JPH07213751A - パターン認識装置とそれを用いた発音玩具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡潔かつ安価なハードウエアによっ
て、対象物を認識できるパターン認識装置とそれを用い
た発音玩具を提供する。 【構成】 パターン認識装置は、所定の区画領域に複数
の導電面を配列してなるパターン情報を裏面に有するシ
ートと、該パターン情報を読み取る読取手段とからな
り、該読取手段が、前記シートの表面側より、前記導電
面の各々に近接してコンデンサを構成可能な複数の電極
板と、各電極板の静電容量変化を検知する検知手段を備
え、高度なパターン認識を簡易に実現できるようにし
た。また、発音玩具は、表面に絵柄を、裏面に該絵柄に
対応する絵柄情報をそれぞれ有する絵柄シートと、該絵
柄シート上に載置可能なキャラクタ人形とからなり、か
つ該キャラクタ人形内に、前記絵柄情報を認識するパタ
ーン認識装置と、該パターン認識装置の出力に応じて音
を発生する発音手段を備えたものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、極めて簡潔な構成に
よりパターン認識を実現できるパターン認識装置と、該
パターン認識装置を用いて、絵柄やキャラクタの内容に
応じて音ないし音声を発生させることのできる発音玩具
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】対象物の外形形状や色などによって対象
物が何であるかを認識するパターン認識技術は、近年、
著しい進歩を遂げ、郵便番号の識別、商品の仕分け、果
物の選別、機械部品の傷検査などの産業分野で広く応用
されている。一般に、パターン認識技術は、ＣＣＤカメ
ラなどにより対象物の画像情報を入力した後、該画像情
報をコンピュータで解析し、複雑な画像処理を行って、
対象物を判別する形態を採っている。

【０００３】この種の原理に基づくパターン認識装置
は、人間の眼と同じような働きを持っているので汎用性
が高く、しかもエレクトロニクス技術を駆使することに
より、多量品の目視検査、微細な傷検査などが可能であ
るという特徴を有している。しかしながら、反面、ハー
ドウエアの費用がかさむ上、高度なソフトウエア開発が
必要であり、大規模システムにおいて大量の製品識別を
必要とする分野でしか実用化できないのが現状である。

【０００４】そこで、こうした高級なパターン認識装置
に代替する簡易技術として、バーコード方式のパターン
認識技術が提案され、実用化されている。これは、所定
のパターンで配列された白黒の縞模様（バーコード）を
対象物に予め印刷しておき、該バーコードをレーザ光な
どで走査読み取りして対象物を認識するものである。こ
の方式は、対象物に予め情報を記録するから、本来の意
味でのパターン認識とはやや異なるものの、カメラ入力
方式に比べて、飛躍的に簡潔な構成で対象物を認識でき
るという優れた特徴を有している。このバーコード方式
は、簡潔かつ安価であるため、小売店における商品の価
格読取分野などで広く普及している。

【０００５】ところで、パターン認識技術は、これまで
産業分野における生産性向上のツールとして位置づけら
れてきたが、近年、ハイテク化が進む玩具の世界でもこ
うした技術を取り入れることにより、ゲーム内容の高度
化を図る動きが台頭しつつある。

【０００６】例えば、絵柄をパターン認識して、その判
別結果に応じて音声合成チップを制御すれば、絵柄に応
じて音や音声を発する玩具を構成することができる。即
ち、ジグソーパズル、野球ゲーム盤、サッカーゲーム
盤、教育玩具など絵柄シートを用いる玩具において、そ
の内容を複雑かつ高度なものにすることができる。例え
ば、野球ゲーム盤であれば、野球のフィールドを模した
盤面上に、投球手段、打球手段などを設置し、野球選手
に模したキャラクタ人形を盤面上で移動できるようにな
っているから、パターン認識によって、キャラクタ人形
が場面に応じて音や音声を発するように構成できれば、
野球ゲームの興趣はより盛り上がることとなる。

