DE3106996A1 - Elektronisches spiel- und lerngeraet - Google Patents

Description

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Adolph E. Goldfarb, 4614 Monarca Drive, Tarzana Californien / U.S.A.

Elektronisches Spiel- und Lerngerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Spiel- und Lerngerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit einem derartigen Gerät wird ein Gerät und ein Verfahren zum Erleichtern des Lernens geschaffen, wobei insbesondere ein Kind dazu angehalten wird, besondere Bilder mit einer besonderen Folge von Tastenanschlägen in Einklang zu bringen.

Es sind aufwendige und teuere mittels elektronischen Rechnern gesteuerte Lernsysteme für die Verwendung in Schulklassen bekannt, wobei jedem Schüler ein Gehäuse mit einer schreibmaschinenähnlirhen Tastatur zur Verfügung steht, um in den elektronischen Rechner Daten einzugeben , und wobei ein Kathodenstrahlbildschirm zur Anzeige der von dem elektronischen Rechner ausgegebenen Daten vorgesehen ist. Derartige Systeme arbeiten üblicherweise mittels eines gespeicherten Software Programms,

das einem großen Universal.Digitalrechner zugeordnet ist. Wenn beispielsweise ein derartiges System vorprogrammiert ist, um Mathematik zu lehren, wird jeder Schüler mathematischen Problemen gegenübergestellt, für die er die entsprechenden Antworten in seine Tastatur eintippen muß und , wobei er, je nachdem ob seine Antwort richtig war oder nicht, er eine weitere Lektion fortschreiten oder das vorherige Unterrichtsmaterial wiederholen muß.

Es stehen ebenfalls sogenannte programmierte Textbücher zur Verfügung,die eine Folge von gedruckten Fragen aufweisen, von denen der Schüler eine auswählen kann, und je nachdem welche der zwei oder drei Fragen er als richtig ansieht, wird er zu unterschiedlichen Seiten des Buches geführt, denen unterschiedliche Lehrmodule zugeordnet sind.

Ebenfalls sind elektronenrechnergesteuerte Informations-Wiederholungssysteme bekannt, bei denen in Abhängigkeit von der manuellen Eingabe mehrerer Indexzahlen, Schlüsselwörter^ oder anderer Kennzeichnungsdaten mittels einer Tastatur, die an einem Terminal bei einer Bedienungsperson angeordnet ist, wobei das Terminal mit einem großen digitalen, elektronischen Rechner verbunden ist,

die relevante in der Datenbank des elektronischen Rechners gespeicherte Information auf einem Bildschirm an dem Terminal in der Reihenfolge ihrer vermeindlichen Wichtigkeit angezeigt wird.

Derartige bekannte mittels Elektronenrechnern gesteuerte Lernsysteme und derartige bekannte Elektronenrechner gesteuerte Informationswiederholungssysteitesind jedoch für

sehr spezielle Zwecke ausgelegt; weiter benötigen derartige Systeme große Universal Digitalelektronenrechner, die mit den Tastaturen und Datenterminals . und Kathodenstrahlröhren am Ort der Bedienungsperson zusammenarbeiten und die erforderliche Software, Instruktionstexte und elektronengesteuerten Datengrundlagen aufweisen.

Programmierte Lehrbücher haben den Nachteil, daß sie wesentlich dicker als gewöhnliche Bücher sind, wobei viele ihrer Seiten Material enthalten, das der gewöhnliche Schüler niemals sieht, wenn er durch don vorprogrammierten Lehrplan fortschreitet , und wobei andere Seiten lediglich ein oder zwei Zeilen von wichtigem Lehrmaterial enthalten.

Weiter ist in keinem der oben beschriebenen bekannten programmierten Lehr- oder Informationswiederholungssystemen ein Vergleichen und Lernen in solcher Weise möglich, daß es darauf abgestellt ist, das Interesse jüngerer Schüler, wie z. B. Kinder im Vorschulalter,für eine längere Zeitperiode wachzuhalten.

Es sind weiter Spielgeräte für Kleinkinder bekannt, die einen Aufziehmotor, neun numerische Tasten, entsprechend den Zahlen von 1 bis 9, eine "Gleichheitstaste" und ein Fenster aufweisen. Wenn der Motor aufgezogen ist, eine der numerischen Tasten und dann die "Gleichheitszeichen-" taste heruntergedrückt wird, wird eine entsprechende Anzahl von Bildern in dem Fenster dargestellt.

Ein anderes für Kleinkinder geeignetes Spielgerät umfaßt eine Klangaufnahme, bestehend aus mehreren Spuren. Wenn ein Zeiger auf Gins von mehreren Bildern gestellt wird, und das Gerät betätigt wird, wird ein dem Bild entsprechender Satz gehört.

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Derartige bekannte Spielgeräte sind jedoch nicht vielseitig genug und haben nicht die Möglichkeit mehr als die einfachsten Ausdrücke zu lehren.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Spiel- uixl 'Lerngerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches das Interesse eines Schülers über eine längere Zeitdauer wachhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen elektronischen Spiel- und Lerngerät wird in vorteilhafter Weise eine Lehrmethode geschaffen, mit der der Schüler lernt, ein besonderes Bild mit einer besonderen Folge von Eingabetasten zusammenzubringen, wobei er Ausdrücke unterschiedlicher Schwierigkeit lernt.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhater Weise ein neues und nützliches Gerät und ein Verfahren geschaffen, wodurch ein Kind oder ein anderer Schüler mit einem Satz von allgemeinen Gegenständen entsprechenden Bildern konfrontiert wird, und wobei eine mit Buchstaben des Alphabets gekennzeichnete Tastatur vorgesehen ist, sodaß der Schüler dazu angehalten wird, jedem Bild eine besondere Buchstabenfolge des Alphabets zuzuordnen, wodurch er lernt, jedes derartige Bild einer besonderen Buchstabenfolge zuzuordnen, d. h., er lernt zu buchstabieren.

Mit der Erfindung wird weiter in vorteilhafter Weise ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, womit einem Kind die grammatikalischen Grundbegriffe gelehrt werden, indem das Kind dazu angehalten wird, jedem von mehreren

unterschiedlichen Bildern einen unterschiedlichen besonderen grammatikalischen Satz, der mittels der aufeinanderfolgenden Betätigung geeignet gekennzeichneter Tasten ausgebildet wird, zuzuordnen.

Mit der Erfindung wird weiter ein Schüler dazu angehalten und unterstützt, historische, geographische und andere Lerniriformationen zu lernen, indem der Schüler einen Rahmen mit einer Bilddarstellung , das sich auf besondere Fakten, wie z. B. Orte, Ereignisse, Zeitperioden, Persönlichkeiten, Ursachen und/oder Wirkungen bezieht mit der Betätigung der "richtigen" Tastenfolge, die ein oder mehrere derartige zugeordnete Tatsachen definiert, zusammenzubringen.

Mit der Erfindung wird weiter in vorteilhafter Weise ein neues und nützliches Verfahren und Gerät geschaffen, um einen Schüler zum Lernen anzuhalten, indem er visuelle Symbole mit entsprechenden verbalen Sätzen zusammenbringt, indem er wiederholt versucht, einen Bildrahmen mit einem besonderen Symbol mit einer besonderen Tastenfolge auf einer Tastatur zusammenzubringen, die dem "richtigen" Satz entspricht, wobei jede Taste einen Buchstaben einer besonderen Buchstabenfolge, einem Wort oder einem Satz zugeordnet ist, entsprechend der Bestimmung, die auf der Tastatur angezeigt ist.

Weiter wird in vorteilhafter Weise mit der vorliegenden Erfindung ein neues nützliches Lern- und Spielgerät geschaffen, um Daten von einer physikalisch einem Bildrahmen zugeordneten Zone zu lesen, und um diese Daten mit einer Folge von manuell eingegebenen Tastendaten zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die manuell eingegebenen Daten richtig oder nicht richtig dem besonderen Bildrahmen

entsprechen.·

Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise ein Gerät der beschriebenen Art geschaffen, bei dem der Vergleich zwischen den Bildrahmendaten und den Tastendaten durchgeführt werden kann, nachdem der Schüler das Eingeben der Tastendaten beendet hat.

Weiter wird in vorteilhafter Weise mit der vorliegenden Erfindung ein Gerät der beschriebenen Art geschaffen, bei dem "zwischendurch" derartige Vergleiche stattfinden können, wenn jedes zusätzliche Tastenzeichen von dem Schüler heruntergedrückt wird, wodurch dem Schüler geholfen wird, eine "richtige" Tastenfolge anzubringen.

Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung ein Gerät geschaffen, bei dem in Abhängigkeit von einem einzigen eingegebenen Datenwert, der eine Folge von Tastenanschlägen umfaßt, die Maschine diese manuellen Daten mit einer Folge unterschiedlich kodierter Daten, die unterschiedlichen Bildrahmen zugeordnet sind, vergleichen kann.

Die Erfindung schafft weiter in vorteilhafter Weise ein Spiel- und Lerngerät, bei dem der besondere mit dem von dem Schüler eingegebenen Tastendaten übereinstimmende Bildrahmen zufällig von einer Vielzahl von Bildrahmen ausgewählt wird.

Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung ein Gerät geschaffen, das ein Anzeigefenster zur Darstellung eines besonderen Bildrahmens aufweist, der in einem Satz von

Bildrahmen, die einem bestimmten Gegenstand zugeordnet sind, angeordnet ist,und eine Tastatur mit einer Auflage aufweist, die sich ebenfalls auf den bestimmten Gegenstand bezieht.

Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise ein Gerät geschaffen, in dem ein besonderer Satz Bildrahmen , die einem besonderen Gegenstand zugeordnet sind, und eine entsprechende Auflage vorgesehen ist, die von dem Gerät entfernt werden können und durch einen unterschiedlichen Satz Bildrahmen, die einen unterschiedlichen Gegenstand betreffen,und eine unterschiedliche entsprechende Tastaturauflage ersetzt werden können.

Die oben beschriebenen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. der Unteransprüche erreicht.

Eine im folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann in zwei ganz unterschiedlichen Arten betrieben werden, die jedoch trotzdem wirksam in einer einzigen Ausführungsform des Gerätes kombiniert sind, wodurch dem Spiel/- Lernprozess eine zusätzliche Vielfalt und Interessantheit zugefügt wird. Die erste Arbeitsweise ist die sogenannte "maschinenbestimmte"-Arbeitsweise, bei der ein besonderer Bildrahmen mit einem visuell wahrnehmbaren Bild ausgesucht und hinter einem Anzeigefenster, das einen Teil des Gerätes darstellt, angeordnet wird, woraufhin der Schüler dann versucht Daten einzugeben, von denen er glaubt, daß sie richtig mit dem angezeigten Bild übereinstimmen, woraufhin das Gerät dann den Schüler darüber informiert, ob die eingegebenen Daten eine "richtige" Antwort darstellen, wie dies von denen in maschinenlesbarer kodierter Form vorgesehenen Daten vorge-

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schrieben wird, die vorher physikalisch einem besonderen Bildrahmen zugeordnet wurden, d. h., daß beispielsweise die Daten in optisch lesbarem Format benachbart zu dem Rahmen aufgedruckt wurden.

