JP2006520965A - 走査機器 - Google Patents

Abstract

走査機器を含むシステム（図１）を開示する。一実施形態では、このシステムは、（ａ）（ｉ）複数の位置およびそれぞれこれら複数の位置にある複数の印刷要素を有する表面と、（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これらの位置の絶対または相対的な場所に関係する複数のコードとを含む物品（７０）を備える。このシステムは、（ｂ）（ｉ）光検出器（４２）および光放出器（４４）を有するスタイラスと、（ｉｉ）光検出器（４２）および光放出器（４４）に接続されたプロセッサ（３２）と、（ｉｉｉ）プロセッサ（３２）に接続され、印刷要素に対応するオーディオ用のコードを含むメモリユニット（４８）と、（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置（３６）とを含む走査機器（１００）も備える。

Description

この特許出願は、本出願であり、２００３年３月１８日出願の米国仮特許出願第６０／４５６０５３号の出願日の特典を主張する。この仮特許出願を参照により本明細書に組み込む。

使用者が、スタイラスを使用して印刷媒体上の印刷要素を選択した後で、何らかのフィードバックを得ることができるシステムがいくつかある。

このようなシステムの１つが、Ｏｈａｒａ他の米国特許第５４８５１７６号に記載されている。この特許では、使用者は、スタイラスを使用し、基台上にある本の中の印刷要素を選択する。この基台は、ビデオモニタに接続される。使用者が印刷要素を選択した後で、選択された印刷要素に対応する視覚的な出力が、ビデオモニタに表示される。

Ｏｈａｒａ他が記載しているシステムは有用であるが、改善を施すことができるはずである。例えば、この基台は、複雑なページ検出機構を用いて、本のどのページが現在使用者に表示されているかを判別する。さらに、このシステムが主に生成するのは、聴覚的な出力ではなく、視覚的な出力であり、また、このシステムは書込み能力をもたない。また、このシステムで使用可能な本の厚さは、スタイラスと基台内の電子回路とが対話する距離に制限される。したがって、このシステムとともに極めて厚い本を使用することはできない。

使用者がフィードバックを得ることができる別のシステムは、Ｂｒｉｇｈｔｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のＳｃａｎ−Ａ−ＰａｇｅまたはＳｃａｎ−Ａ−Ｗｏｒｄと呼ばれるものである。理解の範囲では、このシステムは、走査スタイラスおよびパーソナルコンピュータ上で動作する光学式文字認識ソフトウエアを使用して、印刷された単語を認識する。ある単語が走査され、それが認識された後で、この認識された単語は、合成音声によって声に出して読み上げられる。このシステムも有用であるが、その対話能力には制限がある。例えば、このシステムでは書かれたものが解釈されないので、数学などの教科について使用者に教えるには適していない。数学を効果的に学習するには、使用者が書き込むことが必要である。さらに、Ｓｃａｎ−Ａ−ＰａｇｅまたはＳｃａｎ−Ａ−Ｗｏｒｄのシステムは、搬送が容易ではないパーソナルコンピュータを必要とするので、大きく扱いにくい。さらに、このシステムは、文字および数字などのキャラクタが使用されない記号および絵と共に使用されることはできない。

本発明の実施形態は、上記その他の問題に対処するものである。

本発明の実施形態は、対話システム、走査機器、および走査方法を対象とする。

本発明の一実施形態は、（ａ）（ｉ）複数の位置およびそれぞれこれら複数の位置にある複数の異なる印刷要素を有する表面、ならびに（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これら複数の位置に関連付けられたこの表面上の複数の実質的に不可視のコードを含む物品と、（ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラス、（ｉｉ）これら光検出器および光放出器に接続されたプロセッサ、（ｉｉｉ）このプロセッサに接続され、異なる印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコードおよびこれら複数の位置の場所を求めるコードを含むメモリユニット、ならびに（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置を含む走査機器とを備える対話システムを対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ｉ）複数の位置およびそれぞれこれら複数の位置にある複数の異なる印刷要素を有する表面と、（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これら複数の位置に関連付けられたこの表面上の複数のコードとを含む物品と共に使用される走査機器であって、（ａ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｂ）これら光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、（ｃ）このプロセッサに接続され、異なる印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコードおよびこれら複数の位置の場所をこれらのオーディオ出力に関連付けるコードを含むメモリユニットと、（ｄ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを備える走査機器を対象とする。

本発明の別の実施形態は、物品と共に使用される走査機器であって、（ａ）光検出器および光放出器と、（ｂ）この光検出器に接続されたプロセッサと、（ｃ）このプロセッサに接続され、印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコードを含むメモリユニットと、（ｄ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを備える走査機器を対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ａ）（ｉ）複数の位置およびそれぞれこれら複数の位置にある複数の印刷要素を有する表面、ならびに（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これら複数の位置の場所に関係するこの表面上の複数のコードを含む物品を提供することと、（ｂ）走査機器で第１印刷要素に関連付けられた第１コードを走査することと、（ｃ）走査された第１印刷要素に対応する第１オーディオ出力を受け取ることと、（ｄ）走査機器で第２印刷要素に関連付けられた第２コードを走査することと、（ｅ）走査された第２印刷要素に対応し、第１オーディオ出力と異なる第２オーディオ出力を受け取ることとを含む走査方法を対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ａ）（ｉ）複数の位置を有する表面、および（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これら複数の位置の場所に関係するこの表面上の複数のコードを含む物品を提供することと、（ｂ）走査機器内の書込み要素でこの物品上に印刷要素を書き込むことと、（ｃ）書き込まれた印刷要素に関連付けられたコードを走査機器で走査することと、（ｄ）走査された書込み印刷要素に対応するオーディオ出力を受け取ることとを含む走査方法を対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ａ）（ｉ）複数の位置を有する表面と、（ｉｉ）それぞれこれら複数の位置にあり、これら複数の位置に関連付けられたこの表面上の複数の実質的に不可視のコードとを含む物品を備える対話システムであって、この実質的に不可視のコードにはオーディオデータがなく、この対話システムはさらに、（ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）これら光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）このプロセッサに接続され、オーディオ出力用のコードおよびこれら複数の位置の場所を記憶するコードを記憶するメモリユニットと、（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを含む走査機器を備える対話システムを対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ａ）（ｉ）物体と、（ｉｉ）第１の実質的に不可視のコードおよび第１印刷要素、ならびに第２の実質的に不可視のコードおよび第２印刷要素を含む少なくとも１枚のステッカーとを有する物品を備える対話システムであって、少なくとも１枚のステッカーは物体上にあり、この対話システムはさらに、（ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）この光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）このプロセッサに接続され、第１の実質的に不可視のコードおよび第２の実質的に不可視のコードを走査することによって決まる出力用のコードを含むメモリユニットと、（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを有する走査機器を備える対話システムを対象とする。

本発明の別の実施形態は、（ａ）（ｉ）第１の実質的に不可視のコードおよび第１印刷要素、ならびに第２の実質的に不可視のコードおよび第２印刷要素を含む少なくとも１枚のステッカーを有する物品を提供することと、（ｂ）第１の実質的に不可視のコードを走査することと、（ｃ）第２の実質的に不可視のコードを走査することと、（ｄ）第１印刷要素および第２印刷要素に関係するオーディオを聞くこととを含む方法を対象とする。

以下で、本発明の上記その他の実施形態をさらに詳細に説明する。

本発明の一実施形態は、対話システムを対象とする。この対話システムは、複数の位置およびそれぞれこれら複数の位置にある複数の印刷要素を有する表面を有する物品を備える。異なるコードはそれぞれこれら複数の位置のところにあり、この表面上のこれら複数の位置の場所（例えば、相対または絶対的な空間座標）に関係し得る。このシステムは、（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）これら光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）このプロセッサに接続され、印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコードを含むメモリユニットと、（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを有する走査機器も備える。

