TW421605B - Interactive toy - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 421605 A7 ___B7_____ 五、發明說明（1 ) 本發明與一種智慧型及自動調適性玩具有關，這種it 具可與配件產生互動，而配件與玩具有連帶關係並由一孩 童加以觸動。 這種玩具包含允許這種互動之電子器件。 這種電子器件之開發與其倂入玩具之中允許廣泛變化 與高度複雜之建議功能。 因此，除目前所廣泛使用之聲效、動力化與遙控外， 玩具亦包含如商標A TAMAGOCHI "下玩具之人工僞智慧， 其銀幕代表一模擬生物之人物。 本發明與一種使用特殊與嶄新之電子架構有關，這種 架構是爲配備一組玩具與其配件而設想的，它具智慧型、 互動性與自動調適性功能，而可能模擬一生物。 根據本發明，配備這種電子架構之玩具未具由一銀幕 與鍵盤所形成之傳統技術介面。 他們經由一併入玩具內之中央計算單元所控制之感測 器與觸動器直接與孩童產生互動。 當然，本發明與可倂入這種電子器件之任何型式玩具 有關，並特別是與具配件之玩具，模擬化玩具以及用來建 立特殊狀況之玩具有關。 在這當中更尤其要提及的是玩偶及其含蓋範圍之衣服 、固定或可移動性傢倶、浴室配件、廚房配件、尿布等。 在這相同觀念中，也要提及的是具全套陶器之孩童廚 房，孩童之工作桌或具全套工具與電路之工作間，具一車 隊之車庫，具一組人物之佈景等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - ------------- ---— — — — — — — — ! {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4216 05 ·, A7 ___B7 —_ 五、發明說明（2) 當然，這些例子無法限制本發明之範圍》 根據本發明，這種玩具包含一與一組配件有連帶關係 之玩具本身，並包含 • 一或多個倂入玩具（嚴格地說）本身之中央處理 單元，而中央處理單元由一微處理器或微控制器 組成； • 一意欲供應電能給該中央處理單元或單元之自主 電源： • 一或多個感測器之組件及/或連接至介面並意欲 實施各種型式功能之觸動器，其中之介面被整合 在中央處理單元或單元內： _ 至少一連接至至少一中央處理單元之電感耦合器 0 根據本發明： • 與玩具有連帶關係之配件各包含至少一欲以電磁 方式與該電感耦合器產生互動之電感標籤： • 流經連接到中央處理單元之電感耦合器爲一規定 頻率之電流，且電感耦合器與該電感標籤互換等 於頻率調變相位或振幅狀態之二進位資料。 根據本發明之有利特性，中央處理單元包含一多重辨 認與識別資訊之裝置，並以這種方式俾能允許依序或同時 讀取位於電感耦合器讀取電場內之數個電感標籤。 根據本發明另一有利特性，中央處理單元包含一用以 辨認與識別資訊之裝置，依這種方式俾能充許將二進位及 表纸張尺度適用肀國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -----II----I I -----^----訂-----— II <锖先閱讀背面之注意事項再填窵本頁) 421605 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3) /或十六進位資訊寫入一或多個位於電感耦合器讀取電場 內之電感標籤。 這種可實現本發明之方式與從這種方式所產生之好處 將自圖例中淸楚顯現出來，這圖例表示附加申請專利項目 之支援無限制。 第1圖爲一代表實施應用於一嬰兒之原理之槪要圖。 第2圖爲一代表中央處理單元與配件間之互動槪要圖 0 主要元件對照表 I 中央處理單元 10 嬰兒玩偶 II 電磁鐵 1 3 連接線 12.17 封閉迴路 14 玻璃 15 奶瓶 1 6 湯匙 6 接觸器 4、 3、2、6 感測器 5、 4、6 觸動器 2 揚聲器 3、1 2、1 3 耦合器 8 標籤 — — — — — I — I— · I I I l· I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 厶216〇5 A7 ____B7__ 五、發明說明（4) 2、3 介面 10 玩具 14, 15. 16 配件 2 換能器 第1圖中所表示之槪要圖爲一至少包含一中央處理單 元（1 )之嬰兒玩偶。