Die zweite Arbeitsweise einer derartig bevorzugten Ausführungsform ist die "schülerbestimmte"-Arbeitsweise, bei der der Schüler manuell seine Daten eingibt, die dann von dem Gerät gespeichert und mit den in den Datenzonen . kodierten Daten, die den entsprechenden Bildrahmen zugeordnet sind, verglichen werden. Wenn die Maschine eine richtige Übereinstimmung feststellt, wird dies dem Schüler sichtbar angezeigt,und der den kodierten Daten entsprechende Rahmen, der mit den von dem Schüler eingegebenen Daten übereinstimmt, verbleibt in dem Anzeigefenster des Gerätes.

In einer weiteren Arbeitsweise kann das Gerät ebenfalls in einer von zwei ausgewählten Arbeitsweisen arbeiten. In der ersten Arbeitsweise wartet das Gerät bis die von dem Schüler eingegebenen Daten vollständig sind und vergleicht dann die Daten in ihrer Gesamtheit mit den einem besonderen sichtbaren Rahmen zugeordneten kodierten Daten. Für ein Ausgangssignal "Ja" muß die Übereinstimmung genau sein, da sonst ein Ausgangssignal "Nein" erscheint. Es spielt keine Rolle, ob die Übereinstimmung sich nur in einer Ziffer bzw. einem Buchstaben der einzelnen Zeichen unterscheidet,oder ob die richtigen Tasten in der falschen Reihenfolge gedrückt wurden, oder ob überhaupt keine Beziehung zwischen den kodierten Daten und den von dem Schüler eingegebenen Daten vorhanden ist.

In der zweiten Arbeitsweise wird ein neuer Vergleich jedesmal wenn der Schüler ein besonderes Zeichen seinen

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eingegebenen Daten durch Herunterdrücken einer einzelnen Taste der Tastatur hinzufügt, durchgeführt ,wodurch der Schüler darübei informiert wird,ob das Zeichen mit dem entsprechenden Zeichen der kodierten,einem besonderen Bild zugeordneten. Daten übereinstimmt. Wenn die Übereinstimmung nicht genau ist, erhält der Schüler die Möglichkeit, das letzte eingegebene Zeichen zu berichtigen, bis eine richtige Übereinstimmung erreicht ist, wobei die Maschine nach jedem Versuch ein einziges Zeichen einzugeben, anzeigt, ob mit einer derartigen Eingabe eine gute oder schlechte Übereinstimmung erreicht wird.

Die oben beschriebenen Arbeitsweisen und zugehörigen Funktionen werden mit einem Gerät entsprechend einer bevorzugten Ausfuhrungsform erreicht, das einen Grundkörper aufweist, auf dem in einem allgemein ebenen Feld eine Tastatur befestigt ist, die verschiedene Tastaturauflagen aufnehmen kann und ausreichende einzelne Tastenflächen aufweist,sodaß jeder Buchstabe des (englischen)Alphabets durch Herunterdrücken einer einzelnen Taste eingegeben werden kann, wobei das Gerät ebenfalls mit einem Anzeigefenster benachbart zur Tastatur versehen ist, in dem unterschiedliche, visuell wahrnehmbare Bilder dem Schüler gezeigt werden, der die Tastatur bedient.

In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird eine Lernscheibe mit unterschiedlichen Rahmen verwendet, wobei jeder Rahmen mit einer zugeordneten Datenzone versehen ist, in der zugeordnete kodierte Daten in einem optisch lesbarem Format angeordnet sein können. Eine derartige bevorzugte Ausführungsform kann dementsprechend mit einer Einrichtung versehen sein, um die Lernscheibe automatisch hin- und herzudrehen, sodaß aufeinanderfolgende Bildrahmen aufeinanderfolgend in dem Fenster angezeigt werden, und

wobei ein optischer Datenleser in der Nähe des Umfangs der Lernscheibe, der Lernscheibe gegenüberliegend angeordnet ist, sodaß Taktmaken, Datenmaken und Positions maken , die rings um den Umfang der Scheibe angeordnet sind, automatisch in elektrische Signale umgewandelt werden können, um die Arbeitsweise des Gerätes zu steuern.

Die beschriebene Ausführungsform ist ebenfalls mit zwei Schieberegistern mit serieller Eingabe versehen, (eins für jede Datenspur auf der Scheibe) um die kodierten, dem gerade hinter dem Anzeigefenster befindlichen Bildrahraen zugeordneten Daten zu speichern, und weist weiter mehrere Datenregister auf, um die entsprechenden manuell von dem Schüler mittels der Tastatur eingegebenen , entsprechenden Datenzeichen zu speichern .Weiter weist das Gerät einen Vergleichsschaltkreis auf, um die in den Schieboroyistern mit serieller Eingabe . gespeicherten Daten mit den Datenregistorn mit'manueller Eingabe . zu vergleichen, wobei der Vergleich wahlweise entweder so durchgeführt wird, daß jedesmal ein Zeichen (Arbeisweise "zwei") oder die eingegebenen,kodierten Daten in ihrer Gesamtheit mit den gesamten manuell eingegebenen Daten (Arbeitsweise "eins") verglichen werden.

Die beschriebene Ausführungsform ist weiter mit einer Einrichtung versehen, mit der die Lernscheibe gedreht und bei einem zufällig ausgewählten Bildrahmen, der durch das Anzeigefenster sichtbar ist, angehalten werden kann, oder, wenn vorher manuell eingegebene Daten eingegeben wurden, an dem Bildrahmen (wenn er vorhanden ist) anhält, der mit den manuell eingegebenen Daten übereinstimmt und dann in dem Fenster gezeigt wird.

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Weiter wird eine alternative Ausfuhrungsform beschrieben, bei der eine mehrere Rahmen aufweisende Lernscheibe der ersten bevorzugten Ausführungsform durch eine manuell einstellbare rechteckige Karte ersetzt wird, die entweder einen einzigen Bildrahmen und eine einzige zugeordnete kodierte Dätenzone oder mehrere Bildrahmen und entsprechende mehrere zugeordnete Datenzonen aufweist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Gerätes, wobei eine Lernscheibe und eine zugeordnete Tastaturauflage eingesetzt sind;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät von Fig. 1 längs der Linie 2-2 von Fig. 1 ;

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt des Gerätes von Fig. 1 längs der Linie 3-3 in Fig. 2, der eine besondere Lernscheibe mit ihrem zugeordneten Antrieb darstellt;

Fig. 4 eine Teilansicht der in Fig. 3 gezeigten

Lernscheibe, in der die Anordnung der Bildfläche und der optisch lesbaren Datenfläche am Umfang der Scheibe deutlicher zu sehen sind;

Fig. 5 eine weitere vergrößerte Teilansicht der

optisch lösbaren Datenzone von Fig. 4, bei der die einzelnen Datenmaken, die das Wort "elephant" darstollen, deutlicher zu sehen sind;

Fig. 6 die örtliche Zuordnung der Fig. 6A und 6B; Fig. 6A,B ein Blockschaltbild der verschiedenen

digitalen Logikschaltkreise für das in Fig.

gezeigte Gerät, wobei man sieht, wie die Daten- und Steuersignale von einem Schaltkreis zu dem anderen fließen;

Fig. 7 eine Ansicht einer Ausfuhrungsform eines

Spiel- und Lerngirätes, bei dem, obwohl es dem in Fig. 1 gezeigten Gerät ähnlich ist, ein von Hand einstellbarer Lernstreifen mit mehreren Bildern die sich automatisch umdrehende Lernscheibe ersetzt, und wobei weiter eine Tastaturauflage und ein Satz Bilder gezeigt wird, die sich im Inhalt von jenen, die in Fig. 1 gezeigt sind, unterscheiden;

Fig. 7A eine einzelne Bildkarte, die bei dem Gerät von Fig. 7 statt dem in Fig. 7 gezeigten Lernstreifen verwendet werden kann.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Gerätes dargestellt, das ein Gehäuse 10, eine sogenannte "Lernscheibe" 12 und eine Tastaturauflage 14 aufweist.

Um dem Gerät eine größere Einsatzmöglichkeit zu geben, sind die Lernscheibe 12 und die Tastaturauflage 14 entfernbar, sodaß sie durch andere Scheiben und Auflagen ersetzt werden können. Das Gerät kann natürlich ebenfalls mit stationär angeordneter Scheibe und Tastaturauflage hergestellt werden. Es können natürlich ebenfalls andere funktionell äquivalente Konstruktionen die Scheibe 12 und/oder die Tastaturauflage 14 ersetzen, ohne daß sich von dem Wesen der Erfindung entfernt wird, das im folgenden noch klarer wird.

Das in Fig. 1 perspektivisch dargestellte und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte Gehäuse 10 umfaßt ein Basisteil

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mit einer leicht nach unten geneigten allgemein ebenen Tastaturfläche 16, die einen vorstehenden rechtwinkligen Rahmen 18 begrenzt, der an seinem rechten Ende mit einer Fingeraussparung versehen ist, sodaß die Tastaturauflage 14 leicht ergriffen und entfernt werden kann. Der Rahmen 18 kann alternativ ebenfalls mit mehr oder weniger horizontalen Schlitzen versehen sein, die sich längs seiner zwei längeren Kanten nach innen erstrecken, um die entsprechenden Kanten der Auflage 14 fester einzuklemmen, wodurch sie jedoch vielleicht weniger bequem zu entfernen ist als bei der in der Zeichnung dargestellten Auflagenanordnung. Weiter kann der Rahmen als ein getrenntes Teil ausgebildet sein, das dauernd an der entfernbaren Auflage angebracht ist.

Die Tastaturauflage befindet sich, wenn sie in dem Gerät angeordnet ist, direkt über einer druckempfindlichen 10 mal 3 Matrix der Kontaktreihe 22, die permanent mit einer elektrischen gedruckten Schaltungsanordnung 24 verbunden ist.

Die elektrische und mechanische Konstruktion der Matrixschalt anordnung 22 ist von- üblicher Bauweise und braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Zum Verständnis ist ausreichend darauf hinzuweisen, daß das Herunterdrücken einer einzigen der dreißig abgegrenzten Zonen, die in drei horizontalen Zeilen angeordnet sind, von denen jede zehn quadratische Elemente der Auflage 14 aufweist, auf denen die entsprechenden Buchstaben"A, B, C...Z, eine Leerstelle, 1,2, CLR" angeordnet sind, bewirkt, daß Gin uni.or.schiedliches Paar elektrischer Kontakte geschlossen wird, wobei einer der Kontakte der Zeile und der andere der Kontakte der entsprechenden Spalte ■ in der

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Zeile entspricht, übliches Abtasten der Matrix und logisches Kodieren kann dann verwendet werden, um ein unterschiedliches 5-Bit digitales Wort zu schaffen, jedesmal wenn ein unterschiedliches,der oben erwähnten dreißig Paare der Matrixschalter heruntergedrückt wird. Alternativ können die dreißig Flächen ihr eigenes elektrisches Schaltelement mit jeweils sechs elektrischen Kontakten (entsprechend den 5-Bits des Ausgangs,sowie eines gemeinsamen Eingangs) aufweisen, wobei dann die Tastatur von der sogenannten selbstkodierenden Art ist, bei der die erforderliche Kombination der Einsen und Nullen, die ein getrenntes und untet-schiedliches 5-Bit-Ausgangswort bilden, für jede besondere Zone (5-Bit sind für das Bilden von zweiunddreißig unterschiedlichen binären Worten ausreichend)direkt von der Tastaturmatrixschaltungsanordnung ausgegeben wird, ohne daß irgendeine externe getrennte Logik erforderlich ist.

