FI75683B - Apparat foer undervisning och noeje. - Google Patents

Description

75683

Opetus- tai huvilaite Tämä keksintö liittyy opetus- tai huvilaitteeseen, vaikkakaan keksintöä ei rajoiteta noille sovellutusalueil-5 le.

Tunnetaan tietokilpailulaite, jossa sarja kysymyksiä ja vastauksia on painettu korttiin, jossa on reikiä. Kortti asetetaan levylle, jossa on sähköä johtava kuvio (esimerkiksi painopiirilevylle) ja käyttäjällä on jonkinlainen lai-10 te, jonka avulla voidaan, esimerkiksi syttyvän valon avulla, määritellä, mikä vastaus sopii kysymykseen. Sellainen laite, joka epäilemättä miellyttää lapsia, on käytössä suhteellisen joustamaton, ottaen erityisesti huomioon kiinteän geometrisen suhteen (jonka määrittelee yksi sähköä johtava ku-15 vio) kysymyksen ja oikean vastauksen välillä.

Olemme todenneet, että käyttämällä tiettyä painotekniikkaa ja oikea/väärä-vastauksenilmaisinta, voidaan saada aikaan paljon joustavampia järjestelmiä.

Keksinnön mukainen laite käsittää alustan, jolla on 20 painettuja tietoja, jotka sisältävät useita painettuja vas-tausalueita, joista ainakin yksi vastaa oikeaa vastausta ja muut vääriä vastauksia. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että alustalla olevat painetut tiedot sisältävät kysymyksiä, jolloin vastausalueet on sovitettu rinnak-25 käin kysymysten kanssa ja jotka alueet eivät visuaalisesti eroa toisistaan infrapunaheijastukseen/absorptioon liittyvien ominaisuuksien suhteen, mutta jotka eroavat näiltä ominaisuuksiltaan siten, että oikeiden ja väärien vastauksien alueet voidaan erotella toisistaan käyttämällä infrapuna-30 erottelulaitetta.

Tyypillisessä suoritusmuodossa on alusta paperiarkki, joka mahdollisesti muodostaa osan kirjasta tai esitteestä ja painetut tiedot ovat kuvien ja kirjoitettujen sanojen muodossa. Voidaan kuitenkin käyttää myös muita alus-35 toja, kuten korttia tai muovia. Alusta on tavallisesti 2 75683 tasainen, mutta tämä ei ole välttämätöntä, vaan lämpömuo-ville voidaan painaa kartta tai maisema, jonka jälkeen se lämpömuovataan maaperäkorkokuvaksi.

Painatus voi käsittää sarjan kysymyksiä yleistieto-5 jen testaamiseksi, niin että kunkin sellaisen kysymyksen rinnalla on joukko vastauksia, joista toiset ovat vääriä ja toiset oikeita. Vastausten painatus vaihtelee ja ilmaisin voi erottaa oikeat vastaukset vääristä. Kukin vastaus on efektiivisesti koodattu ei-näkyvästi havaittavaan muotoon 10 osoittamaan, onko se oikea tai väärä, niin että kun ilmaisin esitetään kysymykselle, antaa se aistein havaittavan merkin siitä, onko vastaus oikea tai ei. Aistein havaittava merkki voi esimerkiksi olla valo, selvästi erotettava ääni tai summeri tai toinen kahdesta toisistaan poikkeavasta äänestä, 15 esimerkiksi kumea ääni väärästä vastauksesta ja kirkas ääni oikeasta vastauksesta.

Tämän keksinnön merkittävä etu on, että alustan painatus on yleisesti erittäin halpaa ja maksaa erittäin vähän nähdä vaiva painaa tiedot, jotka sopivat käytettävään il-20 maisimeen. Sopivien ilmaisimien kanssa voidaan käyttää eri-koispainovärejä, kuten magneettisia tai metallipitoisia painovärejä, käyttäen esimerkiksi kapasitanssin tai magneettisen vastuksen muutosta tutkauspäässä, jota siirretään paperilla. On kuitenkin erityisen tarkoituksenmukainen ja 25 halpa keino estää visuaalinen erottaminen, samalla kun ilmaiseminen on helppoa, painaa alustapaperi nelivärikivipai-nomenetelmällä ja käyttää mustan painovärin määrää muuttujana, johon ilmaisimen toiminta perustuu. Silmä ei pysty tekemään eroa painatusten välillä, joissa mustuus syntyy 30 painamalla samanaikaisesti keltaista, sinivihreää ja sinipunaista tai joissa osa mustuudesta saadaan aikaan käyttämällä mustaa painoväriä. Koska tavanomaiset keltaiset, si-nivihreät ja sinipunaiset painovärit päästävät infrapunan läpi ja noki kivipainoväreissä absorboi infrapunaa erittäin 35 voimakkaasti, on mahdollista erotella painatukset infrapunaa 3 75683 heijastavalla paperilla infrapunan heijastus/absorbtioil-maisijella.

