュータは、１またはそれ以上のクライアントコンピュータの要求にサービスする単一のコンピュータとして挙動することができる。例えば、異なるユーザサイトの１またはそれ以上のクライアントコンピュータ１０９は、通信媒体１０７を通して、及びオプションとして１またはそれ以上のインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）（図示せず）を通してサーバーコンピュータと通信することができる。クライアントコンピュータは典型的に、サーバーコンピュータより小さいメモリ及びより小さい計算能力を有している。典型的に、サーバーコンピュータ１０５は、クライアントコンピュータ１０９から遠方に位置することができる。
【００９６】
サーバーコンピュータ１０５は、どのような適当な機能をも遂行するためのコンピュータコードを有することができる。例えば、サーバーコンピュータ１０５は、ユーザプロフィールデータベース内のユーザプロフィールを更新し、何等かの適当なデータベースからデータを検索し、そしてデータを何れかの個人へ送るためのコードを有することができる。コンピュータコードは、内容パッケージのための内容を選択し、内容パッケージをアセンブルし、そして内容パッケージをユーザへ送るために供給することもできる。内容パッケージは、オーディオ出力、グラフィック出力のためのコード、オーディオまたはグラフィックス出力を提供させる命令のためのコード、印刷要素を用いてシートを印刷するためのコード、個別化された情報のためのコード、特定の出力を有する印刷要素に対応付けられた電子マップのためのコード等を含むことができる。
【００９７】
サーバーコンピュータ１０５とクライアントコンピュータ１０９とは、インターネット、より特定的にはワールドワイドウェブ（ＷＷＷ）のような通信媒体を通して通信する。サーバーコンピュータ１０５及びクライアントコンピュータが使用できる典型的な通信プロトコルは、ＨＴＴＰ（ハイパーテキスト転送プロトコル）、ＴＣＰ／ＩＰ（端末通信プロトコル／インターネットプロトコル）、または他のプロトコルを含むことができる。
【００９８】
サーバーコンピュータ１０５は、ウェブサイトを表すデータを有することができる。ウェブサイトはどのような適当な数のウェブページをも有することができ、好ましくは、18歳以下のユーザを楽しませる。ウェブサイトのユーザ（または、ユーザの両親のような他の個人）は、例えば、ユーザプロフィールを作成し、動作の好みをセットし、ゲームをプレイし、そして内容パッケージのための内容を選択することができる。
【００９９】
個人プロフィールデータベース１０１は、ユーザの個人的な好み、及びユーザに関する情報を含むことができる。ユーザプロフィール情報は、ユーザに関する基本情報を含むことができる。このような基本情報は、ユーザの年齢、趣味、住所、電話番号、ｅメールアドレス、学校、親戚、教師、両親、電話番号等を含む。ユーザプロフィール情報は、ユーザの好みに関する情報をも含むことができる。ユーザの好みは、好きな題目、親戚、教師、好きな歌、好きなスポーツ、好きな食物、及び好きな漫画のような好みを含むことができる。
【０１００】
個人プロフィールデータベース１０１内の情報は、ユーザサイト１２０へダウンロードすることができる情報を識別するために使用し、次いで対話式装置１１３へ転送することができる。このようにすることによって、ユーザの経験を個別化することができる。例えば、ユーザのプロフィールは、ユーザがスポーツを好むことを指示することができる。数学問題、またはスポーツに関するセンテンスをユーザのために選択することができ、また対話式装置において使用するためにユーザによってダウンロードすることができる。
【０１０１】
内容データベース１０３は、どのような適当な内容をも含むことができる。内容は、対話式装置において使用できる情報を含むことができる。このような情報の例は、問題（例えば、質問、パズル、謎々、クイズ）、並びに、歌、ゲーム、ヒント、音楽、事実、挨拶、及びメッセージ（例えば、ヘルプ、激励、思い出させるための助言、またはエラーメッセージ）を含む。内容データベース１０３は、異なる取外し可能なテンプレート及び異なるシートのための電子マップ用コードをも含むことができる。更に、印刷要素を有するシートのためのコンピュータコードは、内容データベース１０３内に存在することができる。このコードは、ユーザサイト１２０へダウンロードすることができ、次いでユーザサイト１２０においてプリンタを使用してシートに印刷することができる。これらのシートは、キャラクタ、文字、数、動物、ゲーム等を含むどのような適当な印刷要素をも含むことができる。
【０１０２】
内容データベース１０３内の内容も、どのような適当な形式であることもできる。例えば、内容は、圧縮された、または圧縮されていないデータの形式であることができる。内容は、ＭＰ３ファイル、ＷＡＶファイル、及びＭＩＤＩ（楽器ディジタルインタフェース）ファイルのような音響ファイルの形式であることができる。内容は、ビデオファイル、イメージファイル（例えば、ビットマップ）、及びテキストファイルのようなグラフィックファイルの形式であることもできる。
