玩具游戏组的制作方法

专利名称：玩具游戏组的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动玩具游戏组。
背景技术：
这是2001年6月29日提交的待审查美国专利申请09/896,434的部分继续申请。
传统的便携式电子/电动装置，例如电动工具或玩具从安装在装置内部的电池获取电能。所需的电池数目取决于所用电路规定的工作电压。对于许多的电子电路，需要三个电池提供一般的3V和4.5V之间的工作电压。许多微控制器芯片所需的工作电压在3V和6V之间。为了向电流超过100mA的装置提供合理的工作电池寿命，例如包括电灯、马达或扬声器，选择的电池大小通常是AA、C或D型电池。这些电池不仅为装置增加了相当的重量，它们也限制了设计者缩小产品大小的能力，这是微型玩具非常想要的特征。本发明的目的在于提供一种不需要大容量电池安装在手持销售物品内的无绳系统。本发明的目的还在于将这个概念的应用延伸到玩具，玩具包括不需要内部电源，例如电池或超高容量电容器的微型电动玩具。

发明内容
本发明首先涉及具有电路的手持销售物品。此电路可以包括输出装置或换能器，例如灯泡或LED。它可以包括马达提供动能输出。或者，它还可以包括扬声器来产生声音、音乐或话音消息。该电路还包括其它不同种类的应用电路，例如从同一家族的其它物品中识别自己的设计。这种手持物品的第一个特性在于没有电池或其它的功率存储部件安装在此物品的体内用于向输出装置供电。相应的，物品的大小、重量和成本都被降低。至少两个导电触头在物品的两个不同的位置提供，最好在两边，适合于用人手的食指和拇指握持。当电能通过这些导电触头送入时，激活内部电路。为了向此手持物品送电，要提供具有连接到电源的匹配触头的单独的控制器隔间(compartment)和/或适当的接口电路。在优选实施例中，这些触头特别设计成连接到用户的手指，例如拇指和食指。或者，提供一种结构使食指和拇指的移动能够将控制器的两个触头处于目标物品。当用户拿起物品时，位于手指的匹配触头接触物品的导电触头。相应地，电能通过手指的接触行为提供给物品的电路。当向物品的电路供电或激活时，它根据装在物品内部的电路的特性产生响应，例如光、动作或声音。或者，两个导电触头可以提供在较大玩具的手上，例如提供相同功能的洋娃娃。
手指触头用线接入提供所需电源的隔间。这个隔间可以连接到手、手腕、胳膊和腰上，可以连接到人体的任何其它位置或放入口袋内。优选用维可牢尼龙搭扣(velcro)带将隔间快速连到人体。实际电源也可以用一个或多个能量存储装置，例如电池或装在墙上的适配器。在玩具游戏组的应用中，例如小家家、微型城市或小型玩具车，电池安装在到处移动的主玩具上，以接触附属的玩具。为了产生更响的声音，安装在微型物品或附属玩具成员内的小扬声器可以由重新安装到电源隔间或主玩具的较大的扬声器来取代。在这种情况下，音频信号可以从物品内部的电路或附属玩具获得，然后在主玩具的控制器隔间放大以便驱动较大的扬声器。或者嵌入到目标物品内的电路可以向控制器隔间内的声音芯片发送触发信号用于驱动扬声器。如果提供三对手指触头用来桥接物品和控制隔间，音频信号和电池连接电路可以共享公共的电线。如果只提供两对触头，AC音频信号可以叠加在DC电源线上，使电路共享两根导线。
在应用中，当音频信号由位于手持单元的控制器隔间或较大玩具内的控制电路提供时，目标物品内的电路通过手指接触向控制电路提供标识或触发信号。因此，不同的声音从隔间控制电路生成，据此由手指接触拾起外部物品。除了声音以外，其它的支持电路，例如显示板、LED和/或控制按钮可以加到隔间，以便提供其他的特征用于充实产品包装。
连接在手指接触和隔间之间的电线最好柔性的或者可调整的以便适用于不同的手掌大小。手指触头可以设计成环形的一部分、指帽、或手套用于连接到指尖。当两个手指触头彼此接触时，为了避免电源意外的短路，可以提供短路传感器和/或其它保护电路，例如模数(A/D)反馈电路，限流器、保险丝或高电流关闭电路以防止任何短路危险。或者，指尖触头的结构可以只用于触摸目标物品的触头，而不触摸相邻的指尖触头。例如每个指尖触头可以用突起的绝缘壁保护，因此两个指尖触头不允许彼此接触。但是，可以形成物品一侧的匹配触头以便提供较小的匹配突起形状，因此它们可以自由地被手指触头接触到。
最好提供具有类似接触设计的不同目标物品的家族，例如一系列附属玩具成员，以便充实包装的价值。物品的第一个优选实施例是微型手电筒，该手电筒具有连接到位于手电筒相对两侧的两个触头的灯泡或LED。当手指拾起手电筒时，从电池隔间提供电能，通过触头导通用于点亮灯泡或LED。这种概念的一种变型是将灯泡或LED放在飞行物体内，例如飞镖、球或任何其它的抛掷物品。例如微型电池或电容的能量存储装置可以安装在抛掷物品内以便在飞行物体离开用户的手以后持续点亮LED。能量存储装置在断开外部电源后将继续在短时间内点亮灯泡或LED。
本发明的其它实施例包括不同形状限定的不同个性的玩具，例如洋娃娃、动作明星；玩具人物和玩具车；玩具游戏组内的建筑物结构，例如加油站或旋转雷达站；机场；直升机或玩具电动工具。对于使用本发明技术的游戏组，对于不同的附属玩具成员可以很方便地提供相同的注模工具。在这种情况下，限定每个附属玩具成员不同个性所需的不同形状可以通过粘在附属玩具外壳上的图画提供，用以说明它表示的附属玩具成员的不同形状。除了不同的形状以外，马达也包含在许多玩具物品中，以便在目标物品通过触摸行为供电时提供动作响应。应当注意尽管许多玩具物品，例如带轮子的车应当是产品现实形状的微型再现，但是本发明对电动工具的应用能够延伸到常规现实大小的工具。