Erottelu on mahdollista myös muilla silmälle identtisillä tavoilla. Tämän valaisemiseksi voidaan viitata AEG-5 TELEFUNKENIN julkaisemaan "Applications of AEG-TELEFUNKEN's CNY and K170P reflective opto couplers"/ Semiconductor Information 7.81, Friedhelm Eckhodt, jossa kappale 2.2.2 "Reflection from different media" on erityisen merkillepantava .

10 Siten voi tämän keksinnön tässä aspektissa ilmaisin olla "infrapunakynä", joka esimerkiksi käsittää pitkänomaisen putkimaisen vaipan, jonka yhdessä päässä on infrapunaa läpäisevä kärki, vaipassa olevan infrapunaemitterin, joka emitoi infrapunasäteilyä vaipan kärjestä, vaippaan sijoite-15 tun infrapunailmaisimen, joka reagoi kynän emittoiman infra-punasäteilyn siihen osaan, jonka heijastava pinta, johon kynä on painettu, heijastaa takaisin kynän kärkeen, virtapiirin, joka antaa käyttäjälle ensimmäisen merkin, jos ilmaistu infrapunasäteilyn voimakkuus on alle ennaltamäärätyn 20 kynnyksen ja toisen merkin, jos voimakkuus ylittää kynnyksen sekä sopivan virtalähteen, esimerkiksi pariston. Kaikki nämä yksiköt voivat olla kynässä itsessään tai se voi muodostua esimerkiksi kahdesta osasta, "kynäosasta" ja erillisestä "ohjausrasiasta", joka on liitetty kynään langalla, 25 esimerkiksi joustavalla spiraalijohdolla.

Sellaista kynää voidaan käyttää painetun alustan yhteydessä saattamalla kärki kosketukseen alustan asiaankuuluvan osan kanssa. Kärjen saattaminen kosketukseen alustan kanssa mieluimmin kytkee piirin, esimerkiksi siten, että 30 kärki on liikutettava ja on normaalisti painettu asentoon, jossa piiri ei ole kytketty ja että painettaessa kynää vasten alustaa, sopiva kytkin toimii. Kynän kärki voi olla liikkuva kynän rungon suhteen tai kärjessä voi esimerkiksi olla käyttötappi, joka on liitetty mekaanisesti kytkimeen.

35 Kynää voidaan käyttää ilmaisimena yksinkertaisesti saattamalla se kosketukseen alustan koealueen kanssa ja 4 75683 määrittelemällä tulos esimerkiksi kuuntelemalla korvinkuul-tavaa tulostusta. Vaihtoehtoisesti voidaan jatkuva ilmaisu alustan useiden alueiden poikki saada aikaan saattamalla kärki kosketukseen alustan kanssa ja liu'uttamalla kynää sitten 5 pitkin sen pintaa, jolloin kynän lähettämä merkki muuttuu kun kynä liukuu pitkin pintaa, edellyttäen, että pinnan ominaisuudet muuttuvat riittävästi.

Siten, jos kysymyksessä on yksinkertainen painettu tietokilpailupeli, voidaan kynä saattaa kosketukseen johon-10 kin paperille painetuista useista oikeista ja vääristä vastauksista tai kosketukseen väripaikkaan, joka on painettu kunkin vastauksen yläpuolelle, alapuolelle tai sen lähelle.

On erittäin helppoa painaa kaikki väripaikat siten, että ne visuaalisesti vaihtelevat tai ovat identtisiä, mutta niin, 15 että jotkut vain heijastavat infrapunasäteilyä eri tavalla ja että muutos esimerkiksi värissä ei esimerkiksi vastaa vastauksen älyperäistä oikeellisuutta. Siten voidaan paikat painaa siten, että se, joka vastaa oikeaa vastausta mieluimmin heijastaa heikommin infrapunasäteilyä, niin että kynän 20 ilmaiseman säteilyn voimakkuus ei ylitä ennaltamäärättyä kynnystä ja saa aikaan toisen merkin, joka tyypillisesti on erityinen äänensävy tai surina tai valo. Vaihtoehtoisesti voidaan toimia käänteisesti.

Sellaista infrapunakynää voidaan kuitenkin käyttää 25 liu'uttamalla sitä pitkin painettua alustaa muuntyyppisissä peleissä, esimerkiksi käyttämällä sitä jäijityspeleissä seuraamaan painettua rataa. Jos infrapunakynää ei pidetä tarkasti radalla, voidaan saada virhemerkki heti kun kynä havaitsee muutoksen heijastuneen infrapunan tasossa, esimer-30 kiksi kun kynä koskettaa painettua aluetta, joka ei ole radalla. Piiristö voi käsittää lukon, joka pitää yllä virhe-merkkiä, niin että kynä esimerkiksi on nostettava ylös alustalta ja sijoitettava uudelleen (esimerkiksi labyrintin alkuun) käyttäjän toimesta, joka sitten voi yrittää uudelleen. 35 Sellainen radanseuraamislaite voi olla käyttökelpoinen s 75683 opetettaessa käden ja silmän yhteistoimintaa joko lapsille tai onnettomuuden tai taudin jälkeisessä kuntoutuksessa.