例えば、この物品は本の中のページとし得る。この本の中のページは、このページ上に実質的に不可視のコードを有し得る。これらのコードは、使用者の目に「実質的に不可視」であり、このページ上の文字、数字、および絵などの印刷要素に対応するか、あるいは、このページ上の印刷要素の絶対または相対的な場所に対応する。通常の使用中に使用者の目に完全に見えないか、またはわずかにしか見えないコードを構成する印刷（例えば、印刷ドット）が使用者に見えるときでさえ、これらのコードも「実質的に不可視」に含まれる。例えば、ドットパターンにおいて、これらのドット自体を見ることができても、使用者は、ドットサイズの違いを容易に識別し得ない。使用者の目にわずかにしか見えないコードが紙片全体にわたって印刷される場合、この紙片は、黒インクで印刷されたドットパターンが使用される場合には、淡いグレーの陰影がついて見えることがある。使用者が走査機器でこれらのコードを走査した後で、この走査機器内のオーディオ出力装置は、これらのコードに関連付けられた文字、数字、単語、および絵に対応する固有の（ビープ音などの汎用のオーディオ出力とは異なる）オーディオ出力を生成する。

使用者は、他のやり方で走査機器のスタイラスを使用することができる。例えば、使用者は、文字を横切ってスタイラスをドラッグして音素を組み合わせて単語にし、スタイラスを使用して迷路を辿り、またスタイラスを使用してゲームをすることができる。以下に、追加の例を示す。

この走査機器には、データを任意の適切なやり方で提供することができる。例えば、この走査機器は、異なる新しいデータをダウンロードするフラッシュメモリとともに設計することもできるし、かつ／または、メモリカートリッジ（例えば、フラッシュメモリカートリッジ、ＲＯＭカートリッジなど）、メモリスティック、および／またはメモリディスクなどの移動可能なデータ記憶装置を受け入れるように設計することもできる。他の実施形態では、ＩＲ（赤外線）またはＲＦ（ラジオ周波数）によるリンクなどの無線リンクを介して走査機器にデータを提供することもできるはずである。この走査機器は、リアルタイムで、または閑散時にバッチモードで、コンテンツを取得／アップロードする無線接続性を得るための送受信機も含むこともできる。この走査機器は、コンピュータのＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ポートを介するなど、リアルタイムコンピューティングに直接リンクする環境で、１つまたは複数の外部コンピュータに接続することができる。

この走査機器には、様々な入力および出力用の装置も含めることができる。例えば、この走査機器は、イヤホンまたはヘッドホンのジャックあるいはスピーカなどのオーディオ出力装置を含み得る。この走査機器は、視覚的な出力装置も含み得る。例えば、この走査機器は、使用者に補足の視覚情報を提供するために、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの小型の統合型表示装置を含み得る。

この走査機器は、録音／再生を行うことができるようにマイクロホンも含み得る。録音／再生の実施形態では、使用者は、（書込み器具を含む実施形態では）走査機器を使用して単語などの印刷要素を生成することもできるし、メッセージを口述することもできる。この走査機器は、書き込んだ単語の場所を「記憶」することができ、また、録音したスピーチをその場所に相関させて、この録音したスピーチをその単語に関連付けることができる。別の例では、使用者は、紙片の特定の場所に印刷された絵など、あらかじめ作製した印刷要素を走査し、その絵に関連付けられた実質的に不可視のコードを走査するときにメッセージを録音することができる。再生モード中に、使用者は、その絵を走査し直し、その結果、その絵に関連付けられたコードが走査し直されて、その絵に関連付けられる前に録音したオーディオにトリガをかけることができる。このように、本発明の実施形態では、走査機器内のメモリは、使用者から得られた、または出版業者などの外部ソースから得られたオーディオ用のコードを記憶することができる。

この走査機器は、別の形態をとることができる。一実施形態では、この走査機器を、好ましくはポケットサイズのスタイラスの形状とする。この走査機器が、携帯スタイラスの形態をとる場合、走査機器の重量を約４オンスにし、電池の寿命を約４０時間とし、走査機器の機能を制御するプロセッサ（例えば、ＡＳＩＣチップ）を使用し得る。この実施形態の他の変形形態では、この走査機器は、使用者の手の中に快適に収まるように人間工学的に設計されたペンの形態をとる。このスタイラスは、イヤホンジャック、データポート、フラッシュメモリ、電池、およびスタイラスの先端の（光検出器および光放出器を備えた）光スキャナ、ならびに任意選択のスピーカを含み得る。このスタイラスは、その下半分をペンに似せ、上部はより広い流線型にして、使用者の親指と人差し指との間に快適に収まるようにすることができる。

この走査機器は、絶対および／または相対的な位置感知技術、単一手書き文字認識、合成スピーチ、音声、音楽、および効果音などのオーディオ、書込み能力、アップグレード可能なメモリ記憶装置、ならびに適切なオペレーティングシステムソフトウエアを利用することもできる。上記機能および走査機器が実施する任意の機能のコンピュータコードは、走査機器のメモリユニットに記憶し得る。

好ましい実施形態では、走査機器内の電子回路は、ページ上で、あるいは任意の平坦なまたは３次元の表面上で、スタイラスの絶対または相対的な場所を求める。例えば、この走査機器は、任意のサイズの紙片（または他の物品）上で、スタイラスの絶対または相対的な場所を求めることができる。この紙片（または他の物品）には、場所の検出を可能にするために、実質的に不可視のコードを印刷することができる。ある種の実施形態では、この走査機器は、目標とする表面の規定された視覚範囲内に近づいたときに活動化させることができる。実質的に不可視のコードを走査することにより、走査機器内の電子回路が文書およびページを識別することもできる。Ｏｈａｒａ他の特許に記載されている従来型の対話式印刷媒体システムと異なり、本発明の実施形態では複雑なページ検出機構が不要である。この走査機器は、どのページを走査中かを自動的に知り、どの本を走査中かさえ知り得るはずである。

本出願では本を詳細に説明するが、他のタイプの物品の例には、ノートパッド、ルーズリーフ、ポスター、ビラ、原稿、ステッカー、ラベル、製品パッケージ、箱、交換カード、マグネット（例えば、冷蔵庫用のマグネット）などがある。この物品が紙片を含む場合、この紙片は、任意の適切なサイズのものとすることができ、任意の適切な材料でできているものとし得る。３次元表面を用いる場合、この３次元表面は、人体、動物（例えば、恐竜）、乗り物、キャラクタの成型した姿、または他の姿を含み得る。

好ましい実施形態では、この走査機器のスタイラスは、紙片（または他の物品）上に実質的に不可視のドットパターンで印刷されたコンテンツとともに動作する。実質的に不可視のコードは（例えば、バイナリ符号化方式の場合と同様に）、異なるパターンで形成される。これらの実質的に不可視のコードは、この紙片上の異なる位置に関係し得る。以下で詳細に説明するように、絶対または相対的な位置に直接または間接的に関係するコードを使用することによって、本発明の実施形態を使用して、数学的な計算を行うために数字の場所の情報が必要とされる数学などの教科について学習することができる。これを、単に通常の印刷された従来方式のバーコードを使用することと比較する。これら従来方式のバーコードは、それらの場所に関係しない一意のデータを符号化するものである。

実質的に不可視のコードは、紙片上の複数の位置の場所および／または任意の印刷要素に直接または間接に関係し得る。ある種の実施形態では、これら実質的に不可視のコードは、紙片（または他の物品）上の複数の位置の場所に直接関係し得る。これらの実施形態では、紙片上の異なる位置の場所は、これらのコード自体によって提供することができる。例えば、第１位置における第１コードは、紙片上の第１位置についての空間座標（例えば、特定のｘ−ｙ位置）についてのコードを含む一方、第２位置における第２コードは、紙片上の第２位置の空間座標についてのコードを含んでいてもよい。異なる印刷要素は、紙片上で異なる位置に置くことができる。これらの印刷要素は、これらのコードの上または下に印刷し得る。例えば、第１印刷要素は、第１コードに重なり合う第１位置に置き、第２印刷要素は、第２コードに重なり合う第２位置に置くことができる。使用者が、例えば、第１位置における第１コードおよび第１印刷要素を走査すると、走査機器内のプロセッサは、第１位置の特定の空間座標を求めることができ、第１位置に対応し、かつ第１位置における第１印刷要素にも対応するオーディオを引き出すことができる。