在目标物体是玩具家族成员的情况下，例如洋娃娃；玩具游戏组；小家家；带轮子的车或动作明星，识别电路可以装在玩具内用于区分家族成员彼此。当拾起玩具时，隔间内的接口和/或控制器电路从玩具中读取识别信号。然后由检测电路识别玩具特性。可以产生适于专为该特定玩具成员设计的不同的话音、视频显示、动作或交互式响应。将识别电路嵌入到玩具内的一种简单的方式是提供规定值的电气元件，例如电阻或电容。当玩具接触用户手指时，电阻或电容值由位于控制器隔间内的接口电路和/或控制器测量。每个表示不同玩具的不同元件值命令控制器提供不同的话音或交互式响应。能够识别电阻值的典型接口电路，例如A/D转换器、比较器电路或桥接电路可应用于此项用途。允许不同个性、功能或形状的所有附属玩具共享位于主玩具控制器隔间的同一电源是本发明的另一个鲜明的优点。
对本发明进一步的增强是为小孩提供一种玩具，以便探测不同外部目标或材料的电特性。在优选实施例中，估算手指接触的物体电阻，由话音、光或在例如LCD板上的视频区域显示的消息来提供响应。当读取到非常低的电阻时，响应是“这是金属”。当读取到非常高的电阻时，响应是“这不导电”。当读取到中等的电阻时，该单元响应“这是人的皮肤吗？”。当检测到低到中等的电阻时，响应可以是“它摸上去很湿”。或者，可以产生一种音调，并且该音调的频率或音量可以根据两个手指触头检测的电阻或电容而变化。
在另一个实施例中，此手指探测装置或接触玩具游戏组的激活配置成电池测试器。当手指触头横跨电池时，隔间内的控制器和接口电路检测外部电压。首先读取初始电压。然后电池电压连接到预定负载，然后重新读取加载电压。比较无负载电压和加载电压可以间接地反映测试的电池强度。结果可以通过话音宣布或通过计量器、LED指示器或LCD显示器视频表示。
在现有技术中，诸如小家家或微型车和微型城市之类的玩具游戏组包括传感器、开关，诸如马达、灯泡、LED之类的换能器安装在玩具游戏组的不同位置。所有的这些装置用线连接到中央控制板，并从位于玩具游戏组特定位置的中央电源获取电能。过多的布线不仅会产生质量问题，而且会限制玩具游戏组附属成员的结构和位置。玩具游戏组附属成员不可能根据小孩的意愿重新定位。在本发明技术支持的改进玩具游戏组实施例中，每个元件或玩具游戏组的附属成员具有唯一的标识或个性，表现为诸如TV、微波炉或宠物之类的不同的形状。不同的附属玩具成员还表现为产生不同的响应，例如旋转雷达站或产生警笛的警车。由手指接触控制的洋娃娃、微型车或玩具单元表示的主玩具容纳电源、音频信号驱动电路和扬声器。作为一个玩具模式，主玩具成员绕玩具游戏组单元移动以便接入不同的附属玩具成员。当主玩具接触到附属玩具成员时，主玩具成员的电能馈送到附属玩具成员以便发出每个附属玩具成员唯一的不同响应。一般的响应由动作特技、灯泡或LED产生的光照效果和发声集成电路产生的声音提供。因为扬声器也是相当大尺寸的组成部件，所以建议扬声器安装在主玩具单元内。在这种情况下，从主玩具单元向附属玩具成员提供电流的电源触头也需要运送模拟或数字信号，该信号表示从附属玩具成员送回主玩具单元的音频信号。
不同于位于用户指尖的触头，位于主玩具单元的触头通常位置相对于彼此固定。因此附属玩具成员触头应当正确限定大小和定位，以便能接触到主玩具单元的电源端。在一个实施例中，触头位于洋娃娃的手上。在另一个实施例中，主玩具单元触头由主玩具车的导电角表示。或者，触头可以位于主玩具单元的许多其他方便位置，例如洋娃娃的脚或连接到主玩具的墩座(podium)。如特定电路要求所需，正确的接触极性对于玩具游戏组正常运行和避免电路损坏很重要。在电源方面避免短路损坏也非常重要。因为玩具是设计用于对电学极性没有任何概念的小孩，所以因此期望提供一个具有内置保护电路的电路，此电路能够在电源触头短路时自动地切断或限制电流。最好还提供一个能够使主玩具和附属玩具反极性连接的电路设计。
当布线消除并且主玩具成员的尺寸缩小时，产品成本降低，质量得到改善。所述改进玩具游戏组应用另一个显著优点是每个交互式附属玩具成员可以定位在不同位置。相应地，分散或分离的附属玩具成员可能形成玩具游戏组。例如，小家家可包括家具、工具和固定设施的不同松散部分，所述家具、工具和固定设施每一个都具有由洋娃娃供电的内部电路。微型城市可以包括不同的单独的建筑物结构或微型车辆，每一个都具有不同个性并且在电能接收时提供不同响应。小家家附件不再需要象现有技术交互式小家家那样被固定地定位在小家家内。微型城市或车辆玩具游戏组不再由彼此固定在适合位置的建筑物或结构组成。游戏价值得到增强因为孩子们能够自由地装备他们自己的小家家或者建造他们自己设计的微型城市。
本发明还有一个目的在于提供一种匹配集成电路(IC)芯片组，此芯片组适合提供上述特定功能用于主玩具成员和附属玩具成员。用于附属玩具成员的IC芯片具有用于从两个电线接收电能并通过相同电线产生数字或模拟音频信号给外部主玩具成员的特征。此IC芯片最好具有内部延迟或稳定电路以便在电能接收时自动地启动音频信号的发送。芯片组的第二IC位于主玩具侧面。此IC芯片的特征在于从连接到附属玩具的电线提取音频信号的电路。第二IC还配置用来转换模拟或数字音频信号以便激励声音换能器，例如扬声器。最好，第二IC芯片能够在两个方向激励扬声器以便完全使用扬声器的动态范围。设计用于此特定Green Voice功能的集成电路已经在申请人发布的US专利5,990,739和6,163,214中公开。
本发明的新颖特点在附属权利要求书中作了详细阐述。参照附图，根据下面的描述，本发明将得到更好的理解。


图1示出了手附控制器和由所述控制器的手指接触触摸的目标玩具车的实施例；图2示出了所述手附控制器的另一个优选实施例；图3是安装在手附控制器内的控制和接口电路的实施例；图4A是安装在由连接到控制器的匹配触头接触的销售物品内的接口电路的实施例；图4B是流过图4A的触头和接口电路的电流的波形；图4C是安装在由连接到控制器的匹配触头接触的销售物品内的另一个接口电路；图5A是安装在销售物品内的产生声音的接口电路的例子；图5B是流过图5A的触头和接口电路的电流的波形；图6A示出了控制器的另一个优选实施例；图6B示出了向控制间格提供电源的装在墙上的可选适配器；图7A是安装在销售物品内的产生光的电路；图7B示出了使用图7A所示电路的飞镖的内部结构；图7C示出了使用图7E所示电路的手电筒；图7D示出了安装在销售物品内的简单LED电路；图7E示出了安装在销售物品内的灯泡电路；图7F示出了安装在销售物品内的马达电路；图8A是具有内置马达的玩具摩托车；图8B是具有内置马达的电动手持工具；图8C是具有内置马达的玩具飞机；图8D是具有识别连接到目标玩具的触头的元件的电路；图8E是在其两边具有两个触头的玩具宠物；