Obwohl die Auflage 14 in der Zeichnung als eine einzige rechtwinklige Folie aus plastischem Material mit darauf angeordneten Buchstaben des Alphabets oder anderen Tastenzeichen, die auf eine Fläche der Auflage gedruckt sind, dargestellt sind, kann die Auflage 14 alternativ so ausgebildet sein, daß sie flexible Abschnitte direkt über dem wirksamen Schaltflächen aufweist, die mittels fester Abschnitte getrennt sind, wodurch verhindert wird, daß ein Kind oder ein Schüler, der das Gerät verwendet, Zonen der Matrixschalterfolie zwischen den begrenzten aktiven Zonen herunterdrückt, wodurch ein mögliches Fehlersignal entstehen könnte (d. h., daß die Eingabe des Schülers als ein "P" kodiert wird, wenn er tatsächlich den Buchstaben "Q" herunterdrücken will).

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Zusätzlich kann das Gerät mit einem Lausprecher oder einem anderen Klangwandler (nicht gezeigt) der mit der Tastatur über einen geeigneten elektronischen Schaltkreis verbunden ist, versehen sein, wodurch dem Schüler ein hörbares Signal jedesmal wenn eine "Taste"heruntergedrückt wird, gegeben wird.

Die besondere in Fig. 1 dargestellte Auflage 14 und die Lernscheibe 12 ist. für ein Buchstabierspiel oder- lektion ausgebildet. Entsprechend sind alle 26 Buchstaben des Alphabets auf die Auflage als auch eine Leertaste aufgedruckt. Die Auflage ist ebenfalls mit Quadraten versehen, auf denen die Zeichen "1", "2" und "CLR" vorgesehen sind. Die letzteren drei Quadrate dienen, wie weiter unten beschrieben, zur Auswahl der Betriebsweise des Gerätes und zum Löschen eines mittels der Tastatur angegebenen Eingabe. Obwohl sie einstückig mit der Tastaturmatrix-Schaltanordnung dargestellt sind, können sie ebenfalls in vorteilhafter Weise als getrennt an dem Körper des Gehäuses 10 befestigte Schalter ausgebildet sein, und zwar in der gleichen Weise wie der Ein-Aus-Schalter 26, da die "1", "2" und "CLR" Tasten nicht nur zur Eingabe der Daten, sondern ebenfalls zur Steuerung der Betriebsweise des Gerätes verwendet werden.

Der Basisteil 11 des Gehäuses 10 ist ebenfalls mit zwei beleuchteten Anzeigen 32, 34 versehen, von denen die erste mit "Ja" bezeichnet grün ausgebildet und die zweite mit "Nein" bezeichnete rot ausgebildet ist. Wenn ein grünes Licht bei der "Ja"-Anzeige 32 erscheint, bedeutet dies eine richtige Übereinstimmung zwischen den Daten auf der Scheibe, die einem besonderen, in dem Fenster 30 angeordneten Bild zugeordnet sind,und den von dem Schüler mittels der Tastatur von Hand eingegebenen Daten. Ein

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rotes Licht in der "Nein" Anzeige 34 zeigt an, daß der auf der Lernscheibe 12 dargestellte Rahmen (für den Fall,daß die "1" oder "2" Taste gerade heruntergedrückt wurde) nicht übereinstimmt, oder daß ein Fehler bei der Eingabe des Schülers vorhanden ist (für den Fall, daß der Schüler versucht hat, Daten mittels der Tastatur entsprechend dem angezeigten Bild einzugeben).

Das beschriebene Gerät ist für eine Betriebsweise in zwei unterschiedlichen Arten ausgelegt, von denen die erste im folgenden als "schülerbestimmt" und die zweite im folgenden als "maschinenbestimmt" bezeichnet werden.

Bei der schülerbestimmten Arbeitsweise drückt der Schüler zuerst die "CLR"-Taste, wodurch irgendwelche vorher über die Tastatur manuell eingegebenen Eingaben gelöscht werden und gibt dann seine Frage durch Herunterdrücken der entsprechenden Folge von Tasten ein, die einer besonderen Tastaturauflage zugeordnet sind. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Länge o.inor derartigen Frage oder eines Satzes, die manuell über die Tastaiur Hingegeben werden kann, acht aufeinanderfolgende Tastendrücke(entsprechend den auf den verschiedenen Auflagen angeordneten Zeichen, wobei jede einzelne Taste eine Ziffer, eine Zahl, ein Buchstabe, eine Silbe, ein Wort, ein Satz, eine musikalische Note oder einen abstrakten Begriff darstellen kann); jedoch braucht der Schüler nicht immer alle acht Tasten für jede Frage herunterzudrücken. Nach der Eingabe seiner Frage (es soll angenommen werden, daß der -Schüler die Buchstaben "Cup" eingibt) drückt er dann entweder die "1"-Taste oder die "2"-Taste. Die "1"-Taste bewirkt, daß das " JA¹¹Li cht 32 auf leuchtet ,nur wenn all acht kodierten Zeichen in-der Datenzone,die einem der Bildrahmen auf der Scheibe zugeordnet sind, genau mit der Eingabe des Schülers über-

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einstürmen, wobei dann die Scheibe anhält, wenn das entsprechende Bild in dem Fenster 3 0 dargestellt wird. Bei dem geschilderten Beispiel folgen," wenn einer der sichtbaren Rahmen der Lernscheibe 12 das Bild einer Tasse aufweist , dem optisch gelesenen ,kodiert en, dem Bild der Taste zugeordneten Datenwert der kodierten^ Darstellung der Buchstaben "Cup" fünf Leerstellen (wenn der Schüler weniger als acht Zeichen eingibt, fügt das Gerät automatisch Leerstellen der von dem Schüler eingegebenen Zeichenkette hinzu, sodaß insgesamt acht Zeichen zu vergleichen sind); das Gerät beginnt die zwölf Datenzonaiauf der Lernscheibe nacheinander zu lesen und vergleicht jede Datenzone für einen identischen Vergleich mit der von dem Schüler eingegebenen Datenkette; wenn ein übereinstimmender Rahmen vorhanden ist, hält das Gerät die Scheibe 12 an, wobei der Rahmen , der das Bild einer Tasse aufweist, vor dem Bildanzeigefenster 30 erscheint.

Wenn die Scheibe 12 kein Bild einer Tasse aufweist und

die Buchstaben "CUP " auf geeignete Weise kodiert

wurden, sondern nur das Bild eines Napfkuchens (Cupcake) und die Buchstaben "CUPCÄKE "vorgesehen sind, wird keine genaue Übereinstimmung festgestellt und nach einer Umdrehung hält die Scheibe an einer zufällig gewählten Stelle an, wobei die "NEIN"-Anzeige 34 aufleuchtet, woraufhin der Schüler die "CLR"-Tadte drücken kann,und wie vorher einen erneuten Versuch starten kann. Alternativ kann er das Bild, das gerade zufälligerweise von dem Gerät ausgewählt wurde, als eine "maschinenbestimmte" Frage behandeln, die der Schüler beantworten muß (weiter unten im einzelnen beschrieben) oder er kann das "schülerbestimmte" Verfahren wiederholen, wobei er diesmal wahlweise die "2"-Taste verwendet, die nun beschrieben wird.

Wenn die "2"-Taste heruntergedrückt wird, vergleicht die Gerätlogikschaltung nur soviele Zeichen der Zeichenkette, die bereits von dem Schüler eingegeben wurden mit dem entsprechenden Teil der auf der Lernscheibe kodierten Daten und gibt dem Schüler die Gelegenheit des Probierens,. indem er das letzte der eingegebenen Zeichen ändert/(ohne daß er zeurst die gesamte Kette löschen muß) wobei er die "JA" und "NEIN"-Anzeigen beobachtet, um festzustellen, daß er das nächste richtige Zeichen gefunden hat. Wenn somit der Schüler gerade den Buchstaben "C'eingegeben hat , und dann die "2"-Taste drückt, hält die Lernscheibe 12 an dem ersten Bild., dessen Bezeichnung mit dem Buchstaben "C" beginnt ( eine Tasse(Cup), ein Stuhl (chair), eine Uhr (clock)). Wenn der Schüler dann die " A"-Taste drückt, und dann wieder die "2"-Taste drückt, dreht sich die Scheibe und hält an der nächsten zufälligen Stelle an , woraufhin das rote "NEIN"-Licht aufleuchtet und anzeigt, daß "A" ein schlechter Versuch für den zweiten Buchstaben darstellte,und daß der Schüler es nochmal versuchen sollte. Wenn er dann den Buchstaben "H" eingibt und erneut die "2"-Taste drückt, vergleicht das Gerät die kodierten Darstelllangen der ersten zwei Buchstäben mit jedem Rahemn, wobei die Folge "CH" entsprechend das Bild eines Stuhles (chair) anhält, und das grüne "Ja"-Licht erneut aufleuchtet.

Da das Bild eines Stuhles sich bereits hinter dem Fenster 3 0 befindet und die damit übereinstimmenden kodierten Daten sich bereits in dem Vergleichsschaltkreis befinden, bleibt das grüne Licht solange an, solange der Schüler das Wort "C-H-A-I-R" richtig buchstabiert. Immer wenn das rote Licht aufleuchtet hat der Schüler die Wahl, erneut die "2"-Taste zu drücken und einen möglicherweise unter-

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schiedlichen Rahmen auf der Scheibe zu suchen, der zu der gleichen Anfangszeichenkette gehört, die er gerade eingegeben hat, oder er kann die Scheibe so lassen,wie sie ist,und versuchen,den nächsten richtigen Buchstaben (oder ein anderes Symbol) einzugeben, das dem gerade dargestellten Bild zugeordnet ist.

Wenn andererseits der Schüler die "CLR"-Taste und dann die "2"-Taste drückt, verwendet er die Maschine und stellt

eine raaschinenbestimmten Frage. Da das Herunterdrücken der "CLR"-Taste wirksam irgendwelche vorherigen manuellen Eingaben gelöscht hat, wird in der "2" Arbeitsweise Nichts mit Nichts . verglichen, die Scheibe an einer zufälligen Stelle angehalten und das grüne Licht leuchtet solange auf, solange der Schüler die richtigen Buchstaben in der richtigen Folge eingibt, die mit dem so ausgewählten und zufällig angezeigten Bild übereinstimmen.