他の実施形態では、実質的に不可視のコードは、紙片（または他の物品）上の複数の位置の場所に間接的に関係し得る。これら実質的に不可視のコードは、紙片上の特定の場所を明示的に識別しないことがあるが、一意のデータを含み得る。この一意のデータは、走査機器内で相対または絶対的な場所の情報に変換される。例えば、第１コードおよび第１印刷要素は、紙片の最上部にあり、第２コードおよび第２印刷要素は、この紙片の最下部にあるものとし得る。紙片の最上部にある第１の実質的に不可視のコードは、「１２３４」などの数字を識別し得るが、この数字自体は、第１印刷要素または第１コードの場所を明示的に識別しない。第２の実質的に不可視のコードは、「５６７８」などの数字を識別し得るが、この数字自体は、第２印刷要素または第２コードの場所を明示的に識別しない。これらの実施形態では、相対または絶対的な場所の情報は、走査機器のメモリユニット内に記憶し得る。したがって、コード「１２３４」を走査すると、走査機器内のプロセッサは、ルックアップテーブルを使用してコード「１２３４」を調べ、それに続いて、第１印刷要素が選択されたことと、それが紙片の最上部にあることとを判別する。これらの実施形態では、印刷要素についての場所の情報は、紙片上ではなく、走査機器のメモリユニット内に記憶し得る。

場所の情報がどこに記憶されるかにかかわらず、本発明の実施形態では、走査機器内のプロセッサは、これらのコードおよびこれらのコードに関連付けられた印刷要素の絶対または相対的な場所を求める。この走査機器は、相対または絶対的な場所を、メモリユニット内のオーディオセグメントにマッピングまたは関連付ける手段を含んでもよい。先に述べたように、この仕組みは、メモリ内の特定のオーディオ出力を物品上の特定の場所に関連付けるルックアップテーブルとすることができ、このルックアップテーブルは、メモリユニット内に記憶し得る。

好ましくは、実質的に不可視のコードは、ドットパターンによって実施される。可視の、または「閾下」の印刷ドットパターンを読み取る技術が存在する。これらの印刷ドットパターンは、使用者の目には実質的に不可視であり、そのため、これらのドットパターン内に存在するコードは、通常の使用においては、（通常のバーコードと異なり）使用者の目では検出不可能である。これらのドットパターンは、例えば、バイナリ符号化の場合と同様に、１と０とを表し得る小さなドットと大きなドットとの特定の組合せによって実施し得る。これらのドットパターンは、それらが走査機器によって明確に読み取られるように、印刷要素を印刷するのに使用されるインクと異なるインクで印刷することができる。ドットの特定の組合せを物品上の異なる位置に印刷して、その位置の座標を示すか、あるいは、その位置における特定の印刷要素を走査機器に示し得る。スエーデンの会社であるＡｎｏｔｏ社は、１組の大きな文書全体にわたって競合せずに使用される、極めて大きな一意のデータ空間を可能にするパターンを生成するアルゴリズムを使用する技術を利用する。Ａｎｏｔｏ社のパターンは、完全に印刷されると、８．５インチ×１１インチのページ７０兆枚分をカバーし、任意のページ上の任意の２ｃｍ角の正方形が一意に認識されることになる。特定のドットパターンを含む紙は、Ａｎｏｔｏ社から市販されている。米国特許第６５０２７５６号、２００２年６月２６日に出願の米国特許出願第１０／１７９９６６号、ＷＯ ０１／９５５５９号、ＷＯ ０１／７１４７３号、ＷＯ ０１／７５７２３号、ＷＯ ０１／２６０３２号、ＷＯ ０１／７５７８０号、ＷＯ ０１／０１６７０号、ＷＯ ０１／７５７７３号、ＷＯ ０１／７１４７５号、ＷＯ ００／７３９８３号、およびＷＯ ０１／１６６９１号の特許および特許出願は、Ａｎｏｔｏ社に譲渡されているものであり、この基本技術を記載している。事実上、これらすべての特許および特許出願全体を参照により本明細書に組み込む。

ある種の実施形態では、これらのドットパターンには、データブロック用のマーカを表すデータ、オーディオデータ、および／またはエラー検出データなど、他のタイプのデータがない。先に述べたように、走査機器内のプロセッサは、ルックアップテーブルを使用してスタイラスの場所を求めることができ、オーディオを引き出し、それを場所の情報に基づいて再生することができる。これは利点である。例えば、マーカ、オーディオ、およびエラー検出用のデータが印刷された紙と比べて、本発明の実施形態が必要とするドットの数は少ない。というのは、マーカ、オーディオ、およびエラー検出用のデータを紙の上に印刷する必要がないからである。紙片から、例えばオーディオデータを割愛することによって、この紙の上のより多くのスペースを対話型にし得る。というのは、実際のオーディオデータが、紙の上のスペースを占有する必要がないからである。さらに、オーディオ用のコンピュータコードは、本発明の実施形態の走査機器内に記憶されるので、生成されるオーディオが、例えば紙片上の皺または切れ目によって、破損または改変される可能性が少ない。

本明細書ではドットパターン化されたコードを具体的に説明するが、本発明の他の実施形態では他のタイプの実質的に不可視のコードを使用することができる。例えば、物品上にバーコードをアレイの形で配設する場合には、赤外バーコードを使用することができるはずである。例えば、紙片は、それぞれこの紙片の異なるｘ−ｙ位置に関連付けられた１００×１００のアレイの実質的に不可視のバーコードを含み得る。このアレイ内の実質的に不可視のバーコードの相対または絶対的な場所は、走査機器内のメモリユニットに記憶し得る。

この走査機器は、実質的に不可視のドットパターンを伴う紙片に加えて、任意の他のタイプの物品とともに動作し得る。例えば、この走査機器は、任意の適切な紙媒体（例えば、任意の本または紙、任意の厚さ、任意のサイズ、任意の装丁）とともに動作し得る。この走査機器は、任意の包み、任意の郵便物、任意の包装などとともに動作し得る。この走査機器は、印刷された３次元表面、ならびに、印刷するか、またはラベルを貼ることができるプラスチック片でも動作する。例えば、単語や記号などの印刷要素を、地球儀や人体模型などの３次元本体上に印刷し得る。これらの単語または記号を選択して、これら単語および記号に対応するオーディオ出力を生成することができる。

物品上の印刷要素により、使用者は任意の適切な教科について学習することができる。例えば、これらの印刷要素により、個々の教授法に従って教示することができる。教示される教科には、数学、綴り、読み書き、歴史、地理、社会、楽しい暗記法、語彙、音声学、文字認識などが含まれる。

物品上の複数の位置における印刷要素は、あらかじめ印刷された印刷要素とすることもできるし、非使用者（例えば、製造業者または出版業者）が生成した、物品上に直接印刷された印を含むこともできる。あるいは、印刷要素は、物体に貼られたラベルまたはステッカー上の印とし得るはずである。

これらの印刷要素は、使用者が生成した印を含み得る。例えば、印刷要素は、使用者が紙片上に書き込んだ数字を含み得る。例えば、使用者は、スタイラスの書込み器具によって印刷要素を書き込むことができる。例えば、使用者は、紙片上に数字を書き込むことができる。走査機器は、手書き認識ソフトウエアを使用して、使用者が書いたものを認識し、これら書き込まれた印刷要素の場所を求める。次いで、走査機器は、使用者が紙片上に書き込んだ印刷要素を、この紙片上のそれらの場所に関連付ける。使用者が生成したこれらの印刷要素を使用者が後で走査すると、走査機器は、これら書き込まれた印刷要素に対応し得るオーディオ出力を生成する。例えば、使用者は、走査機器の書込み要素を使用して、紙片上に数字「７」を書き込むことができる。この数字「７」は、この紙片上の特定のｘ−ｙの場所に関連付けられた実質的に不可視のコードの上に置くことができる。使用者が書き込むと、走査機器は、使用者が数字７をその位置の場所に書き込んだことを判別し、それをメモリに記録する。後で使用者が、この書き込まれた数字７を選択すると、走査機器は、再度このコードを走査し、走査された特定の場所を求め、使用者がこの位置で数字７を走査したことを判別する。次いで、走査機器は、例えば「数字７が書き込まれました」など、数字７に関連付けられた何らかのオーディオ出力を提供することができる。以下で説明するように、このような実施形態を使用して、数学などの複雑な教科を使用者に効果的に教えることができる。というのは、この走査機器は、書き込まれた印刷要素を認識し、紙片上のその絶対または相対的な場所を記憶し得るからである。