Eräässä vaihtoehdossa voidaan tämän tyyppisiä radan-seuraamispelejä käyttää tavaamisen opetuksessa. Neliön muo-5 toinen verkko voidaan täyttää kirjainrivillä ja kuvalla, esimerkiksi elefantista, joka on painettu sen yhdelle puolelle. Verkon yhdellä sivulla olevasta "lähtöasemasta” kulkee kirjainten E-L-E-F-A-N-T-T-I kautta rata, jonka kynä ilmaisee, mutta jota lukutaidottoman silmät eivät erota.

10 Jos valitaan "seuraava kirjain" väärin, seuraa siitä virhe-merkki.

Eräässä erityisen suositussa suoritusmuodossa voi sellainen ilmaisinkynä erotella kolme infrapunaheijastus-aluetta, niin että voidaan osoittaa alueet "radalla" ja 15 "radan ulkopuolella", minkä lisäksi voidaan lähettää "voitto"- tai "menestys"-signaali kun esimerkiksi on päästy loppuun labyrintti- tai tavausradalla, kuten yllä selitettiin.

"Kynä" voidaan tehdä normaalin kynän muotoiseksi, kuten yllä esitettiin tai se voidaan naamioida muuhun muotoon, 20 esimerkiksi pienoimalliautoksi tai -eläimeksi, jonka alapinnalle on asennettu lähetin/ilmaisinlaite.

Keksintöä valaistaan nyt esimerkkinä viitaten oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta ja ku-25 viossa näkyy ilmaisin ja painettu alusta laitteen ollessa esitettynä käytössä.

Kuviossa 2 esitetään vaihtoehtoinen laite käytössä.

Kuviossa 3 esitetään "ilmaisinkynän" erään muodon pitkittäisleikkaus.

30 Kuvio 4 on kuvion 3 ilmaisinkynän virtapiirikaavio.

Kuvio 5 on perspektiivinen läpinäkynä kuva eräästä vaihtoehtoisesta ilmaisimesta.

Kuviot 6a, b ja c ovat sivu-, pääty- ja leikkauskuvia kuvion 5 ilmaisimen kärjestä.

35 Kuvio 7 on piirikaavio kuvion 5 ilmaisimesta.

6 75683

Kuvio 8 on lohkokaavio kuvion 7 ilmaisimen integroidusta piiristä.

Kuvio 9 on täydellinen piirikaavio, joka esittää kuvion 8 integroidun piirin piiriä.

5 Viitaten piirustuksiin esittää kuvio 1 tietokilpai- lukirjaa 1, jonka sivuilla on painettuja kysymyksiä 2. Tässä esimerkissä annetaan sitten joukko mahdollisia vastauksia 4 ja lähinnä kutakin on painettu paikka 3. Paikat on painettu paperille tavanomaisilla painomenetelmillä samaan aikaan 10 kuin kysymys. Painetut paikat reagoivat kuitenkin eri tavoilla infrapunasäteilyyn, vaikka ne ovatkin samannäköisiä tai ne voivat esimerkiksi olla erivärisiä, kuitenkin niin, että mikään väri ei liity oikeaan vastaukseen.

Tietokilpailukirjaa 1 käytetään yhdessä ilmaisinky-15 nän 5 kanssa, joka voi erottaa erilaiset reaktiot infrapu-nasäteilylle. Käyttäjä, jonka kättä merkitään numerolla 6, asettaa kynän kärjen sille paikalle, jonka lähellä hän luulee oikean vastauksen olevan ja kynä ilmaisee, mieluimmin ääneen, onko hän tehnyt oikean valinnan. Kynän kärki on mie-20 luimmin jousella kuormitettu tai siinä on jousella kuormitettu kosketin, niin että sisäinen piiristö aktivoituu vain kun kynän kärkeä painetaan vasten paperia. Tätä selitetään yksityiskohtaisemmin alempana viitaten kuvioihin 3 ja 5. Vaihtoehtoja voi tietenkin olla enemmän kuin kolme ja joi-25 hinkin kysymyksiin voi olla painettuna enemmän kuin yksi oikea vastaus. Kirjaan voi olla myös painettu piilosokkelo-tai tavaussokkelotyyppisiä radanseuraamisarvoituksia, kuten edellä on selitetty, taitoa vaativia radanseuraamispelejä, joissa kohteena tai tehtävänä on kuljettaa kynää tarkasti 30 sinin muotoisen radan ympäri. Rata reagoi infrapunaiselle toisin kuin ympäröivät alueet ja sen mukaisesti voi käyttäjä, käyttämällä jäljempänä yksityiskohtaisemmin selitetyn tyyppistä ilmaisinkynää, määritellä, onko hän radalla tai ei. Tästä voi olla huvia ja se voi opettaa käden ja silmän 35 koordinointia. Piilosokkeloarvoitus voi käsittää moniväristen alueiden mosaiikin, jonka läpi kulkee ura, jonka 7 75683 määrittelee erilainen infrapunaheijastus. Tätä uraa ei paljaalla silmällä nähdä ja se voidaan löytää vain kynällä.