【０００７】また、ジグソーパズルは、絵柄シートを複
数の不定形ピース（小片）に分割したものからなり、こ
のピースをばらばらの状態からつぎ合わせて、元の絵柄
を再構成することで、知的推理と造形プロセスの興趣を
楽しむ玩具である。ジグソーパズルには、絵画、風景写
真、線画など、完成した絵柄を壁に掛けて鑑賞できるも
のが多いが、このほかに、かな、漢字、アルファベッ
ト、数字などを適宜組み合わせた絵柄シートにより、教
育玩具として利用できるものも知られており、対象物の
パターン認識が可能になれば、玩具のゲーム内容は飛躍
的に多様化することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のパターン認
識装置は、バーコード方式のような簡易形態のものであ
っても、ハードウエア、ソフトウエアの両面において構
成が複雑かつ高価であり、一般玩具のような低価格品分
野で実用化することは、到底不可能なのが現状である。
また、絵柄シートを用いた玩具において、絵柄の中に登
場する風景、人物、動物などが、個別の音や音声を発生
できるパターン認識機能を付与することができれば、立
体的で、しかもダイナミックなストーリー性を有する遊
び方が可能となり、その応用分野を飛躍的に広げること
ができる。

【０００９】この発明は、極めて簡潔かつ安価なハード
ウエアによって、対象物を認識できるパターン認識装置
を提供することを第１の目的としている。また、極めて
簡潔な構成により、絵柄シートに対応したパターンを認
識可能な手段を備えた発音玩具を提供することを第２の
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１のパターン認識装置は、所定の区画領域に
複数の導電面を配列してなるパターン情報を裏面に有す
るシートと、該パターン情報を読み取る読取手段とから
なり、該読取手段が、前記シートの表面側より、前記導
電面の各々に近接してコンデンサを構成可能な複数の電
極板と、各電極板の静電容量変化を検知する検知手段を
備えたものとし、簡潔構成の回路によって、高度なパタ
ーン認識を実現できるようにしたものである。また、請
求項２のパターン認識装置は、前記導電面は、導電性イ
ンクにより印刷されたものとし、極めて簡潔な手段によ
りパターン情報を記録できるようにしたものである。

【００１１】また、請求項３の発音玩具は、表面に絵柄
を、裏面に該絵柄に対応する絵柄情報をそれぞれ有する
絵柄シートと、該絵柄シート上に載置可能なキャラクタ
人形とからなり、かつ該キャラクタ人形内に、前記絵柄
情報を認識するパターン認識装置と、該パターン認識装
置の出力に応じて音を発生する発音手段を備えたものと
し、簡潔な構成により、キャラクタ人形が絵柄を認識し
て発音できるようにしたものである。また、請求項４の
発音玩具は、前記絵柄情報が、所定の区画領域に導電性
インクで印刷された複数の導電面を配列したものであ
り、かつ前記パターン認識装置は、前記絵柄シートの表
面側より、該導電面の各々に近接してコンデンサを構成
可能な複数の電極板と、各電極板の静電容量変化を検知
する検知手段を備えたものとし、簡潔な記録手段でパタ
ーン情報を記録するとともに、簡潔な検出手段で該パタ
ーン情報を認識できるようにしたものである。

【００１２】また、請求項５の発音玩具は、底面にキャ
ラクタ情報を有するキャラクタ人形と、該キャラクタ人
形を載置可能なパネルとからなり、かつ該パネル内に前
記キャラクタ情報を読み取るパターン認識装置と、該パ
ターン認識装置の出力に応じて音を発生する発音手段を
備えた構成とし、パネル側からキャラクタ人形をパター
ン認識して発音できるようにしたものである。

【００１３】請求項６の発音玩具は、前記キャラクタ情
報が、前記キャラクタ人形の底面に貼付された貼付シー
トに形成された所定の区画領域に複数の導電面を導電性
インクで印刷したものであり、かつ前記認識手段は、該
各導電面に近接してコンデンサを構成可能な複数の電極
板と、該コンデンサによる電極板の静電容量変化を検知
することにより前記キャラクタ情報を読み取る読取手段
とを備え、簡潔な記録手段でパターン情報を記録すると
ともに、簡潔な検出手段で該パターン情報を認識できる
ようにしたものである。

【００１４】請求項７の発音玩具は、前記絵柄シートな
いし前記パネルが、それぞれジグソーパズルを構成し、
ひとつの玩具で２種類の遊び方ができるようにしたもの
である。