有利的是，它分別包含兩中央處理 單元，一尤其專用於管理訊號之讀取而另一則當玩偶（且 通常爲玩具）實際上有設置一聲音部件時特別專用於管理 聲音的。 靠近兩眼其中一眼所完全代表均是意欲用來觸動眼睛 啓閉之電磁鐵（11)。這電磁鐵以一連接線（13)接 到中央處理單元（1 )。 而且，本圖表示分別位於玩偶軀幹內與嘴中之兩封閉 迴路（12)與（17)，以及亦以連接線接到中央處理 單元（1)之電感耦合器。內部有規定頻率之電流在流動 之這些耦合器是用來與位於如玻璃（14)，玩偶奶瓶（ 1 5 )或湯匙（1 6 )之配件內之電感標籤產生互動，且 特別是互換資料。第1圖可看到的是，這些配件各設置一 電感標籤，完全以一封閉迴路（1 7 )表示。 第2圖表示中央處理單元（1 )與本發明之各種感測 器，觸動器或耦合器間之互動。 這中央處理單元（1 )基本上包含一主動數位整合電 路與尤其是，一設置所有傳統功能，即記億功能、時脈功 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公;* > ----I-------J (裝-----r---訂·--I I--I <琦先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（5) 能及感測器和觸動器介面功能之微控制器或微處理器。 根據本發明，以軟體控制中央處理單元（1 )，該軟 體根據將這中央處理單元（1)倂入其內部之玩具之行爲 及其互動加以規定這些功能。 這軟體是植入在與中央處理單元有連帶關係之記億體 中（這些未示出）。 根據本發明，電子器件具自主性並包含其本身之能源 。這能源代表性地包含一可充電式電池或電池，這也沒有 被顯示出來。 根據本發明，電子器件包含一組感測器，其主要兩種 型式如下： • —或多個開關型接觸器（6); • —或多個比重高度感測器（4)。 當然，可包含一或多個其它感測器，例如，如可察覺 可見光或紅外線訊號之光二極體。 也可包含其它通信介面，亦即執行發光二極體（ LED)之光學介面，這LED可在可視或紅外線範圍內 加以發光。 根據本發明，電子器件包含一單一型之電磁型觸動器 (5)，如一或多個電磁鐵或馬達。 最後，根據本發明另一特性，中央處理單元（1 )之 電子電路包含兩通信介面之組合： • 一聲音型之第一介面，包含一麥克風與一揚聲器 (2);麥克風與揚聲器可也選擇倂成單一之.雙 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 裝-----r---訂---------線 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 421605 · A7 _B7___ 五、發明說明（6 ) 向換能器：這聲音介面作用在由再生某些個聲音 ，字語或音符之參考者（7 )所描繪之孩童內部 ，而這些聲音、文字或音符是依與中央處理單元 (1 )有連帶關係之軟體而定；這介面針對孩童 ，他的字語及他所發出之雜音加以反應。依軟體 複雜程度而定，介面因此允許音調成熟度鑑別， 聲音辨識或甚至語句或文法之辨認； • 第二通信介面爲電感型。這爲一線圈迴路型式之 電感耦合器（3、 12、 13)，其中，一規定 頻率之電流流經其中。 根據本發明，中央處理單元（1 )連接到至少一電感 耦合器（3)，在玩具（嚴格地說）內部之耦合器定位將 依預期互動型式而定，且尤其是依其意欲與它互動之配件 範圍而定。 這耦合器意欲與被動式或主動式電感標籤（8)，也 就是說那些自主性的或不含任何能源本身者，產生互動。 如在聯合第1圖之說明中已經提到的，這些標籤是固定在 玩具（嚴格地說）之補充配件上。 與電感標籤之互動以互換二進位資料- 0與1 -等於 頻率調變相位或振幅狀態之形式進行 實體上，以線圈或感測器（3 )迴路以及迴路或標籤 (8)線圈間之微弱耦合來實施耦合器。 電感標籤包含一迴路或連接至一主動數位積體電路之 線圈，該稹體電路更稱爲一 A晶片"，且例如包含一可能 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -9- -I J ----— II---- 裝--I I L--1晒訂--I---1!*^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 2 16 0 5 A7 A7 __ B7 i、發明說明（） 與小型電池有連帶關係之微控制器。 根據本發明，各配件包含至少一電感標籤。 (請先間讀背面之法項再填寫本頁) 現將更加詳細說明依據本發明玩具與配件之各種構成 元件間之互動與連結。 中央處理單元（1)之微處理器或微控制器掌管與各 種元件之互動，尤其是聲音型式介面（2 )與電感型介面 (3 )以及感測器或觸動器（4、5 1 6 ) ^ 另一方面，在這些各種元件之間無直接之互動。 根據本發明，中央處理單元（1 )與其各種元件間之 連結爲電氣式的，且例如，由接線或印刷電路導電軌所形 成。 中央處理單元（1 )之微處理器從感測器（6 )接收 類比訊號，並從感測器（4 ) ，（ 3 )與（2 )接收邏輯 或類比訊號。因此，中央處理單元（1 )在輸入端上爲這 些訊號設置類比/數位轉換器。 中央處理單元（1 )向觸動器（5 )發射一邏輯或類 比電源訊號並向介面（2)與（3)發射類比訊號。 經濟部智慧財產局貴工消费合作社印製 因此，中央處理單元（1 )在輸出端上設置類比/數 位轉換器》 孩童（7 )與麥克風/揚聲器（2 )間之連結爲一聲 音連結並傳輸聲音、噪音、音符與字語。 耦合器（3、 12、 13)與電感標籤（8)間之連 結爲電感型並傳輸資料元。 孩童（7 )處理包含標籤（8 )之配件並與包含中央 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 421605 A7 一 —_____I_B7_ 五、發明說明（8) 處理單元（1 )之玩具嬉戲。這種互動是自然的，呆板的 與具聲音的。 如中央處理單元（1 )有設置光感測器，則互動可爲 視覺上的。 植入與微處理器（1)有連帶關係之記憶體內之軟體 依玩具性質規定並將玩具之互動與反應與孩童及配件同步 〇 根據本發明應用到玩具上之電子電路裝設，例如’玩 偶或嬰兒。標籤（8 )則分佈在所有配件、衣服、嬰兒推 車、搖籃.浴盆等內。 玩偶根據程式說明內容與孩童及配件產生互動，教授 一段對話，以音調加以辨認孩童，對操縱與那些配件產生 反應，對觸摸產生反應，並適時啓閉眼瞼等。 這對話例如是與察覺到孩童之音調同步。 藉開關接觸器（6 )與比重感測器（4 )加以偵測操 縱》 —電磁鐵掌管眼瞼之開啓。 如已經提過的，玩偶在倂入配件內之電感耦合器（3 )與電感標籤（8 )間之識別碼互換後即確認配件=結果 ，玩偶對其環境及孩童之介入產生反應。玩偶也可邀請孩 童玩一段需要配件之遊戲，並可控制其適當之使用。 非常豐富之可能互動當然不允許巨細靡遺之說明，因 這些互動不構成本發明之基本特徵。 在一實施例中，根據本發明之電子系統裝備孩童之廚 -----------.蒙-裝----訂-----I---線 {請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21(^297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 421605 A7 __B7 五、發明說明（9) 房。標籤（8 )是放在陶器與燉鍋中。聲效（如煮食）與 孩童之動作等同步。 在另一應用上，根據本發明之電子系統再次爲孩童配 備一工作桌或工作間。然後將電感標籤（8 )倂入工具中 。根據想像或真正自助式工作可學得一段對號。 根據另一應用，根據本發明之電子系統可配備一車庫 或汽車電路’倂入車輛中之電感標籤（8)。聲效與對號 可針對車輛移動加以調整。 在另一應用上，根據本發明之電子系統依孩童大小配 備一佈景、山岳、農場、藝術品、結構體等之代表物。電 感標籤（8 )是放在人物與動物中，音效識別出動物而內 容情節則根據孩童與其手部移動之互動加以說明^ 在本發明之一種型式中，中央處理單元（1 )包含一 系統，該系統可在執行玩具與配件間之互動期間防止任何 之資訊碰撞a 根據本發明之另一種型式，中央處理單元包含一種可 多重辨識與識別資訊之系統，以這種方式可允許依序或同 時讀取位於電感耦合器讀取電場內之數個電感標籤。 根據本發明，工具之互動性與智慧性源自其程式之複 雜性。就各應用而言|玩偶、廚房、車庫等，有特定之軟 體儲存在與中央處理單元（1)有連帶關係之記憶體中， 以及，就各應用而言，規定一特定之架構與感測器之分佈 〇 根據本發明進一步開發之型式，軟體爲模組式並可互 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 - --1 ----------裝-----Γ Γ--訂-----If--線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4216 05 A7 B7 五、發明說明（1Q) 換。