图8F是在其两边具有触头的附属洋娃娃；图9A是描述围绕控制器边的触头的制动壁以防止该触头与相邻触头短路的截面图；图9B是由图9A的触头接收的匹配触头；图10是容纳两个触头并允许这些触头由人手的手指定位的结构的备选实施例；图11是图10的用于测试电池的另一个修改实施例；图12是转换图4A和4B表示的脉冲宽度调制波形用于激励扬声器以产生由存储在附属玩具成员内的数据表示的音频信号的实施例；图13示出了安装在附属玩具成员内的用于通过电线在不同极性接收电能和将脉冲数据提供回主玩具的电路；图14示出了设计用于主玩具单元的新的集成电路，该电路配置用于从电线导出脉冲信号和在两个极性激励扬声器；图15A示出了用于接触并向附属玩具成员供电的洋娃娃手的掌心；图15B示出了图15A的洋娃娃手的背面；图16示出了现有技术的小家家，它具有固定在适当位置并连接到中央控制电路板、电源和扬声器的装置和设备；图17示出了提供更具灵活性、高质量和更高的游戏价值的改进的小家家；图18A示出了表示主玩具单元的微型玩具车；图18B示出了表示附属玩具成员和微型玩具车；和图18C示出了表示附属玩具成员的微型城市的微型建筑物。
具体实施例方式
首先参照图1，描述了根据本发明的控制器实施例100和销售物品实施例120的结合应用。控制器100包括间格101、用于将间格101附属到人手的velcro带103；两个指帽104、107用于附属拇指113和食指112。在指帽的每一个上是导电触头108。每个触头都通过导线105和102连接到间格。导线105具有柔性、弹性或卷绕段106用于调节指帽107和间格101之间的距离。或者，导线102的外露长度可以由间格101内的导线的隐藏段调节。间格101内部是向外部目标物品一一玩具车121提供电能的电池。两个触头122位于玩具车121的两边，因此在手指112、113拾起车时，每个触头108都接触车的相应触头122并且向车内的电路提供电能。连接到车轮的马达提供在汽车内部。此马达的触头连接到触头122。手指触头108一接触触头122，马达就由间格内的电池供电并且开始运行。或者，将点亮换能器例如LED的电包括在汽车内部。当拾起汽车时LED将被点亮。在一个备选实施例中，位于汽车内的电路是识别电路，该识别电路提供某些电气识别特征，通过手指接触和响应适合于目标物品例如汽车121的特征或个性，间格内的电路拾起识别。例如，当拾起救护车时，报警声音产生。如果用手指112、113接触冰激凌销售货车，音乐盒曲调开始播放。
当此概念延伸到微型城市玩具游戏组时，提供的不同车的每一个具有不同的形状、功能或个性。一些车在激活时会产生个性化声音。一些车在供电后会提供闪烁的灯。一些其他车可以包括马达以便提供可视活动性。或者，不同的固定设备或建筑物可以包括在玩具游戏组中。每个建筑物在激活时还提供不同的声音、光或活动性响应。例如，雷达站在激活时可以提供旋转的雷达天线。加油站在激活时可以提供气泵声音。糖果店在接收电能后可以提供闪炼的氖灯。不同的营救车在激活时可以提供不同类型的对话。当本发明延伸到女孩玩具游戏组时，提供通常在小家家中发现的附属设施。每个附属件在从控制器间格或从提供电能和产生声音的主玩具接收电能时提供不同的声音、灯或动作响应。除了手指接触设计，控制器间格也可以容纳在能够容易地配备玩具游戏组的另一个主玩具成员内。主玩具是能够四处移动进行显示的玩具游戏组的关键特征。在一个实施例中，控制器间格隐藏在与不同小家家设施接触的洋娃娃内以便根据附属玩具成员的不同个性获得不同的交互式音频、灯或动作响应。因为主玩具成员由小孩连接到具有显著不同形状的不同附属玩具成员，所以必须提供简单和易于操作的连接方法以便使玩具游戏组具有良好的使用价值。相应地，期望减少主玩具成员和附属玩具成员的每一个之间的接口所需的接触的数量。为了使电流从一个玩具成员流到另一个玩具成员，两个接触是设计的预期的最小数量。因此，在发明阶段期间，使得在模拟或数据信号的发送上付出了很大的努力以便能共享处理例如低电流声音芯片以及高电流灯泡和马达不同需要的两根电线。短路保护增加了结合电源和接口电路的设计另外的困难程度。提供电容用于两对触头以便在接触下识别附属玩具成员的特性使电路设计更加复杂。解决大多数识别的设计挑战的方案在下面的描述中讨论。
现在参照图2，示出了另外的控制器单元200。在间格201顶部上的是LCD显示板202、扬声器区203和输入按钮204。安装带209和210的两段从间格的相对边伸出用于将控制器间格附属到用户的手上。在带211和212末端的匹配velcro段使间格可以适合不同大小的手。应注意到，除了手，间格能够容纳或附属到人体的其他许多不同部位。控制器间格通过导线205和215与触头207和216链接。在导线215末端是插头214，此插头214配置用来插入插座213用于间格和指尖触头208之间的导电。插头的不只一个接收位置可以用于调节导线215的暴露尺寸。
图3示出了安装在图2的间格或玩具游戏组的主玩具成员内的电路的实施例。间格提供了由连接到电路不同的电源插座338的电池提供的电源。当微控制器301降低流过电阻器308的电流时，晶体管321接通并且电流通过触头310和311供应给外部目标物品或附属玩具成员。触头310和311由触头108表示为如图1所示。提供给目标物品或附属玩具成员的电流量由馈送通过控制电阻器308的基极电流值控制。这些电阻器还用作D/A(数模)转换器，以便将微控制器提供的数字信号转换成供给外部目标物品的模拟信号。在引起过量电流的情况下，电阻器309限制流过触头310、311的电流值。图2的控制按钮204由图3的开关302表示。复位开关306用来在需要时复原微控制器301。电路可以提供由图2的显示板202表示的LCD显示单元303。