【００１５】

【作用】請求項１のパターン認識装置において、シート
の表面側より読取手段を近づけると、読取手段内の電極
板と、シートの裏面に配列された導電面の各々が近接対
向してコンデンサを構成する。従って、読取手段をシー
トに近づける前の電極板の静電容量と、近づけた時の静
電容量は大きく変動するため、各電極の静電容量変化を
検知手段で検知することにより、導電面の配列からなる
パターン情報が読み取られる。請求項２のパターン認識
装置において、導電面が導電性インクで印刷されている
ため、極めて簡潔にパターン情報を記録できる。

【００１６】請求項３の発音玩具において、絵柄シート
上にキャラクタ人形を乗せると、キャラクタ人形内に設
けられたパターン認識装置が、絵柄シートの裏面の導電
面を読み取ってその絵柄情報を判別、読み取った絵柄情
報に応じて音または音声が、キャラクタ人形内の発音手
段によって発音される。請求項４の発音玩具において、
絵柄情報は導電面が印刷されたものであり、パターン認
識装置は、該導電面に近接してコンデンサを構成し、そ
の静電容量変化により絵柄情報を読み取るから、簡潔な
記録手段でパターン情報を記録するとともに、簡潔な検
出手段で絵柄情報を認識することができる。

【００１７】請求項５の発音玩具において、パネル内に
設けられたパターン認識装置が、キャラクタ人形の底面
を読み取ってキャラクタ情報を認識するから、その出力
に応じて発音することができる。請求項６の発音玩具に
おいて、キャラクタ情報が印刷されたものであり、パタ
ーン認識装置は、該各導電面に近接してコンデンサを構
成し、その静電容量変化によりキャラクタ情報を読み取
るから、簡潔な記録手段でパターン情報を記録するとと
もに、簡潔な検出手段でキャラクタ情報を認識すること
ができる。

【００１８】請求項７の発音玩具において、絵柄シート
ないしパネルが、それぞれジグソーパズルを構成するか
ら、一度ばらばらにされた小片をつなぎ合わせることに
より、絵柄シートやパネルの絵柄を完成するジグソーパ
ズルゲームとして遊び、さらに完成した絵柄の上にキャ
ラクタ人形を乗せて、絵柄またはキャラクタに応じて音
や音声を楽しむ発音玩具として遊ぶことができる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明を添付の図面に基づく実施例
により説明する。図１は第１の発明におけるパターン認
識装置のシート構成を示す原理説明図、図２はパターン
認識時のシートと読取装置の関係を示す正面図、図３は
第２の発明の発音玩具をジグソーパズルに適用した例の
全体構成を示す斜視図、図４は絵柄情報の構成を示す斜
視図、図５は絵柄情報と電極の関係を示す説明図、図６
は読取手段の回路構成を示す原理図、図７はジグソーパ
ズルの接合部と絵柄情報、及び位置決め穴の関係を示す
説明図、図８はキャラクタ人形、絵柄シート、絵柄情
報、及び読取手段の関係を示す断面図、図９は４ビット
の矩形導電面からなる絵柄情報の構成例を示す説明図、
図１０は絵柄シートと発音内容の一例を示す説明図、図
１１は第３発明の発音玩具におけるキャラクタ人形、絵
柄シート、絵柄情報、及び読取手段の関係を示す断面図
である。

【００２０】第１の発明のパターン認識装置は、パター
ン情報Ｐを裏面に備えたシートＳと、該パターン情報Ｐ
を読み取る読取手段Ｙとで構成されている。該シートＳ
は、紙またはプラスチックフィルムなどからなり、厚さ
１ｍｍ以下の絶縁層を構成している。また、前記パター
ン情報Ｐは、該シートＳの裏面に形成された所定の区画
領域に、複数の導電面Ｋを導電性インクにより印刷した
ものからなり、偏平で、しかもシートＳの表面側からは
視認できないようになっている（図１）。

