KR100386877B1 - 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공 - Google Patents

Abstract

본 발명은 놀이용 공 또는 운동용 공에 관한 것으로, 특히 야간에 공을 가지고 놀이나 운동을 할 경우 공이 능동적으로 빛을 발하여 놀이자나 운동자가 공을 용이하게 식별할 수 있도록 하여 야간에도 주간처럼 놀이나 운동을 즐길 수 있도록한 공(ball)에 관한 것이다. 내부가 밀폐된 솔리드(solid)형 공에 있어서, 공 내부의 광원(3)과 광원에 전력을 공급하는 건전지(4)와 빛을 발하고 빛을 통과할 수 있는 외피(1) 또는 내부매질(2)을 통하여 빛이 전달되도록 구성한 것이다.

Description

내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공{Luminous ball with internal light source}

본 발명은 내부에 광원(3)을 가지고 빛을 발하는 공에 관한 것으로, 특히 야간에도 놀이나 운동을 즐길 수 있도록 한 내부에 광원(3)을 가지고 빛을 발하는 공(ball)에 관한 것이다.

일반적으로 놀이용 공이나 운동용 공은 공 자체가 한 지점에서 다른 지점으로 빠른 속도로 이동하면서 놀이와 운동이 진행되기 때문에 식별이 용이한 주간에만 사용할 수 있었다. 따라서 빛이 없는 야간에는 공의 식별이 불가능하여 기존의 공을 사용하는 것은 불가능 하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로 밀폐된 솔리드(solid)형 공에 있어서 내부광원(3)과 내부광원의 빛을 통과시키는 공의 외피(1) 또는 내부매질(2)과 광원에 전원을 공급하는 건전지(4) 및 광원의 온/오프를제어하는 제어부(5)로 구성된 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공을 제공하여 어두운 야간에서도 놀이와 운동을 즐길 수 있도록 하는데 있다.

또한, 사용자가 내부 제어부(13)로 신호를 보내는 리모콘(10)을 이용하여 임의로 밀폐된 공의 내부의 광원(3)의 빛을 온/오프할 수 있게 하여 건전지(4)의 사용효율을 높인다.

도 1은 발명인 내부에 광원을 가지고 빛을 발하는 공의 전체 사시도

도 2은 발명의 동작을 기능별로 블럭화하여 표시한 블럭도

도 3은 발명을 구현하기 위한 전자소자들의 회로도

도 4는 발명의 내부소자의 배치도

도 5는 발명의 내부소자 고정틀

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

1: 공(ball)의 외피

2: 공(ball)의 내부매질

3: 내부광원(발광다이오드)

4: 건전지

5: 제어회로 PCB

6: 수광소자(포토트랜지스터)

7: 내부소자 고정틀

8: 외부광원(적외선발광다이오드)

9: 리모콘 스위치

10: 리모콘

11: 발신부

12: 수신부

13: 제어부

14: 구동부

15: 발광부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 밀폐된 솔리드(solid)형 공에 있어서 내부광원(3)과 내부 광원의 빛을 통과 시키는 투명 이거나 반투명 이거나 투명 또는 반투명의 재질에 미세한 반사체가 포함된 재질의 외피(1) 또는 내부매질(2)과 광원에 전원을 공급하는 건전지(4) 및 외부의 신호에 의해서 광원의 온/오프를 제어하는 제어회로 PCB(5)로 구성하여 광신호를 밀폐된 내부의 제어부(13)로 보내는 리모콘(10)에 의해 광원(3)의 빛을 온/오프하여 어두운 야간에도 공(ball)의 위치를 식별할 수 있도록 하여 놀이 및 운동을 즐길 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball)에 대한 전체사시도로서 외부의 적외선발광다이오드(8)에 의해서 발생한 광신호가 빛이 통과 가능한 외피(1) 또는 내부매질(2)를 통하여 제어회로 PCB(5)의 수광소자인 포토트랜지스터(6)에 도달하면 제어회로 PCB(5)의 제어부(13)가 상황을 판단하여 전원을 온/오프하여 발광다이오드(3)에 전원을 공급하여 빛을 발하도록 구성하였다.

외피(1)와 내부매질(2)은 빛이 통과가능한 투명 이거나 반투명 이거나 투명 또는 반투명의 솔리드(solid)형 재질에 산란효과를 높이기 위하여 미세한 반사체가 포함된 재질로서 내부 광원의 빛이 외부로 전달되고 외부 광신호가 내부로 전달될 수 있는 재질로 구성된다.

내부매질(2)는 각 부분이 결합된 소자고정틀(7)을 공의 중앙에 고정하고 외부충격에 대하여 내부의 소자를 보호하는 기능을 한다.

내부광원인 발광다이오드(3)는 발광지향특성이 넓은 발광다이오드를 사용하여 공의 중심에 대하여 대칭으로 전체 8방향으로 또는 각 발광다이오드의 지향각도가 서로 중접되게 입체적으로 배열하여 비행중인 공이 회전하여도 모든 위치에서 빛을 감지하여 공의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 구성된다.

건전지(4)는 공이 회전하며 비행할때 무게중심을 일정하게 하기 위하여 공의 중심을 기준으로 하여 상호대칭이 되도록 배열된다. 상기구조로 인하여 회전 비행중인 공의 무게중심이 공의 중심으로 되어 공의 비행능력과 방향 제어력이 높아진다.