【０１０３】
ユーザのサイト１２０において、クライアントコンピュータ１０９をリンカーデバイス１１１に作動的に結合させることができる。クライアントコンピュータ１０９は、ウィンドウズTMベースのオペレーティングシステムで走る通常のパーソナルコンピュータであることができる。リンカーデバイス１１１は、ワイヤレスまたはワイヤードリンク（例えば、ケーブル）を通してクライアントコンピュータ１０９に結合することができる。対話式装置１１３は、コンピュータコードを、リンカーデバイス１１１を介し、クライアントコンピュータ１０９を通してサーバーコンピュータ１０５から受信することができる。
【０１０４】
リンカーデバイス１１１は、クライアントコンピュータ１０９と対話式装置１１３との間でデータを転送することができるどのような適当なデバイスであることもできる。リンカーデバイス１１１は、例えば、ワイヤレスＲＦ（無線周波数）トランシーバ、または赤外トランシーバのようなワイヤレストランシーバであることができる。しかしながら、好ましい実施例においては、リンカーデバイス１１１は、転送可能な情報記憶媒体から情報を読出し、それへ情報を書込むことができる。典型的な実施例においては、転送可能な情報記憶媒体は、リンカーデバイス１１１及び対話式装置１１３のベースユニットの両者内へ挿入することができるカートリッジであることができる。リンカーデバイス１１１を使用すると、データを対話式装置へ直接的に、または間接的に転送することができる。
【０１０５】
図１０に示すシステムは多くの長所を有している。例えば、図１０に示すシステムを使用することによって、異なる印刷要素を有する多くの異なるシートをユーザのサイトへダウンロードすることができる。対話式装置を新しいシートのために再プログラムするのに使用されるコンピュータコード（例えば、電子マップ）もダウンロードすることができる。従って、ユーザは、例えば特定の店からしか入手できない特定セットのシートを使用することに限定されることがない。ユーザは新しい、そして異なる内容にアクセスする準備が整っているので、対話式装置はユーザの関心をより大きく惹くことになる。
【０１０６】
幾つかの実施例においては、対話式装置は、例えば児童の成長に伴って児童を教育するために使用できる１組のデバイスを形成するように、他の型のデバイスと共に使用することができる。各デバイス（例えば、教育玩具）は、ある年齢範囲内の児童を教育するように設計することができる。例えば、本発明の実施例による対話式装置は、３乃至６歳児の教育を援助するように設計することができる。米国特許第6,142,784号に記載されている実施例のような別のデバイスを使用して、７乃至12歳児を教育することができる。他のデバイスを使用して12乃至16歳児、１乃至３歳児を教育することができる。このセットのデバイスを個別化された個人指導サービスの一部として一緒に使用することができるので、児童は互いに相補うことができる異なる型のデバイスを有することができ、また児童の成長につれて児童の学習を援助することができる。
【０１０７】
本明細書において使用した用語及び表現は説明のために使用したものであって、これらの用語及び表現の使用が図示し、説明した特色、またはそれらの一部を排除することを意図するものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲内において種々の変更が可能であることを理解されたい。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の何れかの実施例の何れか１つまたはそれ以上を、本発明の他の何れかの実施例の何れか１つまたはそれ以上と組合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例による対話式装置のベースユニットの平面図である。
【図２】本発明の一実施例による対話式装置を示す図である。
【図３】本発明の別の実施例による対話式装置を示す図である。
【図４】本発明の実施例に使用することができる幾つかの構成部品のブロック図である。
【図５】スイッチのアレイの電気回路図である。
【図６】スイッチのアレイ内のスイッチのグループの下側部分の上面図である。
【図７】スイッチに圧力が加えられた時のスイッチの一部分の断面図である。
【図８】本発明の更に別の実施例による対話式装置を示す図である。この実施例の取外し可能なテンプレートは、印刷要素を有するシートを露出させる窓を有している。
【図９ａ】取外し可能なテンプレートの側面図である。
【図９ｂ】図９ａに示す取外し可能なテンプレートが開いた位置にある時の上面図である。
【図９ｃ】ガスケットを有する取外し可能なテンプレートの一部を示す図である。
【図１０】本発明の実施例によるシステムのブロック図である。
【図１１】本発明の実施例に使用することができるスクリプト表である。
【図４】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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