【００２１】前記読取手段Ｙは、その内部に、前記シー
トＳの表面側より、前記複数の導電面Ｋの各々に近接し
てコンデンサを構成可能な複数の電極板Ｓａ，Ｓｂを備
えるとともに、各電極板Ｓａ，Ｓｂの静電容量変化を検
知する検知手段Ｘを備えている（図２、図３）。このた
め、該電極板Ｓａ，Ｓｂは、読取手段ＹとシートＳが離
れている時は、対向する電極を持たないので、微少な静
電容量しか持ち得ないが、読取手段ＹがシートＳに近接
すると、各電極板Ｓａ，Ｓｂは、絶縁性のシートＳを介
して導電面Ｋと近接対向するために、比較的大容量の静
電気を蓄積することができる。

【００２２】このシート接近時と離反時における電極板
Ｓａ，Ｓｂの静電容量変化を、検知手段Ｘで検知するこ
とにより、前記導電面Ｋの配列状況、即ち、前記パター
ン情報Ｐを読取できるように構成されている（図４）。
即ち、電極Ｓａには発振器Ｏの出力Ｖｏ（約２００ｋＨ
ｚ、３Ｖp-p 、矩形波）が印加され、電極Ｓｂには、増
幅器Ｚの入力が接続される。ここで、増幅器Ｚは、ＣＭ
ＯＳインバータの入力閾値調整によって、その出力の有
無を調整できるようになっている。

【００２３】ここで、電極Ｓａ，Ｓｂ間の静電容量Ｃｓ
は、増幅器Ｚの入力電圧Ｖｉに対して、 Ｖｉ＝Ｖｏ×Ｃｓ／（Ｃｓ＋Ｃｌ） なる関係で結ばれている。Ｃｌは静電容量Ｃｓの変化を
導出するために介装された微小な負荷容量であり、該負
荷容量Ｃｌは、Ｃｓが１〜４まで変化する場合、Ｃｌ＝
２程度であることが感度向上の面から望ましい。

【００２４】電極Ｓａ，Ｓｂに近接対向する導電面Ｋが
存在しない時、電極Ｓａ，Ｓｂ間の負荷容量Ｃｓは最小
（＝１）であり、増幅器Ｚの入力電圧Ｖｉも Ｖｉ≒Ｖｏ×１／３ となり最小である。一方、導電面Ｋが存在すれば、静電
容量Ｃｓは最大（＝４）となり、電圧Ｖｉも最大とな
り、 Ｖｉ≒Ｖｏ×２／３ が出力される。即ち、導電面Ｋの有無によって、電圧Ｖ
ｉは２倍も変化をする。各導電面Ｋの位置毎の増幅器Ｚ
の入力電圧Ｖｉの変化を検知することにより、導電面Ｋ
の有無を検知し、パターン情報Ｐを読み取ることができ
る。

【００２５】ここで、導電面Ｋは、カーボン粒子を混入
した導電性インクで印刷された矩形面からなっている
が、導電面は電極板と対向してコンデンサを構成できる
ものであればよく、その形状は円形や短冊状などであっ
てもよいことはもちろんである。また、本実施例では４
つの象限に対応する区画領域に導電面を配列した例を示
しているが、配列パターンは任意であり、例えば、円形
の導電面を一定間隔で直線状に配列したものなどでもよ
い。なお、導電面Ｋは、前述のように導電性インクで印
刷することが最も簡潔であるが、アルミ蒸着した導電面
を有するシートを貼付したり、銅箔やアルミ箔などの金
属片を貼付するなどした構成であってもよいことはもち
ろんである。

【００２６】上記第１発明のパターン認識装置におい
て、シートＳの表面側から読取手段Ｙを近づけるだけ
で、電極板Ｓａ，Ｓｂの静電容量変化を利用して、シー
トＳの裏面のパターン情報Ｐを読み取ることができる。
この時、パターン情報Ｐの読取はシートＳの表面の外観
にはよらないから、裏面のパターン情報Ｐに関連した絵
や文字を印刷しておき、あたかも表面の絵や文字を認識
したかのような状態を造出してもよいし、パターン情報
Ｐとは無関係な文字やデザイン（例えば、商品デザイン
など）を施してもよい。即ち、バーコード方式のよう
に、特殊な白黒パターンで表面上の外観を損なうことな
く、対象物の認識を行うことができる。