Das Herunterdrücken der "CLR"-Taste und ein darauffolgendes Herunterdrücken der "1"-Taste bewirkt ebenfalls, daß das Gerät ein besonderes Bild zufälligerweise auswählt,- wobei jedoch diesmal das rote Licht solange anbleibt, bis der Schüler alle acht Zeichen der Zeichen-bzw. Datenkette, die dem dann angezeigten Bild zugeordnet sind, eingegeben hat. (Wenn er einen Fehler ganacht hat, kann er seine gesamte Eingabe durch Herunterdrücken der "CLR"-Taste löschen, und dann acht andere Zeichen versuchen.)

Man sieht, daß eine wiederholende Einweisung stattfindet. Das Gerät kann nacheinander zufällige Fragen stellen, die jeweils richtig von dem Schüler beantwortet werden(was durch ein grünes Licht angezeigt wird,nachdem die richtige Antwort von dem Schüler eingegeben wurde) bis '. der Schüler schließlich eine falsche Antwort eingibt.

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Der Schüler kann dann die 5'CLR"-Taste herunterdrücken und einen neuen Versuch starten (diesmal in der "2"-Tasten-Arbeitseise, wobei jedesmal ein Zeichen verglichen wird). Alternativ kann er durch Verwendung der "1" oder "2"-Taste, jedoch ohne vorheriges Herunterdrücken der "CLR"-Taste, feststellen, ob er sich für eine unterschiedliche Frage an eine richtige Antwort erinnert (d. h., wenn er aus früheren Versuchen weiß, daß "L-A-M-P" die richtige Buchstabenfole für eines der richtigen Bilder auf der Scheibe ist, er jedoch fehlerhaft "LAMP" eingegeben hat, wenn "MUSHROOM" dargestellt wurde, kann er eine Drehung der Scheibe bewirken, bis das Bild einer Lampe angezeigt wird, in dem er lediglich die "1"-Taste herunterdrückt).

In Fig. 2 und 3 ist die Lernscheibe 12 dargestellt, die an ihrem Umfang 40 mittels einer Führungsrolle 42 und einer angetriebenen,am Umfang mit Gummi überzogenen Rolle 44,und weiter mittels eines Führungsschlitzes 48 am hinteren Teil des Bodens des Basisteils 12 und mittels der Kanten eines geeignet bemessenen Schlitzes 5 0 an der hinteren Oberseite des Basisteils gelagert ist. Die angetriebene Rolle 44 dreht sich um eine Achse 52 und ist mit einem Zahnkranz 54 versehen, der mit einem entsprechenden Zahnrad 56 auf der Ausgangswelle eines Elektromo-. tors 58 kämmt. Wenn dem Elektromotor 58 somit Energie zugeführt wird, beginnt sich die Scheibe 12 zu drehen, wodurch aufeinanderfolgende Bild?ahmen hinter dem Anzeigefenster 3 0 erscheinen. Die Rolle 44 ist vorzugsweise riemenscheibenförraig ausgebildet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Energie für den Motor, für die auf der gedruckten Schaltung 24 befestigten elektronischen Schaltkreise und

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für ""einen optischen Vierspurleser 60 wird .von-, "einer Trockenbatterie 64 geliefert/ die als eine Standard 9 Volt Transistorbatterie ausgeführt sein kann, wenn der Stromverbrauch der verschiedenen Schaltelemente gering ist, sonst kann die Batterie 64 mehrerein Reihe geschaltete Miniaturblitzlichtzellen umfassen, um die notwendige Spannung für den richtigen Betrieb der elektronischen und elektrischen Teile zu liefern. Obwohl in den Fig. 1 und 2 der optische Vierspurleser so dargestellt ist, daß er dem Abschnitt der Lernscheibe 12 unmittelbar dem Rahmen benachbart gegenüberliegt, der in dem Anzeigefenster 3 0 angezeigt wird, kann der optische Vierspurleser 60 ebenfalls an einer anderen Stelle innerhalb des Gehäuses 10, beispielsweise in der Nähe des Führungsschlitzes 48,angeordnet sein, wobei die einzige erforderliche Änderung die Verschiebung der winkligen Registrierung der um den Umfang 62 angeordneten, einen besonderen Rahmen 28 zugeordneten Daten um den gleichen Winkelbetrag. - _.· ist, der dan des optischen Lesers von der in den Fig. gezeigten Positionen" entspricht (d. h. , 90°, wenn er von der gezeigten Position zu einer Position etwa in der Mitte des Führungsschlitzes 48 verschoben wird). Im rechten Teil der in Fig. 3 dargestellten Lernscheibe 12 sieht man, daß ein Apfel (apple) im Rahmen 28 dargestellt ist, und darüber im Rahmen 66 eine Tasse(cup) und im Rahmen 68 darunter ein Stern (star) dargestellt ist. Dieser Abschnitt der Lernscheibe ist im einzelnen in Fig. 4 gezeigt. Aus Fig. 4 erkennt man deutlich, daß die Lernscheibe nicht nur mehrere Bildrahmen (z. B. den,einen Apfel (apple) darstellenden Bildrahmen 2 8) zur Anzeige einzelner Bilder aufweist, sondern ebenfalls eine digitale Datenzone 7 0 umfaßt, die rings um den äußeren Umfang 62 der Lernscheibe angeordnet ist und ein Muster von dunklen und hellen Zonen, die in vier benachbarten Spuren angeordnet sind, aufweist , sodaß sie mittels vier licht-

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emitierenden Dioden und Fotozellenelementen des optischen Vierspurdatenlesers 60 gelesen werden kann.

Der Vollständigkeit halber sollen die zwölf Bilder der zwölf Rahmen für die besonders in Fig. 1 und 3 gezeigte Lernscheibe in Uhrzeigersinn beschrieben werden, wobei mit dem Rahmen 28, der einen Apfel (apple) darstellt, begonnen werden soll,und zwar mit der richtigen Schreibweise der zugehörigen englischen Worte:

1. Apple (Apfel)

2. Star (Stern)

3. Mushroom (Pilz)

4. Hat (Hut)

5. Lamp (Lampe)

6. Fish (Fisch)

7. Moon (Mond)

8. Clock (Uhr)

9. Table · (Tisch)

10. Elephant (Elefant) 112 Chair (Stuhl) 12. Cup (Tasse)

Es soll darauf hingewiesen werden, daß acht <nif <-i iwtinU-rt cjj<jrinlf_' ß'-tl I oiiüuyen <I(.»r Tdütun el.nur besonderen alphabetischen Tastaturauflage 14 (siehe Fig. 1) das Maximum darstellt, das zum Buchstabieren irgendeines der oben erwähnten englischen Worte entsprechend den zwölf unterschiedlichen, dargestellten Bilder, benötigt wird. Da die Auflage zum Buchstabieren der englischen Sprache geeignet sein soll, muß die Tastatur-Schaltmatrix 22 in der Lage sein,mindestens 26 unterschiedliche Binärkodierungen zu erzeugen, und zwar jeweils eine für jeden Buchstaben

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des englischen Alphabets.

Aus Tabelle 1, in der die dezimalen Zahlen von 0 bis 31 und ihre binären Äquivalente dargestellt sind, sieht man, daß eine fünfstellige Binärkodierung für einen derartigen Zweck geeignet ist, wobei in Tabelle 1 eine besondere Binärkodierung aus 5 Ziffern gezeigt ist, die verwendet werden kann, um die 26 Buchstaben des englischen Alphabets darzustellen.

Entsprechend der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die Datenzone, die einem besonderen Bildrahmen zugeordnete.·. Daten enthält, so ausgelegt, daß sie mindestens 8 digitale Worte (Zeichen), aufnimmt, wobei jedes 5 Bits lang ist, welches insgesamt 40 Bits pro Rahmen ergibt. Eine beispielhafte Anordnung einer derartigen Datenzone, die binäre Daten in optisch lesbarer Form enthält und einem Rahmen zugeordnet ist (siehe Fig. 1 und 3 oben),der das Bild eines Elefanten zeigt, ist in Fig. 5 dargestellt. Unter Bezugnahme auf die Tabellen 1 und 2 sieht man, daß das Wort "elephant" (Elefant) mittels der in Tabelle 1 gezeigten binären Kodierungen ih\folgender Form dargestellt werden kann:

001010110000.101100000.1000000010111010100.

Da 12 Rahmen auf einer Seite der Lernscheibe angeordnet sind, und /war in einem Vollkreis von 360° , stehen entsprechend am Umfang der Scheibe 30° für jedes Bild und die zugehörige Datenzone zur Verfügung. Von diesen 30° werden 6° zur Konnzeichnung einer StopTtiarkierung 100 benötigt, deren Funktion im folgenden beschrieben wird. Die Stopmarkierung 100 liegt auf einer "STOP"-Spur 102, die die innerste Spur der 4 konzentrischen Datenspuren

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Tab. 1: Binärkodierung der dezimalen Zahlen und

00000	0	A
00001	1	B
OOOIÖ	2	C
oooii	3	D
00100	4	E
00101	5	F
00110	6	G
00111	7	H
01000	8 ·	I
01001	9	J
01010	10	K
01011	11	L
01100	12	M
01101	13	N
OHIO	14	O
01111	15	P
10000	16	Q
10001	17	R
10010	18	S
10011	19	T
10100	20	U
10101	21	V
10110	22	W
10111	23	X
11000	24	Y
11001	25	Z
11010	26	*
11011	27	*
11100	28	A
11101	29	A
11110 ·	30	A A
Hill	31

* Im Englischen nicht erforderlich ** Nicht verfügbar

Tab. 2: Beispiel einer Binärkodierung

00101. E

01100 L

00101 E

10000 P

01000 H

00001 A

OHIO N

10100 T

ft *·*

darstellt, die rings um den Umfang 62 der Lernscheibe 12 angeordnet sind. Die anderen optischen Spuren sind die Taktspur 104, die Datenspur 106 und die Daten-2-Spur 108.

Die Taktspur 104 umfaßt 20 radial ausgerichtete, schwarze, rechtwinklige Taktmarkierungen 110 , die im gleichen Abstand um die ersten 24° der Datenzone angeordnet sind und denen ein 6° breiter überwachungsraum folgt. Jede der Taktmarkierungen 110 definiert eine getrennte Datenbitzone auf jedem der Datenkanäle (Daten-1-Kanal 106 und Daten-2-Kanal 108). Die leeren Zwischenräume 112 zwischen den benachbarten Taktmarkierungen haben an und für sich keine besondere Bedeutung,sondern werden nur zur Begrenzung des Anfangs und Endes der tatsächlichen Markierungen verwendet.