Koska ei ole silmiinnäkyvää osoitusta siitä, missä ura oli, harjoittaa yritys uran jäljittämiseksi kynää käyttämällä 5 muistia. Sellaisia peitettyjä uraverkkopelejä varten suositellaan, että kynän sisällä oleva piiristö salpaa lähetetyn signaalin, mikäli käyttäjä tekee väärän liikkeen, kunnes kynä on irrotettu paperilta ja lyhyt aika, kuten esimerkiksi yksi sekunti, on kulunut. Kirjoittamiseen tarvittavat käden-10 liikkeet voidaan helposti opetella kirjoittamalla aakkoset, jotka sitten voidaan jäljittää jatkuvaan ääneen, joka muuttuu, jos jäljitys on epätarkka.

Tavanomaisin keino painetun alustan aikaansaamiseksi on normaali painaminen. Erityisesti lastenkirjoja varten ha-15 lutaan väripäinatusta ja tässä keksinnössä voidaan valita nelivärilitografiapainatus. Tämä painatusmenettely tarjoaa mahdollisuuden painaa erityisesti tummat värit kahdella tavalla: ne joko painetaan käyttämällä syaanin, keltaisen ja purppuranpunaisella musteilla, joissa ei ole lainkaan tai 20 ei ainakaan olennaisesti mustaa mustetta tai ne voidaan painaa käyttämällä vähemmän värillistä mustetta ja enemmän mustaa mustetta. Tarkalla ohjauksella voidaan saada aikaan kopioita, jotka paljaalle silmälle näyttävät samanvärisiltä, mutta näyttävät varsin erilaisilta infrapuna-aallonpituuk-25 silla, toisin sanoen infrapuna-absorbtion erottelukriteerin salaa se, että mukana on lisämerkintöjä, joita ei voida erottaa (millään infrapuna-aallonpituudella). Syynä tähän on, että ihmissilmä reagoi tyypilliseen valoon alueella noin 380-750 nanometriä huippureaktion tapahtuessa alueella 500-30 600 nanometriä. Puolijohdeinfrapunalähettimien ja -ilmai simien paras kirjoherkkyys on tavallisesti 800-1 000 na-nometrin vaiheilla ja näillä aallonpituuksilla on musta ki-vipainomuste absorboivaa.

Tyypillisiä eurooppalaisen standardin 4666 mukaisia 35 nelivärimusteita ovat prosessipunainen (sinipunainen), pro-sessisininen (sinivihreä), keltainen ja musta. Musta on 3 75683 tavallisesti nokea, johon on lisätty preussinsineä. Olemme todenneet, että muutos heijastuneessa infrapunasäteilyssä välillä 0-20 % mustaa antaa riittävästi ilmaisinvirran muutosta, mutta sallii säilyttää kirkkaat samannäköiset värit.

5 Esimerkiksi seuraavat värisävyt näyttävät samanlaisilta paljaalle silmälle, mutta erilaisilta infrapunavaloilmaisimelle: Tummanpunainen: mustaa 20 % mustaa 0 % sinistä 0 % sinistä 20 % sinipunaista 100 % sinipunaista 100 % 10 keltaista 40 % keltaista 40 %

Pihtakuusenvihreä: mustaa 20 % mustaa 0 % sinistä 100 % sinistä 100 % keltaista 40 % keltaista 40 % sinipunaista 0 % sinipunaista 20 % 15 Jos värisävyä ei tarvita, voidaan painaa käyttämällä kahta punaista painomustetta, jotka heijastavat infrapunais-ta eri tavoilla.

Kuvio 2 esittää laitteen, joka on samanlainen kuin kuviossa t, mutta jossa on erillinen ilmaisinpää 10, joka on 20 yhdistetty johdolla 11 koteloon 12, jossa on piiristö, joka voi olla verkko- tai paristokäyttöinen. Ilmaisinpäätä käytetään työkortin 13 yhteydessä, jolle on painettu paikat 14 ja teksti 15.

Viitaten kuvioihin 3 ja 4 esittävät nämä ilmaisinky-25 nän pitkittäisleikkausta sekä kynän piiristöä. Kynä käsittää vaipan 21, jossa on paristo 22, painopiirilevy 23 elektroni-sine komponentteineen sekä jousella kuormitettu kärki 25, johon kuuluu infrapunavalolähetin- ja valoilmaisinyksikkö 26. Infrapunaelementit on asennettu toiselle painopiirile-30 vylle 27, joka kannattaa puolta kahdesta kosketinparista 28, joista toiset ovat painopiirilevyllä 23 ja jotka muodostavat kuvion 4 kytkimet S1 ja S2. Päätä 25 painaa alaspäin jousi 29, kuten kuviossa 3 esitetään. Vaahtotyyny 30 pitää paristoa 22 kotelossaan, niin että se ei kalise ja kynän ylä-35 päässä on peitsosähköinen äänenmuutin 31.

9 75683

Sen jälkeen kun asetetaan lähelle paperia ja painetaan alas, jousi 29 puristuu kokoon, koskettimet 28 muodostavat liitoksen ja piiri aktivoituu silloin muodostaakseen tuskin havaittavan äänen muuttimesta 31. Jos infrapunavalo-5 ilmaisimen vastaanottama signaali on määrätyn tason yläpuolella, syntyy yhdenlainen ääni ja jos se on sen alapuolella, syntyy toisenlainen ääni.