【００２７】このため、シートＳの裏面に粘着面を形成
しておき、ステッカーとして対象物に貼付できるように
構成しておけば、ほとんどすべての対象物に自在なデザ
インを施しつつ、簡易なパターン認識を実現することが
できる。パターン情報としては、名称、数字、金額、特
性値などあらゆる情報が記録可能である。また、記憶容
量としては、少なくとも１０ビット程度の情報記録は容
易である。

【００２８】次に、第２の発明の発音玩具について説明
する。第２発明における発音玩具は、絵柄シート１１を
備えたパネル１と、該パネル１に載置するキャラクタ人
形２とで構成されている。図６、７において、該パネル
１は、表層の絵柄シート１１に基板１２を貼り合わせた
もので構成されている。また、該絵柄シート１は、不定
形のピース１Ｐ（小片）に分割され、ジグソーパズルを
構成できるようになっている。

【００２９】該絵柄シート１１は、紙またはプラスチッ
クフィルムからなり、その表面には、風景や静物、ある
いは図１０に示すような線画などからなる絵柄が、印刷
ないし写真焼付されている。また、該絵柄シート１１の
裏面には、表面の絵柄情報を示す絵柄情報（パターン情
報）Ｐが印刷されている。該絵柄シート１１は、絵柄情
報Ｐと、後述する読取手段２１のコンデンサ電極の間に
絶縁層を構成するためのものであるから、絶縁性でなけ
ればならず、しかもその厚さは、０．５ｍｍ以下である
ことが望ましい。

【００３０】前記絵柄情報Ｐは、所定領域に適宜配列さ
れたビットエリアＢに、矩形導電面Ｋを導電性インク
（炭素粉末を練り込んだインク）により印刷したものか
らなっている。該絵柄情報Ｐは、例えば、図９に示すよ
うに、互いに隣合う４つのビットエリアＢのいずれかに
印刷された導電性の矩形導電面Ｋの組み合わせにより、
４ビット・１６種類（＝２⁴ 、４か所全てに印刷される
場合と全く印刷されない場合を含む）の絵柄情報を表現
できるように構成されている。もちろん、該絵柄情報Ｐ
は、何ビット構成であってもよい。また、導電性の矩形
導電面Ｋを縦長にして、バーコード状に配列してもよい
が、該矩形導電面は後述するように、静電容量によって
読み取りを行うため、ある程度幅広な矩形導電面である
ことが望ましい。

【００３１】前記基板１２は、前記絵柄シート１１を支
持するためのもので、厚手の合紙（またはプラスチック
シート）で構成されている。該基板１２は、絵柄シート
１１と同様に絶縁性でなければならず、その厚さは、２
ｍｍ以上であることが望ましい。ここで、前記矩形導電
面Ｋは、該基板１２と前記絵柄シート１１の間にサンド
イッチ状に挟まれ、基板１２の表層下側に、絵柄シート
１１の紙厚分だけ隔てて位置することになる。

【００３２】Ｌはパネル１を複数のピース１Ｐ（小片）
に分割する分割ラインである。Ａは前記キャラクタ人形
２をパネル１上に位置決めするための穴で、ひとつの絵
柄情報Ｐに、３個の穴Ａが設けられている。即ち、該３
個の穴Ａに、キャラクタ人形２の底面に立設された３本
の足２２を挿入することで、人形２の位置と姿勢を確定
できるように構成されている。

【００３３】前記キャラクタ人形２は、動物、人間、ロ
ボット、アニメキャラクタなどに模した人形を、プラス
チック成形したものからなり、本体内部に、前記絵柄情
報Ｐを読み取る読取手段２１を備えている。該読取手段
２１は、前記絵柄シート１１を挟んで、前記絵柄情報Ｐ
の矩形導電面Ｋに対向可能な電極Ｓａ，Ｓｂを４対備え
ており、絵柄情報Ｐの絵柄情報を読み取りできるように
なっている（図７）。即ち、該電極Ｓａ，Ｓｂは、矩形
導電面Ｋの左半分と右半分にそれぞれ対向可能な長方形
に構成されている。