以下でさらに詳細に説明するように、この走査機器は、異なる構成とすることができる。ある種の実施形態では、この走査機器は、スタイラスおよび（筆記板に似せることができる）基台を備える。このスタイラスは、基台につながれ、スピーカ、電池、およびフラッシュ／カートリッジコネクタを含み得る。この基台には、便宜上、紙片を留めることができる。好ましい実施形態では、この走査機器は、自己完結型のスタイラスによって実施し得る。図１〜図３に、このような実施形態の例の概略図を示す。

図１に、本発明の実施形態によるシステムを示す。このシステムは、走査機器１００および物品７０を含む。走査機器１００は、スタイラスの形態をとる。

走査機器１００は、ハウジング６２の内部にプロセッサ３２を含む。走査機器１００は、プロセッサ３２に接続されたオーディオ出力装置３６および表示装置４０も含む。オーディオ出力装置３６は、スピーカまたはオーディオジャック（イヤホンまたはヘッドホンのジャック）とすることができるはずである。表示装置４０は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）とし得るはずである。他の適切なコンポーネントには、（図示しない）触覚フィードバックを提供する装置が含まれる。

入力ボタン３８も存在し、これらはプロセッサ３２に電気的に接続されて、使用者は、機器１００に情報を入力することができる。ハウジング６２内には電池などの電源３４があり、プロセッサ３２および走査機器１００の他のコンポーネントに電気を供給する。

光放出器４４および光検出器４２は、スタイラス形状の走査機器１００の一方の端部にある。光放出器４４および光検出器４２は、プロセッサ３２に接続される。光放出器４４は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）その他の光源とすることができ、光検出器４２は、例えば電荷結合素子を含み得る。

プロセッサ３２は、走査機器１００の機能を実施するための任意の適切な電子回路を含み得る。例えば、プロセッサ３２は、合成スピーチを生成するスピーチ合成回路を備えたマイクロプロセッサ、このスピーチを増幅する増幅回路、走査機器１００への任意の入力および走査機器１００から提供される任意の出力を制御する回路、および光検出器４２から受け取った信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタルコンバータを含み得る。

走査機器１００には、メモリユニット４８も存在する。メモリユニット４８は、プロセッサ３２に接続される。メモリユニット４８は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリカートリッジなどの脱着可能なメモリ装置とし得る。他の実施形態では、メモリユニット４８は、ハウジング６２に完全に内蔵された１つまたは複数のメモリ装置（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）を含み得る。半導体ベースのメモリ装置を使用することができる。

メモリユニット４８は、走査機器１００の機能のいずれかを実施するコンピュータコードを含む。例えば、メモリユニット４８は、印刷されたキャラクタを認識するコード、使用者の手書きを認識し、この使用者の手書きを解釈するコード（例えば、手書き文字認識ソフトウエア）、物品上の位置をそれぞれの印刷要素に関連付けるコードなどを含み得る。メモリユニット４８は、聴覚および視覚の出力用のコードも含み得る。例えば、効果音用のコード、単語を発声するコード、学習の計画および指導用のコード、質問用のコードなどをすべて、メモリユニット４８内に記憶し得る。このような聴覚出力用のコードは、物品自体にではなく、（走査機器がオフになってもデータが保持されるように、恒久的または半恒久的に）不揮発メモリに記憶し得る。

走査機器の他の実施形態は、ＭＰ３プレーヤなどの音楽プレーヤを含み得る。一般に、この走査機器には、外部ソースからロードされる音楽を記憶し再生する能力を含めることが可能である。

書込み要素５２は、スタイラス形状の走査機器１００の、光放出器４４および光検出器４２と同じ端部にある。書込み要素５２は、ペンまたは鉛筆を備えることができ、格納式にすることもできるし、そうでないこともある。使用者は、スタイラス形状の走査機器１００を握り、それで紙片上に書き込むことができる。使用者の書いたものは、光放出器４４および光検出器４２を使用して走査することもでき、プロセッサ３２が、使用者の書いたものを解釈し得る。

物品７０は、２次元状のものであり、例えば紙片とし得る。文字Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、物品７０上で異なる位置を表す。物品７０上の異なる位置Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、（図示しない）異なるコードおよび（図示しない）異なる印刷要素を含み得る。これらのコードおよび印刷要素は、位置Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤにおいて重なり合うことができる。これらの異なるコードは、使用者の目に実質的に不可視であり、使用者は、通常の使用において使用者の目でこれらのコードを見ることはできない。

例えば、使用者は、この走査機器で単語ＣＡＴを走査することができる。（図１には示していないが）単語ＣＡＴは、位置Ａのところの実質的に不可視のコードの上で、位置Ａのところに印刷される。使用者が単語ＣＡＴを走査すると、光放出器４４は光信号を生成し、これが位置Ａのところの実質的に不可視のコードから反射し、それを光検出器４２が受け取る。プロセッサ３２は、位置Ａの場所を求め、メモリユニット４８から単語ＣＡＴに対応するオーディオを引き出す。例えば、プロセッサ３２により、オーディオ出力装置３６は、「ＣＡＴはＣ−Ａ−Ｔと綴る」という句を生成することができる。

他の実施形態では、書込み要素５２を使用し得る。以下でさらに詳細に説明するように、書込み要素５２を使用して、物品７０上の特定の場所に書き込むことができるはずである。（メモリユニット４８内にコードとして記憶し得る）適切な手書き認識および／または光学式文字認識用のソフトウエアを使用して、使用者が書いたものをプロセッサ３２が解釈し、それによって、プロセッサ３２が、使用者が書き込んだものを判別し、かつ使用者が書き込みを行っている位置の特定の場所をも判別し得る。以下でさらに詳細に説明するように、この情報を用いて、このシステムおよび走査機器は、数学などの複雑な教科について使用者に教えるように適合させることができる。

図２に、本発明の別の実施形態を示す。この例では、同じ数字は同じ要素を示すので、同じ要素の前の説明を繰り返す必要はない。ただし、この実施形態では、走査機器１００は、スタイラス１００（ａ）および基台１００（ｂ）を含む。ケーブル１０２は、基台１００（ｂ）とスタイラス１００（ａ）とを接続する。基台１００（ｂ）は、２次元物品７０を支持する。この実施形態では、プロセッサ３２、電源３４、オーディオ出力装置３６、ボタン３８、およびメモリユニット４８は、スタイラス１００（ａ）ではなく基台１００（ｂ）内にある。他の実施形態では、ケーブルを割愛することが可能であり、スタイラス１００（ａ）と基台１００（ｂ）（または他のベースユニット）との間は無線リンクとすることができる。

図２に示す実施形態では、スタイラス１００（ａ）内にある電子コンポーネントの数は少なく、そのため、スタイラス１００（ａ）は、図１に示すスタイラス形状の走査機器よりもかさばらない大きさにすることができる。使用中の物品が紙片である場合、この紙片を支持するために、この紙片を基台１００（ｂ）上に置くことができる。

図３に、本発明の別の実施形態を示す。図３では、図１および図２の場合と同様に、同じ数字は同じ要素を示す。ただし、この実施形態では、物品７２は、２次元ではなく３次元である。また、この実施形態では、スタイラス形状の走査機器１００は、書込み要素を含まない。この例で示すように、物品７２は、地球儀、プラスチック成型体などの３次元物体とし得るはずである。使用者の目に実質的に不可視の様々なコードを、３次元物品７２上の様々な印刷要素と同じ位置に置くことができる。３次元物品７２上の印刷要素は走査することができ、走査機器１００は、３次元物品７２上の印刷要素に対応するオーディオ出力を生成し得る。