Tämän aikaansaava virtapiiristö esitetään kuviossa 4 ja se toimii seuraavasti.

10 D1 lähettää infrapunasäteilyä, josta osa heijastuu takaisin pinnasta, johon kärki 25 on kosketuksessa. Heijastunut infrapuna herättää jännitteen TR1:n kollektorilla, mikä vuorostaan saa ICI/A:n tulostuksen nousemaan tai laskemaan riippuen VR1:n asetuksesta. TR1 on yhdistetty D1:n 15 kanssa tyypilliseen optoelektroniseen pakkaukseen, jota selitetään yllä mainitussa AEG-TELEFUNKEN viitteessä. IC1 on LM324N.

IC1/C ja /D muodostavat säädettävätaajuuksisen värähtelijän, jonka tulostus riippuu TR4:n lähettimen (tyyp-20 pi 9014), jännitteestä.

Jos IC1/A pistike 1 on matala, on TR3 (myös tyyppi 9014) auki ja oskillaattori IC1/B kytkee oskillaattorin IC1/C ja /D kahden taajuuden väliin. Jos IC1/A pistike 1 on korkea, on TR3 kytketty, NAND-veräjien (IC2 on CMOS 25 4011B) toiminta estää oskillaattoria IC1/B ja R13 ohjaa ar vollaan oskillaattoria IC1/C ja /D. Emitoidun signaalin antaa keraaminen muutin LS1 esitetyn virtapiiristön kautta. Sekä TR5 että TR6 ovat tyyppiä 9014.

Kun kynä nostetaan pinnasta, katkaisee S2 ja C2 pi-30 tää yllä jännitettä ilmaisimen kollektorilla IC1-pistimessä 2. Silloin avautuu S1 ja R3/C1 pitää yllä syöttöä yksikköön 1-2 sekunnin ajan. Koska TR1 on kytketty irti, pysyy yksikkö samassa tilassa, joka vallitsi kun kärki 25 juuri menettää kosketuksen pintaan.

35 Kuviot 5 ja 6 esittävät ilmaisinkynän vaihtoehtoisen ja suositun rakenteen. Viitaten kuvioon 5 muodostuu kynä 10 75683 ulkovaipasta 51, jonka sisään on asennettu paristo 52, piet-sosähköinen muutin 53 ja painopiirilevy 54. Vaipan yhteen päähän on liukuvasti asennettu käyttötappi 55, joka ulkonee vähän vaipan 51 kärjen ohi. Vaipan kärki on muodoltaan sel-5 lainen, että kynää voidaan pitää kuvion 5 tai kuvion 1 esittämässä kulmassa. Kun kynää pidetään näin, siirtyy käyttö-tappi 55 hiukan sisäänpäin, niin että se on vaipan pään tasalla, joka silloin lepää paperialustalla tai vastaavalla, ja tämä liike sisäänpäin kiertää muovikappaletta 56, joka 10 on asennettu kääntyvästä painopiirilevylle 54 kohtaan 57 ja joka vaikuttaa painopiirilevyllä 54 olevaan joustokalvokyt-kimeen 58. Tämä toimii herättääkseen painopiirilevyllä sen piirin, joka nimenomaan herättää yhdistetyn emitteri-ilmai-sinyksikön, joka on kiinnitetty painopiirilevyn 54 alapäähän 15 ja joka käsittää galliumarsenidi-infrapunaemitointidiodin 59 sekä valotransistorin 60, joita on kaupallisesti saatavana nimityksillä CQY36N ja BPW16N, vastaavasti, AEG-TELEFUNKEN-ilta.

Riippuen infrapunaheijastuksesta alustalla 63 olevan 20 paikan 63 materiaalissa, jolle kynä painetaan, saa paino- piirilevyllä 54 oleva virtapiiristö asianmukaisen äänen lähtemään pietsosähkömuuttimesta 53.

Viitaten nyt kuvioiden 7, 8 ja 9 piirikaavioihin, esittävät nämä suosittua piiristöä kuviossa 5 esitettyä ky-25 nää varten.

Virtapiiristö on suunniteltu tekemään ero kolmen infrapuna-absorbtioalueen välillä, joita tarkoituksenmukaisesti kutsutaan matalaksi, keskikorkeaksi ja korkeaksi sekä saarnaan aikaan vastaavat korvinkuultavat merkit. Selitetys-30 sä nimenomaisessa suoritusmuodossa, jos paikka 62 painetaan nelivärilitografiaraenetelmällä käyttäen tavanomaisia painovärejä, vastaa matala heijastuminen yleensä alle 15 % mustan painovärin osuutta paikassa, keskikorkea heijastuminen 15-70 % osuutta ja korkea mustan painovärin absorbtio yli 35 79 % osuutta. Esitetyssä suoritusmuodossa vastaa negatii vistä merkkiä matala surina, jonka taajuus on noin 70 Hz, 11 75683 positiivista merkkiä 600 Hz:n ääni, joka moduloidaan noin 5 Hzzssa ja voittoa tai menestystä merkitsevää merkkiä huu-tomainen ääni. Kynä on suunniteltu lähettämään ääntä noin yhden sekunnin ajan sen jälkeen kun kynä on nostettu alus-5 taita ja sen edellytetään myös lukittuvan, jos joko negatiivinen tai menestyssignaali lähetetään, niin että sellainen lukitus voidaan avata vain irrottamalla kynä alustasta.