在一个不同的优选实施例中，图2的控制器200配置用作电池测试器。当指尖触头216与电池的触头接触时，此电压由A/D(模数)转换器312转换成数字读数并且然后由微控制器301读取。当电池极性转换时二极管315保护该电路。微控制器还可以接通晶体管328以便提供仿真负载给外部电池。分析在不同负载条件下的电池电压和相应地功率容量在显示板303上显示或由扬声器305宣布。或者，微控制器301、音频信号激励器304和音频换能器305可以配置以便产生从接收来自触头310、311的音频数据转换的音频声音。
在另一个实施例中，外部目标物品包括玩具家族的不同附属成员，每一个都具有嵌入玩具内部的唯一识别电路。当这个识别电路，例如不同唯一值的电阻器与触头310、311接触时，A/D电路312读取电阻器的值。用预定电阻查找安装在软件程序内的表格，微控制器能够识别由图1的手指112、113拾起的特定玩具物品。相应地，不同声音信息或定制设计给目标物品的交互式响应可以产生。或者不同定制设计可视信息能够在LCD板303上显示。
在另外的应用中，外部目标物品包括嵌入的声音芯片。当目标物品由晶体管321提供的DC电流供电时，AC声音信息可以产生并且发送回触头310、311。此声音信息由电容器331过滤、由放大器332放大并且用来激励扬声器333。在真实大量的应用中，这两个激励电路的扬声器可以结合以便节约成本。
现在参照图4A，示出了安装在目标物品或附属玩具成员内部的电路400的优选实施例。此电路在接收电能时能够产生数字信号。此数字信号可以用于发出目标物品的识别信号或服务于其他应用。触头408、409表示位于目标物品外边的导电触头，例如图1的玩具车121的触头122。电路的心脏是微控制器401。此微控制器由从触头408、409获得的外部电压供电。电容器406被包括用作过滤器和电能存储器以便在触头瞬间不接触时存储电能。当电源连接到触头408、409时，微控制器被供电。在此时，触头408和409两端的电压波形示出在图4B中。一旦电路稳定，微控制器401根据目标物品的特性产生一系列脉冲421和433。这些脉冲接通和断开晶体管402并相应地通过晶体管404将脉冲负载供给电线。脉冲421和422的振幅由电阻器404的值以及控制器或主玩具成员处的接口电路的内部阻抗确定。然后脉冲421和422由控制器端的电路处理。响应根据检测到的脉冲产生。包括图4A的二极管405用于削弱脉冲信号以便进入微控制器电路的电源线407。
为了确定微控制器401在何时产生脉冲和能够产生何种脉冲，触发开关410包括在电路400中。在许多应用中，用仅仅两个手指接入目标物品，该手指还提供了接触功能以便向芯片供电。因此，开关410最好整体地位于触头409的右后面，使得开关410能够用接入触头409的相同手指触发。类似地，控制器开关最好链接到控制器侧面触头的机构中以便此开关能够用控制控制器侧面触头的运动的相同拇指和食指触发。这种设计的另一个优点是电路能够设置到低功率备用状态以保存能量。此电路仅当控制器开关触发时撤回正常操作状态。或者，目标设备或附属玩具成员的电路可以在电能传送到集成电路后延迟激活。在这种情况下不再需要触发开关410。
图4C示出了另外的普通电路应用用于目标物品或附属玩具成员。块434表示目标物品的负载电路。它可以是模拟电路、数字电路或可编程电路。它还可以是诸如马达、灯泡或LED之类的简单负载电路。通过按将电容器435连接到电路的电线的开关433提供了可选触发开关。电容器435将提供瞬时负的触发脉冲424(provide a momentarynegatively going triggering pulse)，如图4B所示。此触发脉冲将用于触发位于控制器端的电路。包括的电阻器436用于在触发开关433释放时给电容器435放电。
图5A是图4A设计的备选，其中功能块501产生模拟信号，例如声音波形。此声音波形由晶体管502放大并通过电容器511与触头508耦合。触头508和509两端测量的DC电压由图5B的电压波形502表示。耦合AC信号由模拟波形521表示。
在图6A中示出了具有手套601和控制器间格610的备选优选实施例。控制器间格610与图2的控制器间格210本质上一样。安装带611、612配置用于将控制器间格安装到用户的手腕或胳膊上。电缆607将控制器间格连接到位于手套处的手指触头608上。包括的可选连接器插头609和插座602用于控制器组的更容易安装。在电动工具应用中，控制器间格包装610可以由简单的电池箱或图6B的装在墙上的适配器620代替。插头623简单地连接到手套601的插座602以便给手指605、606拾起的任何电动工具供电。
现在参照目标物品或附属玩具成员的其他优选实施例。在图7B中示出的是具有安装在飞镖内的电路的电动飞镖。飞镖的主体717由透明或半透明材料制成。嵌入飞镖内部的是光发射换能器716和可选能量存储器713。在主体的两边是导电触头711和712用于给飞镖的内部电路导电。图7A示出了飞镖内部的电路的实施例。光发射换能器716由LED706表示。能量存储器713由电容器703表示。电阻器705限定LED的亮度。电容器703的充电电流由电阻器704限制。LED706在手指接触给触头711和712提供电能时点亮。电容器703还在电能维持一到两秒时完全充电。当飞镖离开用户的手时，LED继续点亮直到存储在电容器703内的电能用完。这种设计沿飞镖的抛射体提供了漂亮的尾灯。点亮飞镖不仅增强了这种游戏的娱乐性，而且对摄影机更容易捕捉飞行中的飞镖的慢运动。