本発明の実施形態を使用して、語学について教えることもできる。図４に、小さなドット８２を伴う紙片８０の平面図を示す。ドット８２は、紙片８０上の異なる位置について（図示しない）異なるコードを提供するために、異なるサイズおよび／または形状のものとすることができる。例えば、先に述べた米国特許および出願を参照されたい。これらのコードは、異なる位置の特定の場所または特定の空間座標に関係する。単語８６（ａ）〜８６（ｄ）をコードの上に（または下に）印刷することができる。例えば、単語「ｃａｔ」、「ｄｏｇ」、「ｂａｌｌ」、および「ｂａｔ」を、異なるコードの上に印刷することができる。「ｃａｔ」などの単語を走査すると、単語「ｃａｔ」とともに実質的に不可視のコードが走査される。このコードにより、スタイラスの空間座標が識別され、走査機器での処理により、使用者が単語「ｃａｔ」を選択したことが判別される。あるいは、このコードは、このコードの場所に関係せず、このコードについての場所の情報は、走査機器内のメモリユニットに記憶されている。いずれの場合も、次いでこの走査機器は、単語「ｃａｔ」に対応するオーディオを生成する。

語学に加えて、この走査機器を使用して数学を教えることもできる。あらゆる年齢の学生が数学には苦労している。多くの学生が単にあきらめ、自分は数学が苦手な学生だと宣言する。８６６の高校および中学校の生徒（５学年〜８学年）が最近の世論調査で「最もきらいな」と回答した教科は数学であった。読本は、教育的、個人的、かつ専門的な進歩のための主要な生活技能であるが、多くの人々は、数学はそれほど重要な主要技術ではないと主張することだろう。読み方を学習するための簡単かつ本質的で、高度な技術を必要としない手段は「本」であるが、数学を学習するための同様に簡単かつ本質的で、高度な技術を必要としない手段は鉛筆および紙である。電卓、ＰＣその他の装置は、様々な形態の数学について助けを提供するが、鉛筆および紙は、数学を学ぶすべての学生にとって基本的な学習ツールである。学生は、数学を学習するために書かなければならず、学生は、書くことを通して数学を学習する。

例えば、図５に、割り算の枠記号８８が印刷された紙片８０を示す。前の例の場合と同様に、ドットパターン８２は、紙片８０上の異なる位置の場所（例えば、空間座標）を直接または間接的に符号化する。異なるパターンのドットによって実施される異なるコードは、図５に示すように異なる位置Ａ〜Ｉのところにある（Ａ〜Ｉは、位置を示し、紙片８０上に印刷されるものではない）。以下の例で示すように、この走査機器を使用して、数学（例えば、割り算、分数、加算、減算、多項式、乗算）などの複雑な教科を子供に教えることができる。

図５の実施形態が示すように、本発明の実施形態を使用して、書込み器具を脇にやって電卓などの別の装置をいじり回すことなく、紙の上に、宿題の問題に対するステップを続けて書くことができる。このシステムを使用して、学生は、分数、割合、角度、面積、周長、幾何、三角法、および微積分法を学習し得る。

本発明の実施形態を使用して、使用者が、化学、物理、歴史、および英語を含めて他の教科について学習するのを助けることができ、本発明の実施形態に、追加の機能またはソフトウエアを含めることもできる。機能またはソフトウエアの例は、シソーラス、辞書、綴り指導、言語翻訳、即時言語翻訳、および個人指導である。例えば、ある種の実施形態では、使用者は、レストランのメニューでスペイン語の品目を見ることがあり、それをポケット型ノートパッドに書き、その食べ物の名前を英語で聞くことができる。使用者は、単語を英語で書き、それをスペイン語で聞き、次いで、その綴りを聞くことができる。使用者は、単語を書き、次いで、その定義を聞くことができる。使用者は、今週の綴りテストに関する単語を書き、次いで、それらについて試験することができる。これらの応用例は、項目が即座に「入力」されるので、この媒体によく適している。単語を書くほうが、単語をＰＤＡ（携帯情報端末）に入力するよりも速い。他の応用例は、ゲームおよび作曲である。

先に述べたように、この走査機器は書込み要素を含み、そのため、使用者は書き込みながら、自分の書いたものを走査し、オーディオフィードバックを生成することができる。使用者が書込みを行う場合、使用者は、
１）別の人間への非リアルタイム通信を開始し、この別の人間は、別のときにこの書かれたものを読み、
２）自分自身との非リアルタイム対話を開始し（後日のために、書かれたものが、短期的な記憶の制限を強化するように働く）、
３）記号を使用して、直近の短期的なブレインストーミングを容易にし（この場合も、人間の記憶の制限を強化するものとして紙を使用し）、
４）記号を使用して、頭の中では実施し得ない手続き的な機能を実施し（この場合も、人間の記憶の制限を補足し）、
５）記号を使用して、頭の中では維持／展開し得ない３次元モデルを描くなど、何らかの他の脳の機能を刺激し、また、単語を書き出して、それが書かれたときに「正しく見える」かどうかを確かめる（概念的な綴りチェックのプロセスを強化する）。
使用者と、その使用者が「書いたもの」との対話を完全かつ自然に拡張するには、その対話を支援し、促進し、有効なものとし、また改善するように書込み中の記号に応答することである。書かれたものを使用する追加の例を、以下の実施例のセクションに示す。

本発明の実施形態を使用して音楽を教えることもできる。図６に、本発明の実施形態による別の紙片を示す。図に示すように、この紙片には、旋律、和声、調子、テンポ、対位旋律、および主題などの単語がある。この紙片には、楽器の絵もある。使用者は、走査機器を使用して単語または絵のいずれかを選択することができる。印刷要素が走査された後で、走査機器は、この印刷要素に対応するオーディオ出力を生成する。例えば、トロンボーンの絵を選択した後で、この走査機器を使用して、トロンボーンの音を生成することができる。

本発明の実施形態では、ステッカーも使用し得る。これらのステッカーは、ある種の裏板に取り付けられた、はがしてまた使える粘着剤を有する紙片を含み得る。ステッカーは、本、物品、人形、および玩具上に貼ることができるので特に有用である。他の物体上にステッカーを貼ることによって、これらの物体を「対話型」にすることができる。例えば、人形の胸部には、実質的に不可視のコードが印刷されないことがある。Ａ〜Ｚの印刷文字およびこれらＡ〜Ｚの文字に対応する実質的に不可視のコードを有する１枚または複数枚のステッカーをその人形の胸部に貼ることができる。次いで、使用者は、走査機器を使用して文字「Ｂ」を選択することができ、そのときに実質的に不可視のコードを走査し得る。走査機器内のプロセッサは、文字Ｂに関連付けられた実質的に不可視のコードを認識することができ、スピーカに「Ｂはバーと読む」と言わせるための適切なオーディオコードを引き出すことができる。このように、本発明の実施形態では、ステッカーを使用して、本、玩具などの非対話型または部分的に対話型の物体を電子的に対話型にすることができる。

このように、ある種の実施形態では、使用者は、物体上の１枚または複数枚のステッカー（好ましくは、２枚以上のステッカー）上の２つ以上の印刷要素と対話することができ、そのため、生成される出力は、これら２つ以上の印刷要素との対話によって決まる。したがって、本発明の実施形態による対話システムは、物体と、第１の実質的に不可視のコードおよび第１印刷要素ならびに第２の実質的に不可視のコードおよび第２印刷要素を含む１枚または複数枚のステッカーとを有する物品を含み得る。このシステムはさらに、（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）これら光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）このプロセッサに接続され、第１の実質的に不可視のコードおよび第２の実質的に不可視のコードを走査することによって決まる出力用のコードを含むメモリユニットと、（ｉｖ）プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを含む走査機器を含み得る。この走査機器は、本出願で説明する特徴のいずれかを含み得る。