Es soll daran erinnert werden, daß der optische Datenleser 6 0 vier lichtemitierende Dioden (LED) umfaßt, denen jeweils eine Fotozelle zugeordnet ist. Mittels Aufleuchten der LED's durch eine geeignete Energiequelle (wie z. B. eine Trockenbatterie) und mittels Verbinden jeder Fototzelle mit einer Konstant - Stromquelle, wird der nicht geerdete Anschluß jeder Fotozelle auf ein erstes Spannungspotential (das eine binäre 1 darstellt) gebracht, wenn das Licht von der zugeordneten LED von einer schwarzen Markierung auf einer entsprecheden Lennscheibendatenspur absorbiert wird, und wird auf ein zweites Spannungspotential (das eine binäre 0 darstellt) gebracht, wenn das Licht von der LED auf die entsprechende Fotozelle von einer weißen Zone der entsprechenden Lernscheibendatenspur reflektiert wird. Da die zwanzig Taktzeichen, die einem besonderen Bildrahmen zugeordnet sind ,nacheinander vor der LED-Fotozelle, die vor der Taktspur 104 angeordnet

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ist, vorbeiläuft, wird eine regelmäßige Folge von binären Einsen und Nullen erzeugt, die als Taktimpulse dienen können, und die von den elektronischen Schaltelementen (siehe Fig. 6) verwendet werden, um die schwarzen und weißen Zonen der Daten 1 und Daten 2-Spuren in entsprechende Datenfolgen zu dekodieren,die jeweils eine Länge von 2 0 Bits aufweist.

Es soll nun insbesondere ein Abschnitt der vier optischen, in Fig. 5 dargestellten Spuren betrachtet werden, wobei mit dem Abschnitt begonnen werden soll, der direkt über der besonderen Taktmarkierung angeordnet ist, die die Bezugsziffer 106 aufweist, wobei man sieht, daß die Daten-1-Spur die 20 binären Ziffern 00101011000010110000 in kodierter binärer Form darstellt, welche (siehe Tabelle 1 und 2 ) die kodierte Darstellung der ersten vier Buchstaben der korrekten englischen Schreibweise des Wortes elephant, nämlich "ELEP" ist. Unmittelbar über der Datenspur 2 sind die binären Ziffern 01000000010111010100 kodiert, welche die kodierte Darstellung der zweiten vier Buchstaben, nämlich " HANT " ist.

In Fig. 6 ist die Zuordnung der Fig. 6A auf der linken Seite und der Fig. 6B auf der rechten Seite dargestellt, wobei die Figuren 6A und 6B die verschiedenen von dem Gerät durchgeführten Operationen mittels elektronischer Schaltkreise, wie z. B. Schieberegistern, Flip-Flops, UND-Gattern, ODER-Gattern, Vergleichsschaltkreisen, Steuerungslogikschaltkreisen und Entprellschaltkreisen durchgeführt werden, und die leicht zusammengebaut werden können, indem man handelsübliche Bauteile verwendet. (Einige oder alle Funktionen , die mittels der dargestellten fest verdrahteten Logikschaltkreise durchgeführt werden,

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können natürlich ebenfalls mittels eines gewöhnlichen Mikroprozessors unter der Steuerung eines gespeicherten Programms durchgeführt werden).

Unter Bezugnahme auf die in Fig. 6Aund 6B gezeigte Darstellung soll daran erinnert werden, daß der optische Datenleser 60 vier LED's und vier zugeordnete Fotozellen umfaßt, die mit einer geeigneten Stromquelle verbunden sind, um ein logisches "1" Digital - Signal zu erzeugen, wenn sich eine schwarze Markierung vor der LED-Fotozellenanordnung vorbeibewegt, und ein logisches "0" digital - Signal zu erzeugen, wenn sich eine reflektierende Fläche vor der LED-Fotozellenanordnung vorbeibewegt. Entsprechend bezeichnet das Bezugszeichen 2 00 in der oberen linken Ecke., von Fig. 6A den optischen Leseschaltkreis, der vor der STOP-Spur 102 am Umfang 62 der Lernscheibe angeordnet ist, und dessen Ausgang das Bezugszeichen 202 aufweist.

Eine "1" wird als Ausgang des Schaltkreises 200 erzeugt, wenn das Rahmen begrenz ungs ζ eichen 100 (oder eine andere ähnliche Kennzeichnungsmarke entsprechend einem anderen der 12 getrennten sichtbaren Rahmen, die auf einer einzigen Seite einer Lernscheibe angeordnet sind),sich direkt vor der dem Stopzeichen zugehörigen LED-Fotozellenanordnung befindet. Sonst ist die Ausgangs leitung 202 des Positionsleseschaltkreises auf "0".

Die Ausgangsleitung 2 02 geht direkt zu einem UND-Gatter 204 (in der Fig. in gewöhnlichen digitalen Logiksymbolen mit einem Punkt, ".", bzeichnet, wobei ein UND-Gatter so arbeitet, daß sein Ausgang "1" ist, dann,und nur dann, wenn alle Eingänge "1'en" sind; ein ODER-Gatter ist üblicherweise mit einem "+" Zeichen gekennzeichnet und arbeitet so,

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daß sein Ausgang eine "O" ist, dann, und nur dann, wenn alle Eingänge "0" sind). Der andere Eingang des UND-Gatters 2 04 ist der Ausgang 2 06 von dem ODER-Gatter 2 08; das ODER-Gatter 2 08 hat seinerseits zwei Eingänge, von denen der erste der "JA"Ausgang 210 vom Vergleicherschaltkreis 212 ist und der zweite Eingang 214 der STOP Ausgang eines Zufallszeitverzögerungsgeneratorschaltkreises 216 ist.Der Ausgang des zuerst erwähnten UND-Gatters 2 04 ist mit dem Rucksetζeingang 218 eines Motor Flip-Flops 220 verbunden, dessen Q-Ausgang 222 den Elektromotor 58 antreibt. Wenn der Rücksetzeingang 218 zu dem Motor Flip-Flop 22 0 auf hohen Pegel geht, geht sein Q-Ausgang 222 auf den niedrigen Pegel und der Stromfluß zu dem Motor 58 wird unterbrochen. Der Rucksetζeingang 218 geht auf hohen Pegel, wenn sowohl (a) der Positionsspurleser 200 sich direkt vor einer schwarzen Kennzeichnungsmarkierung 100 befindet, wodurch die Ausgangsleitung 202 auf hohen Pegel geht, als auch (b) das ODER-Gatter 2 08 ebenfalls eine "1" dem UND-Gatter 2 04 zuführt. Der letztere Zustand wird nur dann auftreten, wenn (a) der Ausgang des Vergleichsschaltkreises 212 "JA" ist, (d.h.,das Ergebnis des mittels des Schaltkreises durchgeführten Vergleichs ist positiv), oder wenn (b) die mittels dos Zufallzeitverzögerungsschaltkreises 216 geschaffene Zeitverzögerungsdauer verstrichen ist (es ist überflüssig an diesem Punkt darauf hinzuweisen, daß das Zeitintervall, des mittels des Zufallzeitverzögerungsschaltkreises 216 erzeugt wird, obwohl zufällig, immer ausreichend lang ist, das der Motor 58 die Lernscheibe 12 mindestens um eine volle Umdrehung drehen kann). Der Verzögerungsschaltkreis 216 hat als seinen zweiten Ausgang einen START-Ausgang 224, der mit dem Setzeingang des Motor Flip-Flops 220 verbunden ist, wobei dieser Setzeingang bewirkt, daß das Flip-Flop den Motor 58 einschaltet, indem eine "1" an dem Q-Ausgang 222 erscheint.

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Der Zufallszeitverzögerungsschaltkreis 216 beginnt seine Arbeitsweise (erzeugt ein Zufallszeitintervall, das mit einem Startimpuls an seinem Startausgang beginnt und mit einem Stop Signal an seinem Stopausgang endet) in Abhängigkeit einer Triggerung mittels des Ausgangs 226 von dem ODER-Gatter 228, dessen Eingänge die "1" und die "2" Tasten sind.

Zusammenfassend heißt das, daß sich, nachdem die "1"Taste oder die "2" Taste heruntergedrückt wurde, der Motor 58

dreht, wodurch wiederum eine Drehung der Lernscheibe 12 bewirkt wird, die nur dann aufhört, wenn der Vergleicherschaltkreis 212 ein positives Vergleichsergebnis ausgibt, oder bis ein Zufallszeitintervall, das einem derartigen Tastenherunterdrücken folgt,abgelaufen ist,und sein Stopausgangsleitung 214 auf ein hohes

Niveau gegangen ist (jeder dieser Zustände bewirkt, daß der zweite Eingang 2 06 zum UND-Gatter 2 04 auf ein hohes Niveau geht) woraufhin die Scheibe anhält, wobei ihre nächste Stellungsmarkierung sich gegenüber dem Spurenleser 200 befindet.

Der Vergleichsschaltkreis 212 hat weiter eine NEIN-Ausgangsleitung 23 0, die , wenn sie auf einem hohen Niveau ist, eine Lampe 232, die dem "NEIN" Anzeiger 34 zugeordnet ist, erleuchtet. Der "JA" Ausgang 210 weist ebenfalls eine zugeordnete "JA" Lampe 23 4 auf, die aiif leuchtet, wenn der "JA" Ausgang auf Einern hohen Niveau ist.

Es sei angenommen, daß ein erster Satz von Eingängen zum Vergleichsschaltkreis 212,ein übertragungsweg (Bus)236 mit 40 Bits parallelen Daten ist,die von einem ersten 2 0 Bit Schieberegister 23 8 und einem zweiten derartigen Register 239 stammen.

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_₃₆_ -^:"-" ""3TO 6 996

Das erste Register 238 ist der Daten "1" Spur 106 und dem LED-Fotozellen optischen Leseschaltkreis 240 zugeordnet, der die Daten seriell in die minderwertigste Bit Stelle (LSB) 242 " . des ersten Schieberegisters eingibt, wobei jede serielle Verschiebung eines Bits der Daten in dem Register in Abhängigkeit eines einzigen Taktimpulses erfolgt, der in der Taktleitung 2 44 von der Taktspur 106 der äußeren Kante der Lernscheibe stammend erscheint, und mittels des Taktlesers 246 erzeugt wird, wodurch, wie oben erwähnt, jedesmal ein "1" Ausgang erzeugt wird, wenn ein Taktzeichen 106 sich vor der LED-Fotozellenanordnung, die vor der Taktspur 104 angeordnet ist, vorbeibewegt.

In gleicher Weise werden die auf der Daten "2" Spur 108 enthaltenen Daten mittels des Daten "2" optischen Lcseschaltkreises 248 in die LSB-Zelle 250 des zweiten seriellen Schieberegisters 239 in Abhängigkeit des gleichen Verfahrens der Taktimpulse, die auf der Taktleitung 244 erscheinen, gelesen. Nachdem somit 2 0 Taktmarkierungen, die den Daten zugeordnet sind, die für einen einzigen sichtbaren Rahmen relevant sind, vor dem Taktspurleser und dem zugeordneten Schaltkreis 246 vorbeibewegt wurden, sind 2 0 entsprechende Bits von Daten von der Taktspur 106 in das erste Schieberegister 238 und 20 Bits von Daten der Daten "2" Spur 108 in das zweite 20 Bits serielle Schieberegister 239 eingelesen, sodaß alle 40 Bits von Daten, die für einen besonderen sichtbaren Rahmen relevant sind, somit über dem Eingabeübertragungsweg 236 dem oben erwähnten Vergleichsschaltkreis 212 zur Verfügung stehen.