Kuviot 7 ja 8 esittävät lohkokaaviona peruskompo-nenttivirtapiiristön muotoa. Kuten kuviosta 7 käy ilmi, saa-10 daan suurin osa komponenteista aikaan puolittain erikoisvalmisteiselle integroidulle piirille, tyypiltään CS2500g. Tämä on asennettu painopiirilevylle 54 yhdessä neljän ulkopuolisen kondensaattorin ja neljän ulkopuolisen resistorin kanssa, jotka esitetään kuviossa 7 sekä yhdessä esitetyn 15 yhdistetyn yksikön kanssa, joka käsittää infrapunaemitteri-diodin ja piivalotransistorin. Kaikki eri komponentit ovat kiinteitä lukuun ottamatta 10K:n potentiometriä, jota käytetään kompensoimaan muutoksia valotransistorin ominaisuuksissa .

20 Viitaten nyt nimenomaan kuvioihin 8 ja 9, voidaan näh dä, että piiri käsittää periaatteessa viisi lohkoa, joita tarkoituksenmukaisesti kutsutaan virta-, opto-, komparaattori- ja lukko-, äänenkehitys- ja äänensävynkehityslohkoiksi, kuten kuviossa 9 esitetään. Kuvio 8 esittää peruspiirien 25 rakennelohkot ja miten ne on liitetty toisiinsa ja kuvio 9 esittää koko piiriä. Eri lohkot toimivat seuraavasti.

a) Virtalohko

Virtalohko käsittää transistorit 1, 2, 4, 5, 101, 401 ja 112. Transistorit 1, 2 ja 4 muodostavat Wilsonin virta-30 peilin, joka tarvitsee yhden kollektorin riittävän positiiviseksi kyllästymisen estämiseksi ja irtikytkettynä 0,33^uF kondensaattorin ollessa purettuna menettävät transistorit vahvistuskertoimensa ja jännite poikki emitteriresistorin (120K3 putoaa alle 100mV:n 2-3^,uA:n pariston ollessa kyt-35 kettynä pois virrasta. Kun kytkin on kiinni, päästävät vir-tapeilitransistorit olennaisesti 1^uA 120K:hon 2:n ja 4:n 12 7 5 6 8 3 kautta, joiden jännite hypähtää yli 200 millivolttiin, mikä saa aikaan noin 40:n virtavahvennuksen viiteen, jolloin pudotus emitteriresistorin 1K8 poikki on noin 70mV. Kantavir-ran 5:teen tulee olla pieni verrattuna 4:n syöttövirtaan 5 1^uA, jotta saataisiin toistuvia purkausmääriä virran vähen tämiseksi, mikä ottaa vähän yli sekunnin 0,33^uF kondensaattoria purettaessa.

Transistorin 5 kautta kulkeva virta kytkee 101:n, jolloin ensin tarvitaan 10^uA kantaresistoria 60K varten.

10 Tämä kytkee suuren transistorin 401, jolloin ensin tarvitaan noin 80^uA kytkemään kantaresistori 5K4. Transistori 112 suojaa pariston suunnanvaihtoa vastaan. Transistori 6 ja potentiometri 5K4/900 pitävät virran tason olennaisesti vakiona, niin että Veistä riippuva 5V suunnilleen muuttuu noin 15 20mV paristojännitteen muuttuessa välillä 6,5-11V.

b) Optolohko

Optoemitterin virtaa säätää ulkopuolinen resistori 680 virtapeilivahvistimen kanssa yhdessä stabilisoituna lisäksi emitteriresistorien (transistorit 7-10) käytön avulla. 20 PNP-transistorit 113 ja 114 suojaavat pariston suunnanvaih-toa vastaan.

Optoilmaisintransistori syöttää virtaa virittimeen 10K ja siten kehittynyt jännite heijastumismäärän. 800:n, lK8:n ja 4K5:n sisäinen vertailu syöttää noin 2V:n pudotuk-25 sen tasot virranvoimakkuudesta ei-komparaattoriin ja 0,6V:n pudotuksen voittokomparaattoriin.

c) Komparaattori- ja lukkolohko

Ei- ja voittokomparaattoreihin syötetään virtaa viiveellä toimivasta lähteestä, jotta optotaso voisi asettua, 30 ennen kuin komparaattorit kytkeytyvät, lähteen ollessa tarkoituksenmukaisesti äänilohkosta. Ei-komparaattorin muodostavat transistorit 12, 13, 14 ja 102 ja voittokomparaattorin transistorit 15, 16, 17 ja 103, niin että vastaus on kyllä, jos ei- tai voittosignaaleita ei ole. Komparaattorit 35 ovat vakiotyyppejä, joiden käyttövirrat ovat yli lOO^uA, is 75683 niin että signaali poikki PNP 2-kollektoripeilillä olevan kuormituksen 7K2 riittää kytkemään transistorikannan päälle.