【００３４】該読取手段２１の主要部は、図８に示すよ
うに、前記電極Ｓａ，Ｓｂを含む等価回路を計４個備え
ており、各電極Ｓａ，Ｓｂが各ビットエリアＢに近接対
向した時の静電容量の変化によって、矩形導電面Ｋの有
無を検知できるようになっている。ここで、矩形導電面
Ｋの検知手段は、前述した第１発明のパターン認識装置
における検出手段（図４参照）を用いている。

【００３５】２３は前記キャラクタ人形２の本体内に設
けられた発音手段で、該発音手段２３は、前記読取手段
２１の出力内容に応じて発音できるように構成されてい
る。即ち、該発音手段２３は、音声合成チップを備えて
なり、前記絵柄情報Ｐの絵柄情報に応じて音または音声
を適宜出力できるようになっている。２４は電源電池で
ある。

【００３６】例えば、図１０に示すような絵柄パターン
を有するジグソーパズルの場合、学校の絵のエリアでは
チャイム音、車に乗った象の絵のエリアでは象のおしゃ
べり音、救急車の絵のエリアではサイレン音・・・など
がそれぞれ発音できるように構成されている。

【００３７】上記第２発明における発音玩具の実施例に
おいて、まず、ばらばらに分解されたパネル１の小片１
Ｐをつなぎ合わせて、ジグソーパズルとしてのパネル１
の絵柄を完成させる。次に、パネル１の表面の絵柄の上
にキャラクタ人形２を乗せると、キャラクタ人形２内の
電極Ｓａ，Ｓｂが、絵柄シート１１の裏面のビットエリ
アＢに印刷された矩形導電面Ｋに近接してコンデンサを
構成する。

【００３８】このコンデンサの静電容量を検出すること
により、矩形導電面Ｋの配列パターンが検知され、絵柄
シート１１の表面に形成された絵柄の種類が読み取られ
る。そして、読み取った絵柄情報に応じて音または音声
が、キャラクタ人形２内の発音手段２３によって発音さ
れる。これにより、ジグソーパズルとして遊んだ後、発
音玩具としても遊ぶことができる。

【００３９】次に、パネル側に読取手段と発音手段を設
けた第３発明の発音玩具を説明する。図１１において、
１０１はパネルで、該パネル１０１は、前記第１発明の
パネル１と同様に、表面に風景、静物、線画などの絵柄
が印刷ないし写真焼付された絵柄シート１１１を支持し
ている。また、該絵柄シート１１１は非導電性で、所定
の絵柄領域には、キャラクタ人形１０２をセットするた
めの位置決め穴Ａが３個設けられている。

【００４０】前記キャラクタ人形１０２は、前記第１発
明のキャラクタ人形２と同様に、動物、人間、ロボッ
ト、アニメキャラクタなどに模した人形であるが、キャ
ラクタ人形２とは異なり、その内部に、読取手段や発音
手段を備えてはいない。このため、該キャラクタ人形１
０２は、例えば、内部が空洞にブロー成形されたプラス
チック製人形であってもよいことはもちろんであるし、
本願発明とは独立に製作された既成の人形などを転用し
てもよい。即ち、金属製や木製の人形の底面に、３本の
足１２２を設けるとともに、キャラクタコード（人形の
種類を表す情報）Ｃを示すための矩形導電面Ｋを印刷、
ないしは貼付することにより構成することができる。

【００４１】該キャラクタコードＣは、第２発明の絵柄
情報Ｐと全く同様に、所定領域に適宜配列されたビット
エリアに、矩形導電面Ｋを導電性インク（炭素粉末を練
り込んだインク）により印刷したものからなっている。
該キャラクタコードＣは、使用する人形の種類、表現し
たい情報内容などに応じて、何ビット構成にしてもよ
い。

【００４２】前記パネル１０１は、その内部に、キャラ
クタコードＣを読み取る読取手段１２１、該読取手段１
２１の出力に応じて音ないし音声を発生する発音手段１
２３、及び電源電池１２４を備えている。ここで、該読
取手段１２１の電極Ｓａ，Ｓｂは、該パネル１０１の上
層に位置する前記絵柄シート１１１の裏面に位置するよ
うに構成されており、キャラクタ人形の１０２の裏面に
設けられた導電性矩形面Ｋと対向して、第１発明と同様
に、コンデンサを形成できるようになっている。