Der andere Dateneingang zum Vergleichsschaltkreis 212 verläuft über eine zweite 40 Bits Datenübertragunsleitung 252,

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·= * -3T0 6996

die auf der rechten Seite von Fig. 6A und ebenfalls auf der linken Seite von Fig. 6B zu sehen ist. In Fig. 6B sieht man, daß die in die 40 Bit Übertragungsleitung 252 eintretenden Daten von acht 5-Bit Speicherregistern 254, 256, 258, 260, 262, 264,266,268 mit paralleler Ein- und Ausgabe stammen.

Unter Bezugnahme auf das erste derartige 5 Bit Speicherregister 254 kann man sehen, daß das Register 5 die hocliwortxgon Ausgangsbits zu-(ItT 40 Bit 5-Dat emiborl t agunysleitung 252 liefert, und eine 5 Bit Eingangsübertragungsleitung 272 aufweist, die das erste Register 25 4 mit 5 neuen Datenbits lädt .., immer wenn die entsprechende WRT 1 Leitung (Schreibleitung) 274 aktiviert.

Die Steuerung der ersten 5 Bit Übertragunsleitung 252 und ihrer zugeordneten Schreibleitung 274 unterliegt der Kontrolle des Datensteuerungslogikschaltkreises 276. Die Daten von dem Tastaturkodierschaltkreis 278 werden mittels des Entprellschaltkreises 2 80 bearbeitet, woraufhin sie über die Eingangsdatenübertragungsleitung 282 in einer Breite von 5 parallelen Bits an dem Datensteuerungslogikschaltkreis 274 ankommen.

Wie in Verbindung mit der Beschreibung der Matrixschaltanordnung 22 festgestellt, wäre möglich , eine Tastatur zu schaffen,, die selbstkodierend ist, und wobei das Herunterdrücken einer einzelnen Taste einen geeigneten 5 Bit Ausgang erzeugt , ohne daß ein weiterer Logikschaltkreis erforderlich ist. Üblicherweise wird jedoch eine derartige Matrixtastatur abgetastet und mittels eines getrennten Multiplexkodierschaltkreises üblicher Konstruktion kodiert. In jedem Fall empfängt der Entprellschaltkreis 280 an seinem Eingang 284 ein binäres 5 Bit Wort von der

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•4 " "

Tastaturkodierung 278 (kodiert entsprechend Tabelle 1) immer wenn eine der Tasten, die einem der 26 Buchstaben des Alphabets entspricht, heruntergedrückt wird; und empfängt ein unterschiedliches Signal (welches beispielsweise ¹M 1111 " ' sein kann), immer wenn keine der Tasten der Tastatur heruntergedrückt wird. Nachdem der Entprellschaltkreis 280 die Betätigung einer der Tasten der Tastatur nach einer geeigneten Ruheperiode festgestellt hat und die der Taste entsprechende Kodierung für eine vorbestimmte Zeitlänge unverändert geblieben ist, wird ein einziger Ladeimpuls in die Ladeleitung 286 abgegeben, woraufhin der Datensteuerungslogikschaltkreis 27 6 die an dem Dateneingang 286 erscheinenden eitprellten Daten über den 5 Bit Ausgangskanal 272 in das nächste verfügbare 5 Bit Datenregister (im beschriebenen Beispiel dem ersten 5 Bit Register 254) überführt; der Ladeimpuls (geeignet verzögert) auf der Ladeleitung 2 86 wird der ersten Ausgangsschreibleitung 27 4 zugeführt und die kodierten, der gerade heruntergedrückten Taste entsprechenden Daten werden dann entsprechend in das erste Register 25 4 geladen .

Es soll darauf hingewiesen werden, daß der Datensteuerungslogikschaltkreis 276 ebenfalls mit einem Steuerausgang versehen ist, der mit "NEXT" bezeichnet ist, mit dem der Ausgang des ODER-Gatters 288 verbunden ist, wie in der Nähe des rechtem: Randes von Fig. 6A zu sehen ist. Einer der Eingänge zu dem ODER-Gatter ist der Q-Ausgang 290 des Betriebsweise-Flip-Flops292, dessen Setzeingang 294 direkt mit der'"1" Taste verbunden ist. Wenn somit kürzlich die "1" Taste gedrückt wurde, geht der Ausgang des Betriebsweise-Flip-Flops 292 auf hohen Pegel, was wiederum bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Gatters 288 auf einen hohen Pegel geht, und eine "1" dem "NEXT"-Eingang des Datensteuerungslogikschaltkreises 276 zugeführt wird. Dies bewirkt, daß der Datensteuerungs-

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schaltkreis, jedesmal wenn ein anderer Ladeimpuls auf der . Ladesteuerungsleitung 286 empfangen wird, die an der Datenexngangsubertragunsleitung 282 erscheinenden Daten zum nächst verfügbaren 5 Bit Register steuert, welches das erste Register 254 sein sollte, wenn keine andere Datentaste heruntergedrückt wurde, seit die "CLR" Taste zuletzt verwendet wurde, und entsprechend das CLR Signal ebenfalls dem Datensteuerungslogikschaltkreis 276 über den Rücksetzeingang 296 zugeführt wurde. Wenn somit 8 Tasten der Tastatur nacheinanderfolgend nach der Betätigung der "1" Taste und der "CLR" Taste heruntergedrückt wurden, erscheinen die kodierten Darstellungen ner 8 Tasten entsprechend im B-1-Register 254, B-2-Register 256 u.'S.w. in aufeinanderfolgender Reihenfolge. Wenn sie mit den 40 Bits, die im ersten Schieberegister mit serieller Eingabe 238 und dem zweiten Schieberegister mit serieller Eingabe 239 enthalten sind,übereinstimmen und am Eingang des Vergleichsschaltkreises 212 erscheinen, erscheint ein "JA" Signal am "JA" Ausgang 210 und die Lampe 234 des "JA" Anzeigers 32 leuchtet auf.

Für den Fall, daß ein Schüler ein Wort eingegeben hat, das keine 8 Buchstaben aufweist, beispielsweise nur die Buchstaben "CUP", werden die kodierten Darstellungen der Buchstaben C, U, P durch Herunterdrücken der "1" Taste, die ebenfalls eine direkte Eingabe für den Datensteuerlogikschaltkreis 276 über die mit "blank" (Leerstellen) bezeichnete Eingabe darstellt, in dem B-1- Register, dem B-2-Register bzw. B-3-Register gespeichert, während die Register B-4 bis 8 leerbleiben und die "JA" Anzeige 32 leuchtet auf, obwohl mindestens im Fall der dargestellten Ausführung der Schüler die Drehung der Lernscheibe für eine zufällige Anzahl von Umdrehungen wahrnimmt, bevor sie wiederum anhält und eine Tasse im Anzeigefenster

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30 zeigt.

Wenn die "2" Taste die letzte der zwei Arbeitsweisentasten ist, die heruntergedrückt wurde, stellt man fest, daß die "2" Taste den Rucksetzanschluß 300 des Arbeitsweisen Flip-Elops 292 betätigt, wodurch sein Q-Ausgang 290 außer Betrieb gesetzt wird. Entsprechend geht der Ausgang des ODER-Gatters 288, der das Signal ist, das am "NEXT TERMINAL" 287 für den Datensteuerlogikschaltkreis 27 6 erscheint, auf ein hohes Niveau und zwar nur dann, wenn die "JA" Ausgangs leitung 210 der Vergleichslogik 212 positiv ist. Somit steuert der Datensteuerlogikschaltkreis 276 nachdem die "2" Taste heruntergedrückt wurde, die kodierten, an seinem Tastaturdateneingangstor erscheinenden Zeichen zu dem nächsten verfügbaren 5 Bit Register,nur wenn die Vergleichslogik 212 anzeigt, daß das unmittelbar vorhergehende Zeichen richtig war. Sonst fährt der Datensteuerung slogikschaltkreis fort, jedes neue von der Tastatur eingegebene Zeichen in das gleiche 5 Bit Register zu speichern, bis der (Zwischenergebnis) Ausgang 210 des Vergleichsschaltkreises 212 auf ein hohes Niveau geht, wodurch erreicht wird, daß nur solche (wenn die "2" Taste heruntergedrückt wurde) in dem ^ersten und zweiten Schieberegister 238 und 239 gespeicherte Zeichen verglichen werden, die den bereits von dem Schüler eingegebenen Zeichen entsprechen, und von denen bereits bekannt, ist, daß sie richtig sind, allerdings mit der möglichen Ausnahme des letzten Zeichens in der Zeichenkette.Der Vergleichsschaltkreis 212 ist ebenfalls mit dem Q-Ausgang 290 des Arbeitsweise Flip-Flops 292 verbunden, welches ein hohes Niveau aufweist, wenn , wie bereits erwähnt, die "1" Taste die letzte der zwei Arbeitsweisentasten gewesen ist, die heruntergedrückt wurde. Wenn das Signal

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der Betriebsweise-Leitung hoch ist, vergleicht der Vergleichsschaltkreis 212 die kodierten Darstellungen aller 8 eingegebenen Zeichen mit allen 8 kodierten Zeichen des Tastaturkodieres 278. Wenn andererseits die "2" Taste die letzte der Arbeitsweisen-Tasten ist, die heruntergedrückt wurde, vergleicht der Vergleichsschaltkreis 212 nur die ersten Zeichenstellen, wenn nur ein Impuls am "ADVANCE" (Fortschreiten) Eingang 304 vorhanden ist; zwei aufeinander folgende am Vergleichsschaltkreiseingang 3 04 nach dem Herunterdrücken der"CLR" Taste erscheinende Impulse bewirken nur, daß die ersten zwei Zeichenstellungen verglichen werden u. s. w.. Eine derartige schrittweise Arbeitsweise kann beispielsweise mittels einer 8 Bit Schieberegistermaske erreicht werden, bei der jedes nich verschobenen "1" Bit in der Maske einen besonderen (zwischen) Vergleich an einer einzigen Zeichenstellung zu einem"JA" führt, bis ein entsprechender von Hand eingegebener Datenwert bereits mittels der Datensteuerungslogik 276 in dem geeigneten 5-Bit-Speicherregister 254, 256, u.s.w. gespeichert wurde, und die Maske mittels einer Bit verschoben wurde.