图7C示出了微型轮廓的手电筒。它具有一个位于主体727前面的光发射换能器726。在主体727两边是触头721，配置用来接收通过手指接触的电能。可以观察到手电筒的主体非常薄因为电池安装在手电筒内。光发射换能器由图7D的LED734表示或由图7E的灯泡表示。除了光发射体，目标物品还可以包括马达753，如图7F所示，以便用户手指一接触目标物品的触头就提供动作或活动性。
图8A示出了摩托车800、利用本发明技术设计的另外的有轮动力车。在摩托车800的两边是触头803。马达和齿轮机构安装在间格801内部并连接到车轮802。马达链接到触头803，如图7F所示。接触手指一拾起摩托车，马达就开始旋转。从控制器间格伸出的手指触头优选附属到中指和拇指。这样使食指自由用于控制前轮805的操纵和机构804的操纵。或者具有内部电源的动作明星或洋娃娃可以用来激活摩托车。通过匹配对触头供应电流以便激励马达。
图8B是电动螺丝刀820例子，配置手持工具用来与手指接触电源组接口的。外壳821内部是马达和齿轮箱。马达连接到位于外壳两边的触头823。因为没有安装电池，所以螺丝刀的手柄收缩到较小的尺寸恰好适合于用户的手握持。手指触头一拾起此工具，螺丝刀就开始旋转。这是仅仅通过接触手指而启动或停止低压电动手持工具的非常方便的方法。这种布置的优点是电动手持工具的重量更轻，尺寸更小并且成本更低。应注意到电动手持工具可以是和实物一样大小的工具用于常规工作或者是微型玩具等级的手持工具仅仅用于孩子们。
图8C是具有安装在主体811内的马达的玩具飞机。马达连接到位于主体811两边的触头813。当由电源手指接触握持飞机时，连接到马达的螺旋桨812开始旋转用于孩子们以便模拟飞行的飞机。或者，可以提供直升飞机用于相同游戏模型。
图8E是玩具大小的宠物830，在其两边具有两个触头831。在狗的躯干内部是由电阻器表示的同一电路，如图8D所示。当手指触头握持此狗时，控制器电路读取识别狗的出现的电阻器853的值。作为响应，能产生犬吠声音以激励由图2的203和图3的305表示的扬声器。犬吠声音由存储在嵌入狗体内、控制间格内或主玩具成员内的集成电路内的电子数据表示。图8F是配备有不同电阻器值的洋娃娃。这种设计用图说明附属玩具成员自身可以呈洋娃娃的形状。当手指触头接触触头841和842时，女孩的声音从图2的203和图3的305的扬声器产生。可选开关854提供在识别电路中以便直到开关闭合电阻器才连接。此可选开关最好位于触头之一后面。这个可选配置使用户能够在不立即触发声音或可视响应的情况下接触触头。声音或可视响应仅在开关闭合时产生。
图9A示出了配置用于防止两个手指接触彼此接触时短路的手指接触设计。导电触头903被焊接到连接到控制间格的导线901。904是围绕触头903形成的保护壁，使得它不可能接触到具有比开口905大的面积的任何表面。相应地，触头903将不可能接触同一结构的其他触头。图9B示出了具有提供给目标物品的突出接触区911的匹配触头。此突出区911的暴露部分比开口905小，因此能够进入用于连接触头903的空腔906。
图10示出了具有类似于图1的控制器间格和手指接触结构的另一个实施例920，除了一对镊子形状的进一步连接结构被提供以便握持手指触头。第一触头924的动作由手指922的运动控制。触头925的位置由手指923的运动控制。触头之间的空间比连接的目标物品大。
图11示出了增强实施例结构用于测试电池。代替将控制器间格附属到用户的手，如图10所示，间格931连接到镊子舌片937和938的邻近部分。镊子舌片937和938由具有比测量电池更宽的开口的弹性材料制成。或者，可以在舌片937、938的邻近端提供枢轴。当电池位于舌片之间时，舌片937、938由用户的两个手指935、936挤压，使得电池941、943的正和负端连接到位于镊子舌片的远端的相应触头939。现在参照图3的电路，电池电压通过触头310和311提供给控制器的电路。此电压由模数转换器312转换成数值并且由微控制器301读取。在测试条件下电池的仿真负载可以通过接通晶体管328或322实现。不同类型的电池通常需要不同负载值用于确定电池的电流供应能力。满载和没有负载情况之间的电压降由微控制器301分析。电池测试结果显示在图3的LCD板303、图11的LCD板932上，由LED指示器发出信号或由图3的扬声器305或图11的扬声器934发出。图1、图10和图11用图说明将触头附属到人的手指的不同结构。能够使人的手指运动从而控制两个触头的位置的设计的所有其他变型都包括在本专利申请的公开内容和权利要求书中。在一个备选实施例中，图7F的马达电路可以安装在控制间格931内。马达可以连接到齿轮下行机构和/或仿真负载，马达的运行速度或马达施加的转矩直接反映了测试电池的电能激励能力。然后可以使用反映转矩和旋转速度的常规方法以便指示测试电池的相对强度。
图12是图3的简单版本，设计用来拾取脉冲宽度调制波形音频信号从而激励扬声器。假定提供附属玩具成员脉冲产生电路，如图4A所示，并且如图4B所示，该产生的脉冲是适合用于直接激励扬声器的脉冲宽度调制音频信号，图12所示的电路表示能够提取在DC电源中叠加的脉冲信号的主玩具成员，如图4B所示。由电池1001表示的电源给两个比较器1007和位于附属玩具成员内的声音产生集成电路供电。通过位于附属玩具成员内部的电路观察，电阻器1004限定电线的内部阻抗。此阻抗被要求在DC电源电压顶部叠加脉冲信号。电阻器1005和1006形成参考电位分压器用于比较器1007。参考电压设置在恰恰在电压电平425下面的电平上，如图4B所示。因此，比较器1007响应于图4B的脉冲421、422将接通和断开晶体管1008。脉冲宽度音频信号将通过由扬声器1009表示的音频换能器转换成可听声音信号。