Johtuen lukitusvaatimuksesta sekä alaslaskettuna että nostamisen jälkeen voidaan lukkoihin päästä vain ala-asen-5 nossa, minkä vuoksi 110, 111 ja 3 muodostavat nostonilmai-supiirin, jota käyttää 1yUA:n virta virran ollessa kiinni. Tämän avulla voidaan lukkoihin päästä 18:n ja 53:n kautta kun kynä on alhaalla.

Lukkoja painetaan kytkemään virta käyttämällä yli-10 määräistä 3K6 kantaresistoria maahan. Ei-lukon muodostavat transistorit 54 ja 55 ja voittolukon transistorit 19 ja 20. Koska ei katkaisee kyllän ja voiton äänilohkossa, ei kompa-raattoreihin tarvita takaisinkytkentää estämään peräkkäisiä kyllä- tai voittonäyttämää. Voiton tulee kuitenkin pysäyt-15 tää myöhempi ei käyttämällä transistoria 52 katkaisemaan vertailuketju.

d) Äänenkehityslohko Äänenkehityslohko reagoi syötettyyn virtaan saadakseen aikaan pietsoon sakara-aallon, jonka taajuus on suh-20 teessä syöttövirtaan.

Äänikondensaattorin poikki kehittyy kolmion muotoinen aalto, jonka nousu- ja laskujaksot ovat samat. Tämä saadaan aikaan asettamalla transistoriin 40 virta 1, joka heijastuu transistoreiden 41, 42, 109, 108 ja 115 kautta ja jonka 25 transistorit 43 ja 44 kytkevät. Transistorin 109 kaksois-kollektori ja transistorin 108 yksinkertainen kollektori heijastaa lähdevirran il edelleen kondenssattoriin (115 Wilsonpeiliä varten parempaa virransyöttöä varten). Seuraa-vasta Schmitt-liipaisupiiristä kytketään transistorin 44 30 kautta laskuvirran I, joka antaa nettolaskun il kytkettynä ja lähteen il kytkettynä irti, mikä vastaa kondensaattorin varauksen nousu- ja laskuasteita.

Lähetin 45 eristää kondensaattorin ja syöttää tavanomaista Schmittin vertailupiiriä, jonka muodostavat tran-35 sistorit 47 ja 48 sekä 3 resistoria. Mahdollinen jakaja Schmittin tulostuksesta syöttää sitten lähetintä 44 ja 1Λ 75683 14 äänitulostustransistoria 49. Optimituloksiin päästään samaa merkkitilaa varten kun emitterikuorma 1K8 on transistorilla 45.

Transistori 50 on äänen irtikytkentää varten ennen 5 virran katkaisua. Transistorit 50 ja 51, kaksi 60K:ta sekä transistori 56 saavat aikaan äänitulostuksen kun virranlas-ku on yli 4Vbe, minkä vuoksi kun virrankatkaisukondensaat-tori viettää alaspäin ylösnostamisen jälkeen katkeaa ääni ennen virrannousua ja estää epämiellyttävät katkaisuäänet.

10 Tästä johtuu noin 0,25 sekunnin viive äänen pidon ollessa noin yksi sekunti ylösnoston jälkeen, minkä jälkeen lukot voidaan pitää edellisessä näyttämässä, jotta annettaisi väärä näyttämä, jos kynä lasketaan liian pian sen jälkeen kun ääni häviää. Nämä jaksot esiintyvät suhteena ja sekä 15 noston jälkeisen ääniviiveen että esimerkiksi kyllä:n mo-nulaatiojaksojen absoluuttisia arvoja voivat ulkopuoliset komponentit muuttaa.

e) Äänensävyn kehittämislohko Äänensävy saadaan asettamalla jännitetasot poikki 20 resistoreiden, jotka syöttävät äänigeneraattorin virtapei-litransistoria 40.

70 Hz:n jatkuva ei-tausta saadaan kun kyllä- ja voit-totasot on kytketty pois ja se syntyy transistoreissa 7 ja 40 olevien eroavien virtojen aiheuttamasta jännite-erosta 25 Vbe poikki 3K6:den lisättynä noin 300mV:lla transistorin 7 emitteriresistorin poikki. Tämä on jatkuva virta virran ollessa kytketty.

Transistorien 34 ja 35 kannoilla on kyllä- ja voitto-tasot, jotka syötetään 5K4:n kautta transistoriin 40. Koska 30 voitto on korkeampi kuin kyllä, se kytketään irti kyllä:n aikana, niin että voitto tarvitaan voittolukosta.

Jos otetaan kyllä-äänensävyn kehittäminen ensin, asetetaan pariston volteista riippumaton modulaatiovirta transistoriin 36, mikä vaatii ulkopuolisen resistorin 4m7 joh-35 tuen alhaisista kapasitansseista ja siten käytetyistä virroista. Kun transistoriin 36 menee I, syötetään kyllä- 15 75683 kondensaattoria vuorotellen lähteellä il ja nettolaskuvir-roilla käyttäen virransyöttöjä 21, 104 (2 kollektori), 106 (1 kollektori) ja 28, jotka on kytketty 30:n kautta, joka on identtinen äänen kanssa, mutta jonka virta on pienempi.