Es soll daran erinnert werden, daß, obwohl in der "2"-Betriebsweise der Datensteuerungslogikschaltkreis 276 nur das jeweils nächste der derartigen 5-Bit-Register nacheinander beaufschlagt, wenn eine Übereinstimmung in der gerade vorliegenden Zeichenstellung gefunden wurde. Das Fortschreitsignal am Eingang 3 04 wird mittels des UND-Gatters 306 erzeugt, dessen einer Eingang mit den "NEXT TERMINAL" 287 des Datensteuerungslogikschaltkreises 27 6 und dessen anderer Eingang mit dem "LOAD CONTROL" (Beaufschlagungssteuerung) Eingang 286 des Datensteuerungslogikschaltkreises verbunden ist. Somit zählt der Vergleichs-

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-AO-

schaltkreis 212 wirksam die Zahl der einzelnen Zeichenregister 25 4, 256 u.s.w. , die bereits mittels der Tastaturdaten in der "2"-Betriebsweise beaufschlagt wurden, und stellt somit sicher, daß nur die entsprechenden Zeichen in den Schieberegistern mit serieller Eingabe damit verglichen werden. Jedesmal , wenn die "CLR" Taste heruntergedrückt wurde, wird ein"CLR"Signal in den Vergleichsschaltkreis 212 über das "CLEAR" (Lösch) Terminal 3 08 eingegeben und die Zwischen-Vergleichs-8-Bit Maske auf "111111111" zurückgestellt.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die ebenfalls mit einem Basisteil 11A, einem Bildanzeigefenster 3OA, einer"JA" Anzeige 32A, einer "NEIN" Anzeige 34A und einem Tastaturauflagerahmen 18A, in dem eine besondere Tastaturauflage 14A gezeigt ist, versehen ist. Weiter ist das Basisteil 11A mit einem Ein/Aus.- Schalter 26A versehen und ein optisches Leseelement 6OA ist zu dem Anzeigefenster 3OA benachbart angeordnet.

Soweit entspricht die in Fig. 7 gezeigt Ausführungsform im allgemeinen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Jedoch sind die "1" Taste 400, die "2" Taste 402 und die "CLR" Taste 404 kein integraler Teil der Tastaturmatrix, sondern bestehen aus getrennten Kontaktdruckschaltern, die oberhalb der Tastatur in der Nähe der "JA" Anzeige 32A und der "NEIN" Anzeige 34A angeordnet sind.

Weiter weist die Tastaturauflage 14A keine 26 Buchstaben des englischen- Alphabets und ein Symbol für eine "Leerstelle" auf, sondern ist mit folgenden Tastaturbezeichnungen versehen, die von links nach rechts in der oberen Reihe beginnend folgendes bedeuten: "black" (schwarz), "yellow"

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(gelb), "red", (rot) ,"blue" (blau)^r, ein grünes Quadrat, ein oranges Quadrat, ein rosa Quadrat, ein graues Quadrat, "hits" (schlägt), "loves" (liebt); ein Mond, ein Ball, ein Mädchen,, eine Katze, ein Haus, ein Drachen, ein Hund, ein Junge, "barks" (bellt), "jumps" (springt); "over" (über), "at" (an,bei) , "and" (und), "the" (der, die^das), "one" (Bins), "two" (Zwei), "three" (Drei), "four" (Vier), "five" (Fünf), "six" (Sechs).

Mit dieser besonderen Tastaturauflage ist es für ein Kind (oder für einen anderen Schüler) der vor der Tastatur sitzt, möglich, kurze Wortfolgen oder Sätze wie folgt zu bilden: "the dog barks" (der Hund bellt); "the boy hits the ball" (der Junge schlägt den Ball); "the dog jumps over the moon" (der Hund springt über den Mond); "the red balls" (die drei roten Bälle) ; "the four blue kites" (die vier blauen Drachen); "the yellow moon" (der gelbe Mond); "the boy and the girl" ( der Junge und das Mädchen); "the boy and the two girls" (der Junge und die zwei Mädchen); "the orange and purple ball" (der orange und der rosa Ball).

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Tastatur 30 Tasten umfaßt, sodaß die oben beschriebene 5-Bit Digitalkodierung ausreichend ist, um irgendeine der besonderen Tastenzonen darzustellen, und daß weiter jeder der obigen Wortfolgen oder Sätze erfordert, daß die Tasten acht mal oder weniger heruntergedrückt werden. Entsprechend können die optischen Datenspuren und Taktspuren Anordnungen von Fig. 5 ohne wesentliche Änderung verwendet werden , mit der Ausnahme der individuellen Markierungen, die, statt längs des Radius einer Scheibe nunmehr senkrecht zur Kante einer rechteckigen . Karte 412 ausgerichtet sind. In Fig. 7 sieht man derartig abgeänderte optisch lesbare,

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einem Bildrahmen zugeordnete kodierte Daten 406, die "the yellow and red ball" (der gelbrote Ball) 408 darstellen, und zwar etwas oberhalb und links der Datenzone 406.

Ähnlich betreffen die kodierten Daten 410 den Satz "the dog and the cat" (der Hund und die Katze) , wobei der zugeordnete Bildrahmen mit dem Bezugszeichen 412 versehen ist. Auf einer rechteckigen Karte 412 ist ebenfalls ein Teil eines Bildrahmens zu sehen, der "one red kite" (ein roter Drachen) 414 darstellt und ein Bildrahmen 416 ist in dem Anzeigefenster 3OA sichtbar, der den Satz "the dog barks at the cat" (der Hund bellt die Katze an) darstellt.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die vertikale Kante 412, die von der vertikalen, den kodierten Datenzonen 406, 410 u.s.w. , benachbarten Kante , entfernt angeordnet ist, mit mehreren Kerben 418 versehen ist. Da die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform keinen Elektromotor und den dazugehörigen Antrieb und Stellschaltkreis wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1 aufweist, besteht keine Notwendigkeit für eine optisch lesbare "Stop" Spur auf der Karte412. Statt dessen sind mehrere Kerben 418 vorgesehen, die mit einer Feder 42 0 in Eingriff kommen, wenn ein besonderer Bildrahmen richtig hinter dem Fenster 3OA ausgerichtet ist und ein optischer Leser 6OA ist in einer der überwachungszonen 422 an irgendeinem Ende der kodierten Datenzone angeordnet.

Obwohl die in Fig. 7 gezeigte Lernkarte 412 als eine einzige Karte mit mindestens vier getrennten · sichtbaren Bildrahmen und vier getrennten " zugeordneten kodierten Datenzonen dargestellt ist , ist es klar, daß das dargestellte Gerät

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ebenfalls mit kleineren Karten arbeiten kann, wie z. B. der in Fig. .-7A gezeigten Karte 424, die nur einen einzigen Bildrahmen 426 aufweist (das dargestellte Bild entspricht dem Satz "the boy and the girl" {der Junge und das Mädchen)). Die dargestellte Karte weist ebenfalls eine optisch lesbare Datenzone 428 und eine einzige Stollkerbe 43 0 auf.

Da die in Fig. 7 und 7A gezeigte Ausführungsform das gleiche optische Datenleseschcina wie die ..- in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform verwendet, kann der gleiche elektronische Schaltkreis, der oben in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wurde, verwendet werden. Die einzige Änderung besteht darin", daß der Positionsleseschaltkreis 200, der Motor 48, das Motor Flip.Flop 220, der Zufallszeitverzögerungsschaltkreis 216 und die zugeordneten Gatter 204, 208 und 228 fortfallen.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß, obwohl die Fig. 1 und 7 dargestellten Ausführungsformen optisch lesbare, kodierte, jedem der unterschiedlichen Bildrahmen zugeordnete Daten verwenden, ohne weiteres andere maschinenlesbare Datenkodierschemata verwendet werden können, die dem dargestellten optischen lesbaren Datenschema funktionsmäßig äquivalent sind.

Von derartigen äquivalenten Da11»nschciiwta sollen die folgenden erwähnt werden: 1) ein Streifen eines Magnet-Oxids ,wie er beispielsweise auf der Rückseite von vielen Kreditkarten aus Kunststoff verwendet wird; 2) gedruckte Balkenkodierungen, die mittels eines Lichtstiftes gelesen werden, wie sie beispielsweise von Supermarktproduktko-

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diersystemen verwendet "werden; 3) magnetisch lesbare gedruckte Zeichen, wie sie von Banken zur Aufzeichnung von Daten auf Schecks verwendet werden; 4) gestanzte Matrixlöcher und Leerstellen, wie sie auf Preisschildern von Waren zur Aufzeichnung der Warenbestandsinformation verwendet werden ; 5) an Kanten gestanzte Karten, wie sie beispielsweise von Büchereien zur Aufzeichnung der ausgeliehenen Bücher verwendet werden.

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Beispiele, wie das oben beschriebene Gerät zur Durchführung eines neuen und nützlichen Lernverfahrens verwendet werden kann, werden im folgenden aufgeführt:

Verfahren Nummer 1 (Buchstabieren, Kleinkind)

Schritt 1: man gibt dem Kind einen Satz sichtbarer Bilder, die ein bestimmtes zu lernendes Vokabular darstellen;

Schritt 2: man wählt zufällig ein besonderes Wort aus diesem Vokabular aus;

Schritt 3: man richtet die Aufmerksamkeit des Kindes

auf das dem ausgewählten Wort entsprechende Bild;

Schritt 4: man speichert eine Folge digitaler, den einzelnen Buchstaben entsprechender Darstellungen, die die korrekte Buchstabenfolge des Wortes darstellen, in einer elektronischen Speichereinrichtung;

Schritt 5: man gibt dem Kind eine manuell bedienbare elektronische Tastatur, die mehrere Tasten aufweist, von denen jede Taste einen unterschiedlichen Buchstaben des Alphabets aufweist und eine unterschiedliche digitale Darstellung erzeugt;

Schritt 6: man veranlaßt das Kind den ersten Buchstaben des ausgewählten Wortes zu wählen, indem es die besondere Taste der Tastatur, die dem ersten Buchstaben entspricht, herunterdrückt ;

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Schritt 7: man vergleicht die digitale Darstellung des von dem Kind in Schritt 6 gewählten Buchstaben mit der digitalen Darstellung des ersten Buchstabens der richtigen in Schritt 4 gespeicherten Buchstabenfolge;

Schritt 8: wenn das Vergleichsergebnis von Schritt positiv ist, gestattet man dem Kind die nächste Buchstabenwahl des ausgewählten Wortes;

Schritt 9: wenn das Vergleichsergebnis von Schritt negativ ist, wird dem Kind angezeigt, daß der vorherige Versuch falsch war und man gibt ihm eine nächste Möglichkeit, den richtigen Buchstaben zu wählen;

Schritt 10:Schritt 7,8, 9 werden wiederholt, bis das ausgewählte Wort von dem Kind richtig buchstabiert worden ist, indem alle richtigen Buchstaben in ihrer richtigen Folge gewählt wurden;

Schritt 11:die Schritte 2 bis 10 werden so oft wiederholt, solange-es die Aufmerksamkeit des Kindes zuläßt.