如图4A所示，为了起作用，声音产生电路400需要适当极性的电压以便与触头408和409连接用于起作用的电路。阳极电线配置用来连接触头408。接地电线应该连接到触头409。在玩具游戏组的情况下，可能太要求用于小孩以致不能管理与正确极性的电源连接。相应地，希望提供一个电路能够从电线析取脉冲信号，无论电线是以正极性方向或以反极性方向连接。图13示出了位于附属玩具侧面的声音产生电路的优选实施例。触头1101和1102从任一极性的主玩具成员接收电能。二极管1106和1104在触头1101相对于触头1102是正的时导电。二极管1103和1105在触头1102处的电压相对于触头1101是正的时导电。极性校正电路可以提供在集成电路内部或通过分立元件定位与集成电路外边。供给电能给提供较小能量的电容器1115充电以便在电源瞬间断开时维持声音产生集成电路1112的正常功能。电阻器1114在外部电能移开时放出存储在电容器1115内的电能。振荡器电阻器1113确定声音产生集成电路1112的时钟频率。存储在集成电路1112内的数据表示声音。声音产生集成电路1112产生适合用于激励扬声器的脉冲宽度调制脉冲。此脉冲宽度调制信号通过输出插头1117传送和使流过电阻器1111的线路电流降低。与主玩具成员电路的内部阻抗比较，电阻器1111的值形成限定在DC电平叠加的脉冲信号的振幅的电位分压器，如图4B所示。二极管通过由输出线1117激励的脉冲信号隔离由电容器1115形成的电源平滑电路使之不再断开。电阻器1109和电容器1107形成能够使集成电路1112在外部电能接收之后短暂延迟激活的延迟触发电路或复原电路。在供电时，延迟触发电路禁止集成电路触发直到它稳定。
应注意到，脉冲宽度调制输出尽管如图12所示能够直接激励扬声器，但是它只能在一个方向激励扬声器。这种配置不能使用扬声器的全部动态范围，因此对于提供响亮的音量无效。可选的高效音频配置将用来在两个方向激励扬声器1009。图14示出了根据本发明定制的集成电路以便从电线析取音频信号和在两个方向直接激励扬声器1204。在此配置中，图4B所示的脉冲信号可以不再是用于直接激励扬声器的脉冲宽度调制信号。代替的是，产生的脉冲信号最好是包括一个符号位的脉冲编码调制(PCM)信号以分辨扬声器激励电流的极性。此PCM脉冲由集成电路1207转换成脉冲宽度调制信号以在两个方向激励扬声器1204。类似于图12中的电阻器1004，电阻器1206在从触头1202和1203观察时限定主玩具电源电路的内部阻抗。根据输入插头1208的预定输入极限，从电线接收的脉冲通过集成电路1207析取。
图16示出了表示玩具游戏组单元的现有技术的交互式电动小家家。在小家家的低台面上是表示门铃的触发开关1418。当开关1418接通时，触发信号传送到位于外壳1420后面的中央电子模件并且然后门铃声音通过扬声器1415产生。通过导线1412连接到中央电子模件的另一个触发开关1414触发模件以便产生微波咝咝声。同时，位于中央电子模件内的控制器通过导线1412接通微波炉1413内的灯和马达。
在现有技术小家家的高台面上是具有灯1402的配制桌1401。当坐在椅子1403上时，位于椅子下面的开关发送触发信号给中央电子模件，后者通过导线1406、1405和1404接通灯1402。1407是由开关1408“接通”从而产生电视节目声音的电视机。开关1410接通和断开位于灯1409后面的灯泡。可以观察到，诸如微波炉1413、水龙头1417、门铃1418、配制桌1401、电视机1407以及灯1409之类的附属玩具成员都连接到外壳1420后面的电子模件。此电子模件由固定位置的电源1416供电并激励固定位置的扬声器1415。这种传统现有技术小家家的设计与本发明比较具有若干局限。首先，将附属玩具成员连接到中央电子模件的过多的布线限制了构造玩具的设计灵活性。其次，过多的布线还导致产品更多的质量问题。第三，附属玩具成员定位在固定位置，这样限制了用于孩子们的游戏模型。
图17示出了根据本发明技术改进的小家家。门铃包括图4A所示设计显示的微型电路模件用于在外部电能接收时产生门铃声音。此模件位于门铃触头1513的右后面。当具有内部电池和扬声器的主洋娃娃移动接入触头1510时，门铃电路激活。然后门铃声音通过洋娃娃产生。微波炉1509配备有位于触头1510后面的另外的微型模件。灯泡也配备在微波炉1509的门后面。1512表示触发头以接通水龙头1511的水流动声音。1514表示交互式宠物一一小家家玩具游戏组另外的流行附属玩具成员。位于狗体内的电子模件在电能供给接触槽1515时产生犬吠声音。在小家家的高台面上，触发接触1504通过位于椅子下面的小电子模件启动关于空虚和配制故事的谈话。触头1501被连接以便接通灯1503。在电视机1505内部是从触头1506接收电能的另外的微型声音模件。当电能供给触头1508时，灯1507接通。为了给所有这些不同位置的微型电子模件供电，主洋娃娃配备至少两个触头。这些触头可以在洋娃娃的任何方便位置提供，包括位于洋娃娃下面的墩座。
现在参照图15A，示出了洋娃娃的手的掌心。导电触头1302充当图14的第一触头1202或图3的触头310。在图15B所示的洋娃娃手1310的背面是另一个导电板1312，它表示图14或图3所示电路的其他触头。主洋娃娃配备有内部电源例如电池以便给所有附属玩具成员供电。扬声器和电子模件也提供在洋娃娃内部以便析取由存储在单个附属玩具成员内的数据表示的声音。当洋娃娃的手插入附属玩具游戏组的槽1510、1512、1515、1508、1506、1501和1504任何之一时，提供由个性化声音、灯或动画动作表示的不同响应。应注意到，新小家家内的大多数交互式设施现在可以根据孩子们的意愿四处移动。不再需要导致质量问题的长导线。还应注意到，对先前图16的现有技术洋娃娃玩具游戏组的不可得到的可移动的交互式宠物现在是可能的。交互式狗可以放置在小家家内的任何位置。