5 Transistorien 32 ja 33 muodostama Schmitt on jälleen sama piirimuoto kuin äänen, mutta hiukan muutetuilla resisto-reilla, nimenomaan 12K:n, 2K7:n ja 2K2:n lisäverkko tasojen kehittämiseksi kantatransistorille 34 kolmannen vähäisemmän modulaation antamiseksi.

10 Voitonhuutolohkossa käytetään samanlaista piiristöä, mutta nettovirrat voittokondensaattorin poikki ovat lähde il ja lasku li johtuen transistorien 22 ja 23 kehittämästä 21:stä. Komparaattorin erilainen piiri ja kytketty vertailu (transistorit 26-29) kasvattavat Schmittin hysteresisaluet-15 ta. Transistori 26 eristää voittokondensaattorin ja syöttää sen edelleen transistorin 35 kantaan ja pitää alhaalla transistorin 37 kautta kyllä:ä varten. Kun voittolukko yliheit-tää, seuraa viive sillä aikaa, kun kondensaattori varaa, ennen kuin voittohuuto tapahtuu.

20 Juuri selitetty kynä pystyy tekemään eron kolmen eri heijastusalueen välillä, mutta keksintö ei millään tapaa rajoitu sellaiseen yksinkertaiseen erotteluun tai vain kolmeen alueeseen. Piiristö voidaan helposti suunnitella vaikkapa luonteeltaan kehittyneemmäksi, joka erottelee neljä tai 25 useampia heijastusalueita tai joka antaa eroavia vastauksia reaktiona syöttöjen johonkin nimenomaiseen peräkkäiseen järjestykseen. Menestys- tai voittoreaktio voidaan esimerkiksi saada aikaan esimerkiksi vain seuraamalla heijastusarvojen määrättyä järjestystä, kuten matala, keskikorkea, korkea, 30 keskikorkea, matala, korkea. Tätä voidaan käyttää monimutkaisia labyrintti- tai muistipelejä varten.

Piirustukset huomioon ottaen selitetyissä suoritusmuodoissa on ilmaisinkynässä vain yhdentyyppinen tulostus, nimittäin äänitulostus. Jos halutaan, voi kynässä olla 35 useampi kuin yhdentyyppinen tulostus, esimerkiksi äänitulostus ja vilkkuva valo. Lisäksi käytetään molemmissa ie 75683 selitetyissä piireissä infrapunaheijastusta erottelemaan alustalla olevia alueita, mutta voidaan tehdä analogisia piirejä, jotka ilmaisevat erilaisia eroja, esimerkiksi eroja kapasitanssissa tai magneettisessa vastuksessa. Lisäksi 5 voi ilmaisinkynässä olla käsikäyttöinen ON/EI-kytkin liikkuvan pään tai käyttötapin avulla tapahtuva automaattisen ON/EI kytkemisen sijasta.

Claims (6)

17 75683

1. Laite, joka käsittää alustan (1), jolla on painettuja tietoja (3, 4), jotka sisältävät useita painettuja 5 vastausalueita (3, 4), joista ainakin yksi vastaa oikeaa vastausta ja muut vääriä vastauksia, tunnettu siitä, että alustalla olevat painetut tiedot sisältävät kysymyksiä (2), jolloin vastausalueet (3, 4) on sovitettu rinnakkain kysymysten (2) kanssa ja jotka alueet eivät vi-10 suaalisesti eroa toisistaan infrapunaheijastukseen/absorp-tioon liittyvien ominaisuuksien suhteen, mutta jotka eroavat näiltä ominaisuuksiltaan siten, että oikeiden ja väärien vastauksien alueet voidaan erotella toisistaan käyttämällä infrapunaerottelulaitetta (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että oikean vastauksen alue on painettu painomusteella, jonka infrapuna-absorptiokyky on erittäin suuri ja väärän vastauksen alueet on painettu infrapunaa läpäisevällä painomusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu kädessä pidettävä ilmaisin (5, 10), jossa on infrapunasäteilylle herkkä anturipää ja joka asetetaan alustalla olevia painettuja tietoja vasten siten, että se antaa aistein havaittavan 25 merkin riippuen painettujen tietojen sen osan infrapunaomi-naisuuksista, jota vasten anturipää painetaan niin, että käyttäjä voi erotella oikean vastauksen alueen väärän vastauksen alueesta niiden ei visuaalisesti eroteltavien in-frapunaominaisuuksien avulla.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, jossa alus ta (1) on painettu monivärikivipainomenetelmällä, tunnettu siitä, että ilmaisin (5) ilmaisee ja erottelee painojäljen, jossa on annettua tasoa vähemmän mustaa painoväriä, painojäijestä, jossa on annettua tasoa enemmän mus-35 taa painoväriä. ιβ 75683

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmaisin (5) tekee eron kolmen infra-puna-absorptioalueen välillä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että ilmaisin (1) käsittää lukitus-laitteen, joka salpaa annetun, aistein havaittavan merkin tietyksi ajaksi sen jälkeen, kun ilmaisin on irrotettu asemasta, jossa se on vasten painettuja tietoja. 75683 19