爲做到這種地步而連結到一微電腦。 爲此目的，提供一數據機型式之連接、串列或並列’ 到中央處理單元之電子電路。連上串列或並列數據機源後 就提供至電腦之連結且因此允許程式內容之任何介入。 因此可辨認根據本發明告知之高度受益’由於大量可 能之互動，這種受益意爲玩具之應用，尤其是就嬉戲而言 ，是可無限變化的。 -------------裝----------訂- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線丨l· 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -13-

Claims (1)

1. Μ 4 5 ο 6 ABCD 經濟部智葸財4局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 · 一種包含嚴格地說與配件之範圍相關聯之玩具的 玩具，其包含： • 一或多個併入玩具（嚴格地說）（10)之中央 處理單元（1)，而中央處理單元由一微處理器 或微控制器組成； • 一意欲供應電能給該中央處理單元或單元之自主 電源； • —或多個感測器（4 )之組件及/或連接至介面， 並意欲實施各種型式功能之觸動器（5)，其中 之介面被整合在中央處理單元或單元（1)內： • 至少一連接至中央處理單元或單元（1)之電感 耦合器（3 ); 其特徵爲： • 與玩具（10)相關聯之配件（14、 15、 1 6 )各包含至少一欲以電磁方式與該電感耦合 器（3 )產生互動之電感標籤（8 ): • 流經連接到中央處理單元或單元（1 )之電感耦 合器（3 )爲一規定頻率之電流，且電感耦合器 與該電感標籤（8 )互換等於頻率調變相位或振 幅狀態之二進位資料》 2 .如申請專利範圍第1項之玩具，其中，中央處理 單元（1 )由軟體控制，而該軟體根據將這中央處理單元 (1)併入其內部之玩具之行爲與互動加以規定這些功能 -------------裝-------Γ1Τ------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中a國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公嫠） -14- 經濟部智慧財是局員工消費合作社印製 421605 益 CS __ D8__ 六、申請專利範圍 3 如申請專利範圍第1或2項之玩具，其中，玩具 (嚴格地說）更包含~連接至中央處理單元（1 )之聲音 換能器（2 )。 4 .如申請專利範圍第1或2項之玩具，其中，中央 處理單元包含一種多重辨認與識別資訊之裝置’並以這種 方式俾能允許依序或同時讀取位於電感耦合器讀取電場內 之數個電感標籤。 5 .如申請專利範圍第1或2項之玩具，其中，中央 處理單元包含一用以辨認與識別資訊之裝置，依這種方式 俾能充許將二進位及/或十六進位資訊寫入一或多個位於 電感耦合器讀取電場內之電感標籤。 6 .如申請專利範圍第1或2項之玩具，其中’玩具 爲一玩偶或一嬰兒，且其中，配件特別包含該玩偶或嬰兒 之衣服、像俱、浴廊用品或廚房用品。 7 .如申請專利範圍第1或2項之玩具’其中，玩具 爲一孩童之廚房，且其中，相關配件特別包含陶器與燉鍋 〇 8 ·如申請專利範圍第i或2項之玩具，其中，玩具 爲一孩童工作桌或自助式工作間，且其中，相關配件尤其 包含工具。 9 ·如申請專利範圍第1或2項之玩具’其中’玩具 爲一選自含佈景、藝術品、結構物組群之元件且其中’相 關配件包含動物或人物。 1 0 .如申請專利範圍第1或2項之玩具，其中，玩 <紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 210Χ297公釐） -----^--,--^------1T------^ (請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) -15- 42 16 05 - Bc\ D8六、申請專利範圍 具爲一孩童之車庫或汽車電路，且其中’相關配件包含汽 車 -----------裝------^訂------Φ J (請先閱讀背*之注意事項再填寫表頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、紙張尺度適用中國國家標芈（CNS) A4规格（2!〇X297公釐） -16 -