代替用于女孩的洋娃娃玩具游戏组，本发明还可应用于男孩以便建造具有交通车辆、建筑物和其他结构的微型城市玩具游戏组。现有技术交通车辆玩具游戏组使用类似于图16所示的现有技术小家家中的技术。所有支撑附属设施和建筑物都固定地定位在玩具游戏组上。因此，玩具游戏组体积大而且难于四处移动。图18A至18C示出了由孩子们布置的不同分立微型城市建筑物块。图18A示出了表示主玩具成员的交通车辆。类似于主洋娃娃，电源、扬声器和音频析出电路也提供在主玩具成员内。缓冲器1602的两个导电角1601和1603表示图3、图12和图14所示电路的导电接触元件。图18B示出了配置到附属玩具成员的另一个交通车辆。图18B的警车内是图4A、图4C、图5A或图13的微型电子模件。电路的触头由缓冲器1612的导电角1611和1613表示。当车1600的缓冲器接触车1602的缓冲器时，警车的报警声音产生。提供气泵声音效果和仪表面板灯的另一个微型电子模件提供在图18C的加油站内。当车1600的缓冲器1602接触加油站1620的导电触头1622、1623时，器显示1621点亮并且当气泵喷嘴1624从槽1625移出时气泵声音效果产生。这种新的玩具游戏组设计的优点是孩子们可以依次地收集不同的交互式附属玩具成员，因为它们没有固定地定位在一个玩具游戏组单元上。对比传统微型城市玩具游戏组，此玩具游戏组更加便携。另外，全部微型城市附属玩具成员可以根据孩子们设计的城市计划重新定位。可以观察到，全部不同的玩具成员，包括主玩具成员和每个附属玩具成员都具有不同的形状和个性。由不同附属玩具成员产生的响应可以用根据附属玩具成员的不同个性的不同声音、灯和动画可视效果表示。
此玩具游戏组的显著特征在于一些附属玩具成员仅提供音频响应，而其他附属玩具成员的特征在于仅提供可视响应。对于另外的附属玩具成员还可以这两种响应。每个附属玩具成员的个性由唯一形状或提供的唯一响应限定。主玩具成员因此需要提供适合启动两种响应的结构和/或接口电路。
通过上述描述，现在应该理解，申请人在此已经公开了配置供电或接口电动销售物品或附属玩具成员家族的控制器装置或主玩具成员的实施例。企图是销售物品或主玩具成员不需要内部电池作为电源。目标物品或附属玩具成员所需的电能来源于手指接触的控制器间格或来源于主洋娃娃。特别是，应注意到，具有手指接触的不同变型、将触头附属到人手的手指的不同方式、将控制间格安装到用户身体的不同方法和通过触头将主玩具成员和附属玩具成员集体连接的不同固有方法，用于根据附属玩具的不同个性激活不同的声音、灯或动作响应。尽管本发明的详细实施例已经公开，但是应意识到对于本发明的技术人员来说可以在本发明的精神范围内对本发明做出变型和更改。因此，企图是这些变型和更改均包含在附属的权利要求书中。
权利要求
1.一种玩玩具游戏组的方法，此玩具游戏组具有主玩具成员以及至少第一和第二附属玩具成员，所述方法包括如下的游戏模型(1)提供电源以及至少第一和第二触头给所述主玩具成员；(2)提供电路装置和至少两个触头给所述附属玩具成员的每一个用于从所述主玩具成员接收电能；(3)定位所述第一和第二附属玩具成员离开一定距离；(4)移动所述主玩具成员分别接触所述第一和第二附属玩具成员；(5)在附属玩具成员触头接触所述主玩具成员触头时提供音频或可视响应。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述附属玩具成员位于玩具游戏组单元的不同固定位置。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一附属玩具成员包括可视换成器以将电流转换成可视效果。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一附属玩具成员的特征在于音频响应，而所述第二附属玩具成员的特征在于可视响应。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述附属玩具成员的每一个都具有不同的形状以便限定相应附属玩具成员的不同个性。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述附属玩具成员的每一个都提供了由所述附属玩具成员的不同个性限定的不同响应。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述主玩具成员是洋娃娃。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述附属玩具成员的每一个在接触所述洋娃娃时触发不同的音频或可视响应。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一附属玩具成员表示微型交通车辆。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述主玩具成员和所述第一附属玩具成员的每一个包括两个触头；所述第一附属玩具成员包括第一电路以便在预定极性接收运行电能；所述第一附属玩具成员还包括第二电路，此第二电路配置来能够使所述第一电路在所述主玩具成员触头在第一极性方向或第二反极性方向接触所述第一附属玩具成员触头时正常运行。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一触头的位置由用户的第一手指的动作限定，而所述第二触头的位置由所述用户的第二手指的动作限定。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述主玩具成员包括声音换能器，而所述第一附属玩具成员包括电路装置，在此电路装置中存储由所述主玩具成员的声音换能器产生的声音表示的数据。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述音频声音的产生在所述主玩具成员触头接触所述第一附属玩具成员触头时启动。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述主玩具成员包括激励电路以便在第一极性方向和第二反极性方向激励所述声音换能器。
15.如权利要求1所述的方法，还包括步骤在所述主玩具成员触头彼此短路时提供一个电路以便限制或切断来自所述主玩具成员的电流。