Verfahren Nummer 2 (Buchstabieren, älteres Kind)

Schritt 1r man gibt dem Kind einen Satz sichtbarer

Bilder, die ein bestimmtes zu lernendes Vokabular darstellen;

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Schritt 2: man wählt zufällig ein bestimmtes Wort aus dem vorbestimmten Vokabular aus;

Schritt 3: man richtet die Aufmerksamkeit des Kindes

auf das dem ausgewählten Wort entsprechende Bild;

Schritt 4: man speichert eine Folge digitaler Darstellungen der einzelnen Buchstaben die die korrekte Schreibweise des Wortes umfassen, in einer elektronischen Speichereinrichtung;

Schritt 5: man gibt dem Kind eine manuell bedienbare

elektronische Tastatur mit mehreren Tasten, von denen jede Taste einen unterschiedlichen Buchstaben des Alphabets darstellt und eine unterschiedliche digitale Darstellung erzeugt;

Schritt 6: man läßt das Kind den ersten Buchstaben des ausgewählten Wortes mittels Herunterdrücken der entsprechenden Taste auf der Tastatur, die dem ersten Buchstaben entspricht, wählen;

Schritt 7: man vergleicht die digitale .Darstellung des von dem Kind in Schritt 6 gewählten Buchstabens mit der digitalen Darstellung des ersten Buchstabens der richtigen in Schritt . 4 gespeicherten Schreibweise;

Schritt 8: wenn das Vergleichsergebnis in Schritt 7 positiv ist, erlaubt man dem Kind den nächsten

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Buchstaben des ausgewählten Wortes zu wählen;

Schritt 9: wenn das Vergleichsergebnis in Schritt 7

negativ ist, wird dem Kind mitgeteilt, daß der vorangegangene Versuch falsch war und es kann einen neuen Versuch starten den richtigen Buchstaben zu wählen;

Schritt 10:man wiederholt die Schritte 7,8,9 bis das gewählte Wort richtig von dem Kind buchstabiert wurde,indem alle richtigen Buchstaben in ihrer richtigen Reihenfolge gewählt wurden;

Schritt 11:man wiederholt die Schritte 2 bis 10, bis das Kind in der Lage ist, alle Worte des Vokabulars richtig zu buchstabieren.

Verfahren Nummer 3 (Mathematische Beziehung)

Schritt 1: man gibt dem Kind einen Satz sichtbarer Bilder, die ein bestimmtes zu lernenden Repertoir arithmetischer Beziehungen darstellen;

Schritt 2: man wählt zufällig eine besondere Beziehung aus dem bestimmten Repertoir aus;

Schritt 3: man richtet die Aufmerksamkeit des Kindes

'auf das der ausgewählten Beziehung entsprechende Bild;

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Schritt 4: man speichert eine Folge digitaler Darstellungen einzelner Symbole und Zahlen, die die ausgewählte Beziehung bestimmen ,sowie die zugeordnete Antwort in einer elektronischen Speichereinrichtung;

Schritt 5: man gibt dem Kind eine manuell bedienbare elektronische Tastatur mit mehreren Tasten, von denen die unterschiedlichen Tasten den arithmetischen Zeichen,die unterschiedliche Symbole und Ziffern umfassen, entsprechen, wobei jede Taste eine unterschiedliche digitale Darstellung entsprechend einem unterschiedlichem Zeichen erzeugt;

Schritt 6: man läßt das Kind den ersten Buchstaben des Zeichens wählen, das die ausgewählte Beziehung darstellt, indem die besondere Taste der Tastatur heruntergedrückt wird, die dem ersten Zeichen entspricht;

Schritt 7: man vergleicht die digitale Darstellung des von dem Kind in Schritt 6 gewählten Zeichens mit der digitalen Darstellung des ersten Zeichens der ausgewählten, in Schritt 4 gespeicherten, Beziehung;

Schritt 8: wenn das Vergleichsergebnis in Schritt 7 po sitiv ist, gestattet man dem Kind einen wiat Wählversuch für das nächste Zeichen der Beziehung;

Schritt 9: wenn das Vergleichsergebnis von Schritt 7 negativ ist, wird dem Kind angezeigt, daß

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der vorherige Versuch falsch war und man gibt ihm einen neuen Versuch, das richtige Zeichen zu wählen;

Schritt 10:man wiederholt die Schritte 7,8,9 bis die ausgewählte Beziehung von dem Kind korrekt wiedergegeben wurde, indem alle Zeichen in ihrer richtigen Reihenfolge gewählt wurden;

Schritt 11:man läßt das Kind die erste Ziffer der richtigen Antwort wählen, indem die besondere Taste der Tastatur heruntergedrückt wird, die der ersten Ziffer entspricht;

Schritt 12:man vergleicht die digitale Darstellung der von dem Kind in Schritt 6 gewählten Ziffer mit der digitalen Darstellung der ersten Ziffer der in Schritt 4 gespeicherten richtigen Antwort;

Schritt 13:wenn der Vergleichsversuch in Schritt 12 positiv ist, gestattet man dem Kind, die nächste Ziffer der richtigen Antwort der ausgewählten Beziehung zu wählen;

Schritt 14:wenn der Vergleichsversuch in Schritt 7 negativ ist, wird dem Kind angezeigt, daß der vorherige Versuch falsch war und man gestattet ihm, erneut zu versuchen, die richtige Ziffer ■ zu wählen; und

Schritt 15:man wiederholt die Schritte 12,13 und 14, bis die richtige Antwort der ausgewählten Beziehung von dem Kind richtig eingegeben wurde,

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indem alle der richtigen Zeichen in ihrer richtigen Reihenfolge gewählt wurden.

Leerseite

Claims (11)

1. 5-23-40

   Adolph E. Goldfarb, 4614 Monarca Drive, Tarzana Californien / U.S.A.

   Elektronisches Spiel- und Lerngerät

   PATENTANSPRÜCHE

   Elektronisches Spiel- und Lerngerät gekennz eichnet durch

   - ein Gehäuse (10);

   - eine Tastatur (14,14A) mit mehreren von Hand bedienbaren, in einer allgemein ebenen Reihe auf einer oberen Fläche des Gehäuses (10)! angeordneten Tasten, wobei die Tastatur (14,14A) eine Einrichtung zur Anzeige der Bedeutung jeder Taste aufweist;

   - mehrere Lehrmodule, von denen jeder eine von einem Rahmen (28) umgebene Fläche mit einem zweidimensionalen,

   310699S

   visuell wahrnehmbaren Bild und eine zugeordnete Daten-zone (70) mit dem Bild zugeordneten Daten in maschinenlesbarer digitaler Form aufweist;

   eine Einrichtung zur Festlegung einer von einem Rahmen (28) umgebenen Fläche in einer allgemein relativ zu der Tastatur (14,14A) festgelegten Stellung, um das zugeordnete Bild einer vor der Tastatur befindlichen Bedienungsperson darzustellen;

   eine Ubersetzungseinrichtung für eine von Hand in Form einer Folge von Tastenanschlägen eingegebenen Datenfolge in einem ersten digitalen Ausdruck, wobei jeder Anschlag der alleinigen Betätigung einer einzigen Taste der Tastatur (14,14A) entspricht und eine Speichereinrichtung für den ersten digitalen Ausdruck in Form eines ersten elektronischen digitalen Speicherregisters (238), wobei jede unterschiedliche Kombination der Tastenanschläge einen unterschiedlichen digitalen Ausdruck zum Ergebnis hat;

   eine Leseeinrichtung für die in der Datenzone befindlichen, der von einem Rahmen (28) umgebenen Bildfläche zugeordneten Daten, eine Einrichtung zur Übersetzung der Daten in einen zweiten digitalen Ausdruck und eine Einrichtung zum Speichern des zweiten digitalen Ausdrucks in einem zweiten elektronischen digitalen Speicherregister (239); eine Einrichtung zum Vergleichen des ersten in dem ersten elektronischen digitalen Speicherregister (238) gespeicherten digitalen Ausdrucks mit dem zweiten, in dem zweiten elektronischen digitalen Speicherregister (239) gespeicherten digitalen Ausdruck; und durch eine Einrichtung (32,34) zur Information der Bedienungsperson, ob das Ergebnis eines derartigen Vergleichs positiv oder negativ ist.

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2. 2. - Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen besonderen ersten, von der Tastatur (14,14A) eingegebenen digitalen Ausdruck mit einer Folge einer derartigen Lernmoduldatenflache vergleicht, bis ein positiver Vergleich erhalten wird.
3. 3. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät den Vergleich stufenweise durchführt, wobei entsprechende Inkremente der ersten und zweiten digitalen Ausdrücke verglichen werden, wenn jedes folgende Inkrement des zweiten digitalen Ausdrucks von Hand mittels der Tastatur eingegeben wird, und daß das Gerät der Bedienungsperson das Ergebnis eines jeden derartigen aufeinanderfolgenden Vergleichs anzeigt.
4. 4. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet, durch eine Blockiereinrichtung, die auf ein Signal, das ein besonderer derartiger aufeinanderfolgender Vergleich negativ war, anspricht, wobei aufeinanderfolgende Versuche bei manuellem Eingeben eines richtigen besonderen Inkrements des zweiten digitalen Ausdrucks mit dem gleichen entsprechenden Inkrement des digitalen Ausdrucks verglichen wird,bis ein positiver Vergleich erhalten wird.
5. 5. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen Vergleich durchführt, nachdem der zweite digitale Ausdruck in seiner Gesamtheit manuell mittels der Tastatur eingegeben wurde, und daß der Bedienungsperson das Ergebnis eines derartigen Vergleichs nur nach der Eingabe aller zweiten digitalen Ausdrücke angezeigt wird.
6. 6. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Vielzahl von Lernmodulen in einer einheitlichen Lernkarte angeordnet sind, und daß das Gehäuse (10) eine Bewegungseinrichtung zur Bewegung der Lernkarte von einer ersten Stellung, in der ein erster auf der Lernkarte angeordneter Rahmen die ausgewählte Rahmenflache darstellt, die in einer festgelegten Stillung in bezug auf die Tastatur (14,14A) gehalten wird, zu einer zweiten Stellung, in der eine zweite Rahmenfläche, die ausgewählte so gehaltene Rahmenfläche ist, aufweist.
7. 7. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) weiter ein Fenster umfaßt, durch das die ausgewählte Rahmenfläche betrachtet werden kann.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lernkarte die Form einer Scheibe aufweist, und daß die zugeordneten Datenzonen um den Umfang der Scheibe angeordnet sind.
9. 9. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Lesen der Daten ein optischer Leser (60) ist, der in einer relativ zum Gehäuse festgelegten Stellung in der Nähe des Scheibenumfangs angeordnet ist, wobei durch die Drehung der Scheibe mittels der Bewegungseinrichtung (5 8) die Daten in den Datenzonen längs des optischen Datenlesers bewegt und dabei gelesen werden.
10. 10. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastatur (14,14A) mindestens. 26 Tasten aufweist, von denen jede

    einen unterschiedlichen Buchstaben des Alphabets darstellt / und wobei die Folge der von Hand eingegebenen Daten einen Versuch darstellt, irgendein Wort der englischen Sprache, das eine geringere oder gleiche Länge, wie eine vorbestimmte maximale Länge aufweist, einschließlich der Worte, in denen der gleiche Buchstabe mehr als einmal verwendet wird, zu buchstabieren.
11. 11. Elektronisches Spiel- und Lerngerät nach

    Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Bild zugeordneten Daten in einer Folge angeordnet sind und das Gerät weiter eine Einrichtung zum Vorbeiführen der Datenzonen längs der Leseeinrichtung aufweist, sodaß die Datenfolge von der Leseeinrichtung gelesen wird, wenn das zugeordnete Bild mit der Datenfolge zu einer Stelle bewegt wird, an der es von der Bedienungsperson betrachtet werden kann.