【００４３】これにより、前記発音手段１２３は、音声
合成チップを備えてなり、前記キャラクタコードＣのキ
ャラクタ情報に応じて音または音声を適宜出力できるよ
うになっている。１２４は電源電池である。

【００４４】上記第３発明の実施例において、ジグソー
パズルとして完成されたパネル１０１の上面の絵柄シー
ト１１１の表面上に、キャラクタ人形１０２を乗せる
と、キャラクタ人形１０２の底面に設けられたキャラク
タコードＣの矩形導電面Ｋが、絵柄シート裏面の読取手
段１２１の電極に近接してコンデンサを構成する。この
コンデンサの静電容量を検出することにより、ビットエ
リアにおける矩形導電面Ｋの配列パターンが検知され、
キャラクタ人形１０２のキャラクタ情報が読み取られ
る。

【００４５】そして、読み取ったキャラクタ情報に応じ
て音または音声が、パネル内の発音手段１２３によって
発音される。この第２発明では、キャラクタ人形１０２
として既成の人形を流用することができ、より多彩なゲ
ーム内容を構成することができる。

【００４６】

【発明の効果】上記のように請求項１のパターン認識装
置は、所定の区画領域に複数の導電面を配列してなるパ
ターン情報を裏面に有するシートと、該パターン情報を
読み取る読取手段とからなり、該読取手段が、前記シー
トの表面側より、前記導電面の各々に近接してコンデン
サを構成可能な複数の電極板と、各電極板の静電容量変
化を検知する検知手段を備えているので、極めて簡潔な
構成の回路によって、高度なパターン認識を実現するこ
とができる。請求項２のパターン認識装置は、導電面
が、導電性インクにより印刷されたものであるから、印
刷という極めて簡潔・安価で量産向きな手段により、パ
ターン情報を記録することができる。

【００４７】請求項３の発音玩具は、表面に絵柄を、裏
面に該絵柄に対応する絵柄情報をそれぞれ有する絵柄シ
ートと、該絵柄シート上に載置可能なキャラクタ人形と
からなり、かつ該キャラクタ人形内に、前記絵柄情報を
認識するパターン認識装置と、該パターン認識装置の出
力に応じて音を発生する発音手段を備えているので、極
めて簡潔な構成により、キャラクタ人形が絵柄を認識し
て発音することができる。

【００４８】請求項４の発音玩具は、前記絵柄情報は、
所定の区画領域に導電性インクで印刷された複数の導電
面を配列したものであり、かつ前記パターン認識装置
は、前記絵柄シートの表面側より、該導電面の各々に近
接してコンデンサを構成可能な複数の電極板と、各電極
板の静電容量変化を検知する検知手段を備えているの
で、簡潔な記録手段でパターン情報を記録するととも
に、簡潔な検出手段で該パターン情報を認識することが
できる。

【００４９】請求項５の発音玩具は、底面にキャラクタ
情報を有するキャラクタ人形と、該キャラクタ人形を載
置可能なパネルとからなり、かつ該パネル内に前記キャ
ラクタ情報を読み取るパターン認識装置と、該パターン
認識装置の出力に応じて音を発生する発音手段を備えた
構成であるから、パネル側からキャラクタ人形をパター
ン認識して発音することができる。

【００５０】請求項６の発音玩具は、前記絵柄コードと
前記キャラクタコードは、それぞれ所定エリアに複数の
矩形導電面を適宜配列したビットパターンを、導電性イ
ンクにより印刷してなるものとしているので、極めて簡
潔・安価で量産向きな手段により情報を記録することが
できる。請求項７の発音玩具は、絵柄シートないしパネ
ルが、ジグソーパズルを構成するものであるから、発音
玩具でありながらジグソーパズルとしても遊ぶことがで
きる。