16.玩具游戏组，包括洋娃娃，具有电源以及至少两个触头用于从所述电源提供电能到外部附属玩具成员；和第一和第二外部附属玩具成员的每一个都具有至少两个触头以及配置用来从所述触头接收电能用于提供音频和/或可视响应的电路；每个附属玩具成员触头还设计成可以接触所述洋娃娃的触头和从所述洋娃娃接收电能用于启动所述响应。
17.如权利要求16所述的玩具游戏组，其中，所述第一外部附属玩具成员包括表示音频信号的数据；和所述洋娃娃还包括声音换能器以及产生由所述数据表示的音频声音的电路。
18.玩具游戏组，包括主玩具成员以及至少第一和第二附属玩具成员；其中所述第二附属玩具成员表示建筑物结构；所述主玩具成员或第一附属玩具成员之一表示交通车辆；所述附属玩具成员之一包括存储表示音频信号的数据的存储器；所述主玩具成员包括电源以及至少两个触头用于提供电能到所述外部附属玩具成员任何之一；和所述主玩具成员还包括音频换能器和用于产生由所述数据表示的音频声音的电路。
19.如权利要求18所述的玩具游戏组，其中，所述主玩具成员触头的每一个通过用户手指的动作定位。
20.玩具游戏组，包括主玩具成员，具有电源和至少两个触头；以及第一和第二附属玩具成员，所述附属玩具成员每一个都具有不同的形状，以便限定每个附属玩具成员的唯一个性；电路，以便提供唯一响应从而表征所述主玩具成员的唯一个性的特征；和至少两个触头，用于从所述主玩具成员接收电能用于供电所述电路。
21.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一附属玩具成员的特征在于动作换能器，而所述第二附属玩具成员的特征在于灯换能器。
22.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一附属玩具成员的特征在于动作换能器，而所述第二附属玩具成员的特征在于由所述第二附属玩具成员限定的声音。
23.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一附属玩具成员的特征在于灯换能器，而所述第二附属玩具成员的特征在于由所述第二附属玩具成员限定的声音。
24.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述唯一响应通过主玩具成员触头接触附属玩具成员触头启动。
25.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一附属玩具成员包括存储表示音频信号的数据的存储器；所述主玩具成员配置用来产生由所述数据表示的音频信号。
26.如权利要求25所述的玩具游戏组，其中，所述主玩具成员和附属玩具成员的每一个都包括两个触头。
27.如权利要求26所述的玩具游戏组，其中，所述主玩具成员触头可以在第一极性方向和第二反极性方向与所述第一附属玩具成员触头连接以便产生声音。
28.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一附属玩具成员包括表示所述第一附属玩具成员的不同形状或个性的图片。
29.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述第一和第二附属玩具成员固定地位于玩具游戏组单元的不同位置上。
30.如权利要求20所述的玩具游戏组，其中，所述主玩具成员还包括一个电路，以便在所述主玩具成员触头彼此短路时限制或切断来自所述主玩具成员的电流。
31.集成电路芯片组，包括第一集成电路和第二集成电路；所述第一集成电路具有表示第一音频声音的数据；所述第一集成电路还配置用来从第一电线和第二电线接收电能以便通过所述电线发送表示所述第一音频声音的接口信号到所述第二集成电路；和所述第二集成电路配置用来通过所述电线从第一集成电路接收表示所述音频声音的接口信号；和所述第二集成电路还配置用来转换所述接口信号用于激励音频换能器。
32.如权利要求31所述的集成电路芯片组，其中，通过所述电线传送的接口信号包括指示所述第二集成电路在第一极性方向和第二反极性方向激励所述音频换能器的极性信息。
33.如权利要求31所述的集成电路芯片组，还配备一个电路，用于所述第一集成电路在第一极性方向和第二反极性方向从所述电线接收电能。
34.如权利要求31所述的集成电路芯片组，其中，所述第二集成电路安装在主玩具成员内，该主玩具成员具有电源和音频换能器用于产生由所述第一集成电路的数据表示的音频声音；和所述第二集成电路安装在特征在于所述第一音频声音的第一附属玩具成员内。
35.如权利要求34所述的集成电路芯片组，还包括一个第三集成电路，此第三集成电路具有表示不同于所述第一集成电路的第二音频声音的数据用于表征第二附属玩具成员的个性。
36.如权利要求35所述的集成电路芯片组，其中，所述第一和第三集成电路安装在玩具游戏组单元内，而所述第二集成电路安装在与所述玩具游戏组单元分离的主玩具成员内。
37.如权利要求34所述的集成电路芯片组，其中，所述主玩具成员和所述附属玩具成员的每一个包括一对导电触头用于所述主玩具成员给所述附属玩具成员供电。
38.如权利要求37所述的集成电路芯片组，其中，所述接口信号在从所述第一集成电路由所述导电触头接收电能时的那个瞬间的时间延迟处从所述第一集成电路传送到所述第二集成电路。
全文摘要
一种玩具游戏组，包括主玩具成员和两个或多个附属玩具成员。该主玩具成员包括电源、音频激励电路和音频换能器。所述附属玩具成员的每一个配置用来通过接触从所述主玩具成员接收电能和提供可视响应和/或通过位于所述主玩具成员的扬声器提供音频声音。
文档编号A63H29/00GK1449854SQ03110208
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月4日 优先权日2002年4月8日
发明者林亚夫 申请人:林亚夫