これらの実施形態では、この走査機器によって生成されるオーディオ出力は、１枚または複数枚のステッカー上の印刷要素に関連付けられたコードを走査することによって決まる。例えば、この出力は、２枚のステッカー上の２つの数字によって実施される計算結果とすることもできるし、使用者が３枚の個々のステッカー上の３つの個々の文字を選択した後で、これら３つの文字からなる３文字単語の音とすることもできるはずである。１枚または複数枚のステッカー上の実質的に不可視のコードとの対話によって決まる出力は、ゲーム、計算、単語の音などに関係し得る。

図７に、ステッカーを使用する実施形態を示す。図７に示すように、本などの非対話型物体２０１を取得し得る。複数のステッカー２１０は、使用者が定義した電卓が生成されるように、本の表紙２０５の内側に置くことができる。ステッカー２１０は、単体数字ステッカー２１０（ａ）および数学演算子ステッカー２１０（ｂ）を含む。この例が示すように、各印刷要素は、それ自体のステッカー上にある。他の実施形態では、図に示すすべての印刷要素を１枚のステッカー上に置くことができるはずである。

操作モードの例では、使用者は、先に説明した走査機器の実施形態のいずれかを使用して、その走査機器で数字「１」などの数字を選択することができ、それによってその数字に関連付けられた、ステッカー上の実質的に不可視のコードが走査される。次いで、使用者は、同じやり方で演算子「＋」、「６」、および「＝」を選択することができ、その後で、合成音声が「７」と言うのを聞く。先に述べたように、実質的に不可視のコードを使用することによって、この走査機器は、使用者がどの数字を選択したかを知り、使用者が実施したい数学演算を実施し得る。「１＋６＝７」の計算を実施し、この計算結果に対応するオーディオを提供するソフトウエアを、走査機器のメモリユニットに記憶し得る。他の実施形態も可能である。例えば、他の実施形態は、使用者が定義したキーボード、または使用者が定義した他のユーザインターフェースを含み得る。数字を含むステッカーを詳細に説明したが、文字、絵、または記号を含むステッカーを使用することができる。

これらの実施形態が示すように、ステッカーを使用して非対話型または部分的に対話型の物体を改変してより対話型にすることが可能である。ステッカーを使用して、機能する応用例（例えば、電卓、テスト機器、ゲーム機器）を形成することができる。このような応用例では、走査機器によって生成される出力が、使用者と、２つ以上のステッカー、コード、または印刷要素との対話によって決まる。２枚以上のステッカーに関係する応用例は、数学、語学、綴り、歴史、地理などに関係し得る。これらの応用例では、用いられる実質的に不可視のコードは、これらのコードの絶対または相対的な場所に関係することもあるし、関係しないこともあることに留意されたい。例えば、これらの実施形態では、場所に関係しない実質的に不可視のバーコードを使用することが可能である。

いくつかの教育的かつ学習的な実施形態を説明してきたが、本発明の実施形態は、ビジネスの状況でも使用し得る。本発明の実施形態による物品は、広告用のちらし、送り状、郵便物などを含み得る。例えば、広告用のちらしは、走査機器内にあらかじめプログラムされたゲームに対応するいくつかの印刷要素を含み得る。使用者は、ゲーム中に（賞として）広告用のちらしの中の特定の絵または単語を選択した後で、特定の数字を聞く。他の実施形態の場合と同様に、実質的に不可視のコードは、使用者が、走査機器で広告用のちらし上の印刷要素と対話し得るように、広告用のちらし上に存在し得る。使用者が数字を取得した後で、これらの数字を図８に示すクーポン２８０上の数字ブロック２８２に書き込むことができる。次いで、使用者は、クーポン２８０をレジ係にもってゆき、その後で割引を受け取ることになる。クーポン２８０は、先に述べた実質的に不可視のコードを含むこともあるし、含まないこともある。

図９に、本発明の実施形態による走査機器で使用し得るいくつかの電気コンポーネントのブロック図を示す。この走査機器は、プロセッサ３０１と、プロセッサ３０１に接続されたメモリユニット３０３とを含み得る。プロセッサ３０１およびメモリユニット３０３は、１つまたは複数のコンピュータチップによって実施し得る。ある種の実施形態では、プロセッサ３０１には、特定用途向けの回路を含めることができ、スピーチ合成装置をプロセッサ３０１に結合させることができる。光検出器３０５および光放出器も、プロセッサ３０１に動作可能に接続する。表示装置３１１などの出力装置（例えば、ＬＣＤまたはＬＥＤのスクリーン）およびオーディオ出力装置３０９（例えば、スピーカまたはイヤホン）も、プロセッサ３０１に接続し得る。これらのコンポーネントに関係する細部のさらなる例は、すでに示されており、また以下に示す。

図１０に、走査機器に新しい様々なコンテンツを提供するのに使用し得るコンピュータシステムを示す。図１０には、データベース４０５に接続されたサーバコンピュータ４０３を示す。データベース４０５には、走査機器４１１用の新しいコンテンツを格納することができる。これら新しいコンテンツは、聴覚出力用のコード、視覚出力用のコード、オペレーティングシステム用のコードなどを含み得る。データベース４０５およびサーバコンピュータ４０３は、２つのブロックとして示されているが、これらは、単一のコンピュータ機器または全体として動作する多数のコンピュータ機器によって実施し得ることを理解されたい。

通信媒体４０１により、サーバコンピュータ４０３と、複数のクライアントコンピュータ４０７（ａ）、４０７（ｂ）とが通信することができる。クライアントコンピュータ４０７（ａ）、４０７（ｂ）は、通常のパーソナルコンピュータとし得る。通信媒体４０１は、インターネットまたはイントラネットを含めて、任意の適切な通信ネットワークとし得る。

走査機器４１１は、本明細書で説明した走査機器のいずれかとし得る。走査機器４１１は、無線または有線による接続を含めて、任意の適切な接続を介して、クライアントコンピュータ４０７（ａ）と通信し得る。クライアントコンピュータ４０７（ａ）によって、走査機器４１１は、通信媒体４０１を介してサーバコンピュータ４０３と連続的または不連続的に通信し得る。

以下、追加の特定の実施形態および実施例をさらに詳細に説明する。

９歳のジョニーは、長除法の宿題の問題をじっと見ている。ジョニーは、自分の走査機器を使用して以下のように進める。

１）図５に示すように、割り算の枠記号が（先に述べたように実質的に不可視のコードとともに）、紙片上に印刷されている。あるいは、これらは、ジョニーが書き込むこともできるはずである。ジョニーがそれを書き込む場合、走査機器は自動的に、枠記号が描かれていることを判別し、この枠記号の場所を記録する。

２）ジョニーは、除数１８を書き込み、被除数８７９６を枠記号内に書き込む。

３）ジョニーの走査機器は、ジョニーがこれらの数字を書くときにそれらを走査する。この走査機器は、ジョニーが数字「１８」および「８７９６」を書き込んだことを判別し、紙片上の数字「１８」および「８７９６」の場所を知る。次いで、この走査機器は、この長除法の問題に対する答えを出すのに必要とされる数字を求め、これらの数字が、数字「１８」および「８７９６」の位置に対して相対的に、かつ割り算枠記号の位置に対して相対的にどこに置くことになるかを知る。その後、この走査機器は、この算数のプロセスを通じて１ステップずつジョニーを助ける。例えば、この走査機器は、「８７９６を１８で割りなさい。助けがいる場合には、割り算の記号を走査しなさい」と知らせる。

４）ジョニーは助けを必要としている。ジョニーは、割り算枠記号を走査する。この走査機器はジョニーに、「８７には１８がいくつ入るでしょう。答えを８７の７の上に書きなさい」と促す。

５）ジョニーは確信がもてない。ジョニーは、答えは４だと思う。そのため、ジョニーは、７の上に４を書き込み、次いで、それを走査する。ジョニーは、正解の効果音と、それに続く「４」とを聞き、自分が正しい数字を出したことを知る。

６）ジョニーは、自分が４と１８を掛けるべきであることを思い出す。ジョニーは、４×８は３２であることを知っており、９の下に２を書き込む。

７）この走査機器は、正しい数字をジョニーが間違った列に書き込んだことを知り、穏やかな不正解の効果音を出す。ジョニーは、自分がどんな誤りを犯したかがわからないので、２を走査する。ジョニーは、「２は、８７の７の下に書くべきである」と聞く。