【００５１】この結果、パターン認識というハイテク技
術を、極めて簡潔・安価な形態で実現可能なパターン認
識装置を提供できるという優れた効果を奏する。また、
このパターン認識装置を応用することにより、絵柄シー
トに応じて音や音声を発生して、多彩なゲームを展開可
能な発音玩具を提供できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明におけるパターン認識装置のシート構
成を示す原理説明図である。

【図２】パターン認識時のシートと読取装置の関係を示
す正面図である。

【図３】第２の発明の発音玩具をジグソーパズルに適用
した例の全体構成を示す斜視図である。

【図４】絵柄情報の構成を示す斜視図である。

【図５】絵柄情報と電極の関係を示す説明図である。

【図６】読取手段の回路構成を示す原理図である。

【図７】ジグソーパズルの接合部と絵柄情報、及び位置
決め穴の関係を示す説明図である。

【図８】キャラクタ人形、絵柄シート、絵柄情報、及び
読取手段の関係を示す断面図である。

【図９】４ビットの矩形導電面からなる絵柄（パター
ン）情報の組合せ例を示す説明図である。

【図１０】絵柄シートと発音内容の一例を示す説明図で
ある。

【図１１】第３発明のキャラクタ人形、絵柄シート、キ
ャラクタコード、及び読取手段の関係を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１、１０１ パネル ２、１０２ キャラクタ人形 １１、１１１ 絵柄シート １２ 基板 １Ｐ ピース ２１、１２１ 読取手段 ２２、１２２ 足 ２３、１２３ 発音手段 ２４、１２４ 電源電池 Ｓａ，Ｓｂ 電極板 Ｓ シート Ｙ 読取手段 Ｘ 検知手段 Ｐ パターン（絵柄）情報 Ｃ キャラクタコード Ｂ ビットエリア Ｋ （矩形）導電面 Ｌ 分割ライン Ｚ 増幅器 Ｐ パターン情報

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の区画領域に複数の導電面を配列し
   てなるパターン情報を裏面に有するシートと、該パター
   ン情報を読み取る読取手段とからなり、該読取手段が、
   前記シートの表面側より、前記導電面の各々に近接して
   コンデンサを構成可能な複数の電極板と、各電極板の静
   電容量変化を検知する検知手段を備えたものであること
   を特徴とするパターン認識装置。
2. 【請求項２】 前記導電面は、導電性インクにより印刷
   されたものである請求項１に記載のパターン認識装置。
3. 【請求項３】 表面に絵柄を、裏面に該絵柄に対応する
   絵柄情報をそれぞれ有する絵柄シートと、該絵柄シート
   上に載置可能なキャラクタ人形とからなり、かつ該キャ
   ラクタ人形内に、前記絵柄情報を認識するパターン認識
   装置と、該パターン認識装置の出力に応じて音を発生す
   る発音手段を備えたことを特徴とする発音玩具。
4. 【請求項４】 前記絵柄情報は、所定の区画領域に導電
   性インクで印刷された複数の導電面を配列したものであ
   り、かつ前記パターン認識装置は、前記絵柄シートの表
   面側より、該導電面の各々に近接してコンデンサを構成
   可能な複数の電極板と、各電極板の静電容量変化を検知
   する検知手段を備えたものである請求項３に記載の発音
   玩具。
5. 【請求項５】 底面にキャラクタ情報を有するキャラク
   タ人形と、該キャラクタ人形を載置可能なパネルとから
   なり、かつ該パネル内に前記キャラクタ情報を読み取る
   パターン認識装置と、該パターン認識装置の出力に応じ
   て音を発生する発音手段を備えたことを特徴とする発音
   玩具。
6. 【請求項６】 前記キャラクタ情報は、前記キャラクタ
   人形の底面に貼付された貼付シートに形成された所定の
   区画領域に複数の導電面を導電性インクで印刷したもの
   であり、かつ前記認識手段は、該各導電面に近接してコ
   ンデンサを構成可能な複数の電極板と、該コンデンサに
   よる電極板の静電容量変化を検知することにより前記キ
   ャラクタ情報を読み取る読取手段と、を備えたものであ
   る請求項５に記載の発音玩具。
7. 【請求項７】 前記絵柄シートないしパネルが、それぞ
   れジグソーパズルを構成するものである請求項３から６
   のうち１項に記載の発音玩具。