８）ジョニーは、自分が犯した誤りに気づき、その２を消す。ジョニーは、７の下に２を書き直し、自分の走査機器を持ち上げたときに、正解の効果音を聞く。

９）ジョニーは、自分の頭の中で４×１８の掛け算を続けようと試みるが、助けが必要なことに気づく。ジョニーは、紙片上の別の場所に４×１８と書き込む。

ジョニーは等号の右側の紙の余白を走査する。ジョニーの走査機器は、「４×１８は、４×１０と４×８とを足すことです。そのため、４０と３２とを足すと（答えの効果音）、７２になります」と知らせる。

１０）ジョニーは、８の下に７を書き込み、次いで、８７から７２を引く。

１１）ジョニーは次に何をすべきかがわからない。そのため、ジョニーは再び、割り算枠記号を走査し、「８７９から９を下にもってきて、１５９にしなさい」と聞く。

１２）ジョニーは、９を書き込み、自分の次のステップは、１５９を１８で割ることだと気づく。ジョニーは、１５９には１８が約９個入ると思い、商の４の隣に９を書き込む。

１３）この走査機器は、穏やかな不正解の効果音を生成する。ジョニーは、９を走査し、「１５９には１８が約８個入ります」と聞く。

１４）ジョニーは９を消し、８を書き込む。ジョニーは、正解の効果音を聞く。ジョニーは、自分の頭の中で１８と８とを掛ける（８×１０（８０）と、８×８（６４）とを足すと１４４になる）ことができることに驚く。ジョニーは、１５９の下に１４４を書き込み、引き算をして、６を下にもってくる。

１５）ジョニーは、１５６には１８が８個入ることを知っており、商の４８の隣に８を書き込む。次いで、１５６の下に１４４を書き込み、引き算をする。

１６）ジョニーは、これが余りだということに気づき、商４８８の隣にＲを書き込み、余り１２を添える。ジョニーが、その１２から自分の走査機器を持ち上げると、ジョニーは、正解の効果音を聞き、次いで、「よくできました。８７９６を１８で割ると、４８８余り１２です」と聞く。

パリに住む１２歳のマリーが使用する走査機器は、マリーの中学校の数学ソフトウエアモジュールを備えている。マリーは、同様の対話式かつ理にかなった助けを得ながら、２^５×２^３の乗算方法を学習する指数の問題に取り組んでいる。マリーは、これらの指数を加算すると２^８になることを学び、それを計算して２５６にする。次いで、マリーは、９^−１／２の値を計算するように指示された成績優秀者用の追加問題に取り組む。マリーは、負の指数は、１／９^１／２と逆数をとること、分数指数１／２では、９の平方根をとらなければならず、そのため、答えは１／３になることとを学習する。

スドーは、因数分解に取り組んでおり、ｘ^２−ｘ−６＝０を因数分解すると（ｘ−３）（ｘ＋２）＝０になり、解は、ｘε｛３，−２｝になることを学習する。スドーは、宿題を終え、自分の走査機器を置く。スドーの母親が部屋に入ってきて、スドーの走査機器を借りられるか尋ねる。スドーの母親は、何枚かの記入用紙を埋めなければならない。スドーの母親は、自動計算機能を利用して自分の作業を終える。走査機器は、この自動計算機能を電卓よりも直裁的に実施する。次いで、スドーの母親は、クロスワードパズル遊びに没頭する。スドーの母親は、走査機器でマス目を描き、走査機器からの指示に従ってマスを埋め、マスを走査してはヒントを聞き、ゲームを続ける。

ダイエット追跡機能
ダイエット中の人が、小型のポケット型ノートパッドに食する食べ物の品目をそれぞれ書き込む。この人には、カロリー、タンパク質、炭水化物、その日の累積カロリー、残りのカロリーなどが即座に示される。これは、糖尿病患者の助けにもなるはずである。走査機器内に記憶された記録情報をサーバにアップロードして、レポートの作成、健康評価などを行うことができるはずである。この応用例は、書込みが容易であり、オーディオフィードバックが組み合わされていること、即座に計算結果が得られること、即座に満足感が得られること、および明快な音声のコメントによる情緒的な支援さえ得られることから、良好に適している。

作曲
意欲的な作曲家や音楽科の学生が五線譜に音符を書き込むと、音符が書かれるときにそれぞれの音符が聴こえる。この人が調にシャープ／フラットを書き込むと、その調が通知されて聴こえる。この人は、音楽の第１節を走査して、自分の作曲した曲を聴く。この人は、和音および強弱を追加し、音楽が調整される。この人は、楽器を選択し、オーケストラを指揮する。

ゲーム
このシステムは、あらゆる年齢を対象とした、いつでもどこでも、１人または複数人のプレーヤで遊ぶゲームとともに使用し得る。これらのゲームには、クロスワードパズル、ワードゲーム、アート／シェイプ描画ゲーム、スペリング、マッピングなどが含まれる。

学習
本発明の実施形態は、記号の書込みを伴う任意の教科で使用し得るはずである。例には、化学、物理、電子工学−概略図、地理、三角法、微積分法などが含まれる。これらはいずれも、走査機器による理にかなった対話によって強化することができる。宿題の提出用に設計されたページに加えて、本発明の実施形態は、印刷要素があらかじめ印刷された、特定の教科について使用者に教えるページを有する学習帳を含み得る。

オーディオ音声オーガナイザ
現在の「音声記録装置」に伴う制限は、記録された一群の音声にアクセスするのが難しいことである。というのは、これらを容易に「指標化」することができないからである。使用者が「ジョン・スミス」という名前を書き込み、次いで、ジョンについてメモを口述することができる場合、使用者は、単に「ジョン・スミス」という名前を再度書き込み、使用者が記録したものにアクセスすることができる。

インスタントアラームクロック
「火曜日午前１０時」と書き込み、アラームをセットする。この応用例は、入力するデータが「少なく」ても、得られる結果が大きいことを特徴とする。この走査機器は、アラームをセットするのに利用可能な手段の中で最も速いものであろう。

税金アシスタント
納税者は、税金の記入用紙を埋める際に、項目名に関する分類を必要とする。この使用者は、その行を走査し、即座にオーディオによる助けを受け取る。使用者は、値を入力し、値が範囲外であるか、あるいは値の記入場所が違う場合には注意を受け取る。ボックスは、正確かどうかについて自動的に計算または検査される。

本明細書で使用した用語および表現は、説明を行うための用語であり、限定するためのものではない。このような用語および表現を使用するに際して、ここで示し説明した特徴またはその一部の均等物を除外することを意図するものではなく、特許請求する本発明の範囲内で様々な改変形態が可能であることを理解されたい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明のいずれかの実施形態の１つまたは複数の特徴を、本発明の他のいずれかの実施形態の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。

事実上、先に述べたすべての参照文献、特許出願、および特許を参照によりそれら全体を本明細書に組み込む。これらのいずれも、特許請求する本発明の先行技術と認めない。

２次元物品を使用するシステムの概略図である。 基台上に２次元物品を含むシステムの概略図である。 ３次元物品を含むシステムの概略図である。 印刷された紙片の平面図である。 割り算枠記号を含む印刷された紙片の平面図である。 音楽について使用者に教える印刷要素を伴うページを示す図である。 ステッカーを使用する実施形態を示す図である。 使用者が書き込むことができるいくつかのブロックを含むクーポンを示す図である。 走査機器内で使用し得るいくつかの電子コンポーネントのブロック図である。 本発明の実施形態による走査機器にコンテンツを配信するのに使用し得るシステムのブロック図である。

Claims (36)

1. （ａ）（ｉ）複数の位置およびそれぞれ前記複数の位置にある複数の異なる印刷要素を有する表面、ならびに（ｉｉ）それぞれ前記複数の位置にあり、前記複数の位置に関連付けられた前記表面上の複数の実質的に不可視のコードを含む物品と、
   （ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラス、（ｉｉ）前記光検出器および前記光放出器に接続されたプロセッサ、（ｉｉｉ）前記異なる印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコード、および、前記複数の位置の場所を求めるためのコードを含み、前記プロセッサに接続されたメモリユニット、ならびに（ｉｖ）前記プロセッサに接続されたオーディオ出力装置を含む走査機器と
   を備える対話システム。
2. 前記物品は、紙片またはプラスチック成型体である、請求項１に記載の対話システム。
3. 前記スタイラスはさらに、書込み要素を備える、請求項１に記載の対話システム。
4. 前記プロセッサ、前記メモリユニット、および前記オーディオ出力装置は、前記スタイラス内にある、請求項１に記載の対話システム。
5. 基台をさらに備え、前記プロセッサ、前記メモリユニット、および前記オーディオ出力装置は、前記基台内にある、請求項１に記載の対話システム。
6. 前記物品は地球儀である、請求項１に記載の対話システム。
7. 前記複数の印刷要素は単語を含み、前記異なるオーディオ出力は、綴りまたは発音用の単語を含む、請求項１に記載の対話システム。
8. 前記複数のコードは、バイナリコードを表す複数のドットを含む、請求項１に記載の対話システム。
9. 前記異なるオーディオ出力は、前記印刷要素に関連付けられた、異なる音楽出力を含む、請求項１に記載の対話システム。
10. 前記異なるオーディオ出力は、数学を学習するための指示を含む、請求項１に記載の対話システム。
11. （ｉ）複数の位置およびそれぞれ前記複数の位置にある複数の異なる印刷要素を有する表面と、（ｉｉ）それぞれ前記複数の位置にあり、前記複数の位置に関連付けられた前記表面上の複数の実質的に不可視のコードとを含む物品と共に使用される走査機器であって、
    （ａ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、
    （ｂ）前記光検出器および光放出器に接続されたプロセッサと、
    （ｃ）前記異なる印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコード、および、前記複数の位置の場所を前記オーディオ出力に関連付けるコードを含み、前記プロセッサに接続されたメモリユニットと、
    （ｄ）前記プロセッサに接続されたオーディオ出力装置と
    を備える走査機器。
12. 前記物品はステッカーを含む、請求項１１に記載の走査機器。
13. 前記プロセッサ、前記メモリユニット、および前記オーディオ出力装置は、前記スタイラス内にある、請求項１１に記載の走査機器。
14. 前記異なるオーディオ出力は、単語の音、単語の綴り、または音楽を含む、請求項１１に記載の走査機器。
15. 前記プロセッサに接続された送受信機をさらに備える、請求項１１に記載の走査機器。
16. 前記メモリユニットは、質問をするためのコード、ゲームをするためのコード、使用者が提供したオーディオデータを記録するためのコード、使用者が入力したデータ用のコード、および／または手書きまたは印刷されたキャラクタを認識するためのコードをさらに含む、請求項１１に記載の走査機器。
17. 複数の位置およびそれぞれ前記複数の位置にある複数の印刷要素を有する表面、ならびに前記複数の位置にある複数の実質的に不可視のコードを含む物品と共に使用される走査機器であり、前記コードは前記位置に関連付けられており、前記実質的に不可視のコードはオーディオデータを有しておらず、前記走査機器はスタイラスの形態を有しているところの走査機器であって、
    （ａ）光検出器および光放出器と、
    （ｂ）前記光検出器に接続されたプロセッサと、
    （ｃ）前記印刷要素に対応する異なるオーディオ出力用のコードを記憶し、前記プロセッサに接続されたメモリユニットと、
    （ｄ）前記プロセッサに接続されたオーディオ出力装置と
    を備える走査機器。
18. （ａ）（ｉ）複数の位置およびそれぞれ前記複数の位置にある複数の印刷要素を有する表面、ならびに（ｉｉ）それぞれ前記複数の位置にあり、前記複数の位置の場所に関連付けられた前記表面上の複数のコードを含む物品を提供する工程と、
    （ｂ）第１印刷要素に関連付けられた第１コードを、走査機器で走査する工程と、
    （ｃ）走査された前記第１印刷要素に対応する第１オーディオ出力を受け取る工程と、
    （ｄ）第２印刷要素に関連付けられた第２コードを、前記走査機器で走査する工程と、
    （ｅ）走査された前記第２印刷要素に対応し、前記第１オーディオ出力と異なる第２オーディオ出力を受け取る工程と
    を含む走査方法。
19. 前記第１および第２のオーディオ出力は、数学に関する指示を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記走査機器は、書込み要素を備える、請求項１８に記載の方法。
21. 前記走査機器は、スピーカを備える、請求項１８に記載の方法。
22. （ａ）（ｉ）複数の位置を有する表面、および（ｉｉ）それぞれ前記複数の位置にあり、前記複数の位置の場所に関連付けられた、前記表面上の複数のコードを含む物品を提供する工程と、
    （ｂ）走査機器内の書込み要素で、前記物品上に印刷要素を書き込む工程と、
    （ｃ）書き込まれた前記印刷要素に関連付けられたコードを前記走査機器で走査する工程と、
    （ｄ）走査され、書き込まれた前記印刷要素に対応するオーディオ出力を受け取る工程と
    を含む走査方法。
23. 前記物品は紙片である、請求項２２に記載の方法。
24. （ｂ）〜（ｄ）の工程を実施するときに、使用者は、数学の計算を実施する、請求項２２に記載の方法。
25. （ａ）（ｉ）複数の位置を有する表面と、（ｉｉ）それぞれ前記複数の位置にあり、前記複数の位置に関連付けられた、前記表面上の複数の実質的に不可視のコードであって、オーディオデータを有していないところの実質的に不可視のコードとを含む物品、および、
    （ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）前記光検出器および前記光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）オーディオ出力用のコードおよび前記複数の位置の場所を記憶するコードを記憶し、前記プロセッサに接続されたメモリユニットと、（ｉｖ）前記プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを含む走査機器
    を備える対話システム。
26. 前記物品は紙片である、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記プロセッサ、前記メモリユニット、および前記オーディオ出力装置は、前記スタイラス内にある、請求項２５に記載のシステム。
28. （ａ）（ｉ）物体と、（ｉｉ）第１の実質的に不可視のコードおよび第１印刷要素、ならびに第２の実質的に不可視のコードおよび第２印刷要素を含む少なくとも１枚のステッカーであって、前記物体上に置かれたステッカーとを有する物品、および、
    （ｂ）（ｉ）光検出器および光放出器を有するスタイラスと、（ｉｉ）前記光検出器および前記光放出器に接続されたプロセッサと、（ｉｉｉ）前記プロセッサに接続されたメモリユニットであって、前記第１の実質的に不可視のコードおよび前記第２の実質的に不可視のコードを走査することによって決定される出力用のコードを含むメモリユニットと、（ｉｖ）前記プロセッサに接続されたオーディオ出力装置とを有する走査機器
    を備える対話システム。
29. 前記第１印刷要素は第１ステッカー上にあり、前記第２印刷要素は第２ステッカー上にある、請求項２８に記載の対話システム。
30. 前記出力は数字に関係する、請求項２８に記載の対話システム。
31. 前記第１および第２の印刷要素は文字である、請求項２８に記載の対話システム。
32. （ａ）（ｉ）第１の実質的に不可視のコードおよび第１印刷要素、ならびに第２の実質的に不可視のコードおよび第２印刷要素を有する少なくとも１枚のステッカーを含む物品を提供する工程と、
    （ｂ）前記第１の実質的に不可視のコードを走査する工程と、
    （ｃ）前記第２の実質的に不可視のコードを走査する工程と、
    （ｄ）前記第１印刷要素および前記第２印刷要素に関連するオーディオを聞く工程と
    を含む方法。
33. 前記第１および第２のコードは、ドットパターンの形態を有している、請求項３２に記載の方法。
34. 前記第１および第２の印刷要素は文字である、請求項３２に記載の方法。
35. 前記第１および第２の印刷要素は、第１および第２のステッカー上にある、請求項３２に記載の方法。
36. 前記第１および第２の印刷要素は数字である、請求項３２に記載の方法。

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