제어회로 PCB(5)는 도 3의 회로가 인쇄기판으로 제작되어 소자고정틀에 고정될 수 있는 형태로 구성되며 무게의 균형을 맞추기 위하여 공의 중심을 기준으로 하여 대칭되는 곳에 동일한 무게를 가지는 더미(dummy)를 단다. 제어부(13)는 수신부(12)의 수광소자(6)에서 처음으로 광신호를 감지하면 온하고 그 다음에 광신호를 감지하면 오프하고 또 그 다음 광신호를 감지하면 온하는 식의 토글(toggle)방식으로 광원(3)을 제어한다.

수광소자인 포토트랜지스터(6)는 외부의 광신호를 감지하여 온/오프를 제어하는 제어부(13)에 전달한다. 수광소자(6)가 반응하는 빛의 파장영역은 적외선영역으로 일반 자연광에 대해서는 반응하여 온/오프 동작을 하지 않는다.

내부소자고정틀(7)은 도 5처럼 공의 중심을 기준으로 상호대칭인 정육면체로 구성하여 건전지(4)와 제어회로 PCB(5)가 고정될 수 있는 구조로 구성된다.

리모콘(10)의 외부광원인 적외선발광소자(8)는 스위치(9)에 의해서 빛을 발하도록 도 3처럼 구성된다.

도 2은 본 발명의 구조를 기능별로 블럭화하여 표시한 블럭도로 신호를 발신하는 발신부(11)와 광신호를 수신하는 수신부(12)와 수신된 신호를 처리하는 제어부(13)와 광원을 구동하는 구동부(14) 그리고 빛을 발하는 발광부(15)으로 구성된다.

발신부(11)는 리모콘(10)을 기능으로서 표현한 것으로 도 3의 건전지(BAT1)와 스위치(SW1)와 저항(R1)과 적외선발광다이오드(IRED1)를 기능으로 표현하였다.

수신부(12)는 도 3의 포트트랜지스터(PTR1)와 저항(R2)을 기능으로서 표현하였다.

제어부(13)는 도 3의 J-K 플립플롭(74HC73)을 이용한 토글(toggle)제어기를 기능으로서 표현하였다.

구동부(14)는 도 3의 8개의 발광다이오드(PD)를 구동하기 위한 트랜지스터(TR1)와 저항(R4)을 기능으로서 표현하였다.

발광부(15)는 빛을 내는 광원인 8개의 발광다이오드(PD)를 기능으로서 표현하였다.

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 전자소자들의 회로도로서 상세한 동작은 다음과 같다.

스위치 SW1을 누르면 전원 Vbat_ext에 의해서 전류가 저항 R1과 적외선발광다이오드 IRED1을 통하여 흐르면 스위치 SW1이 오프될 때까지 적외선 빛이 대기중으로 발광한다.

외피(1)과 내부매질(2)를 통하여 빛이 포토트랜지스터 PTR1에 수신되면 전원 Vbat_int에 의하여 전류가 포토트랜지스터 PTR1와 저항 R2을 통하여 흐르게 되면 저항 R2에 의하여 J-K 플립플롭(74HC73)의 CLK단자에 구형파가 발생한다.

J-K 플립플롭(74HC73)의 CLK단자에 구형파가 발생하면 J, K 그리고 CLR단자가 저항 R3을 통하여 전원 Vbat_int에 연결되어 있기 때문에 J-K 플립플롭(74HC73) 동작특성에 의하여 출력 Q단자의 출력상태가 입력 CLK단자의 입력에 동기하여 토클(toggle)식으로 출력 Q단자 전압의 상태가 변화한다.

출력 Q단자의 전압상태가 고전위일때 전원 Vbat_int을 통하여 전류가 트랜지스터 TR1과 저항 R4을 통하여 발광다이오드인 PD1와 PD2와 PD3와 PD4와 PD5와 PD6와 PD7와 PD8을 통하여 흐르게 되면 발광다이오드(PD)가 빛을 발하게 되어 최종적으로 공이 빛을 발하게 된다.

상기 상태에서 다시 한번 스위치 SW1을 누르게 되면 상기와 같은 동작을 반복하여 J-K 플립플롭(74HC73)의 출력 Q단자의 전압상태가 토글되어 저전위가 된다. 그러면 트랜지스터 TR1에 의하여 전원 Vbat_int를 통하여 발광다이오드(PD)에 흐르던 전류가 흐르지 못하게 되어 더 이상 발광다이오드(PD)가 빛을 발하지 않게 된다.

상기 토글(toggle)회로는, 내부광원(3)의 온과 오프의 두 상태를 제어하기 위한 입력신호를 한 개만 사용하기 때문에 서로 구별되는 두 개의 신호를 만들기 위한 회로가 필요가 없다. 또한 수신시에도 두 신호를 구별하기 위한 회로가 필요하지 않아 제어회로(13)의 구성이 간단해지는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 내부 구조를 표현한 것으로 정육면체의 소자고정틀에 제어회로 PCB(5)와 내부광원(3)와 건전지(4)가 무게중심을 맞추기 위하여 상호대칭으로 배치되도록 구성되어 있다. 이와 같은 상호대칭구조로 인하여 회전 비행중인 공의 무게중심이 공의 중심으로 되어 공의 비행능력과 방향 제어력이 높아 진다.

도 5는 본 발명의 내부소자 고정틀로서 각 기능부품들이 상호대칭으로 장착될 수 있도록 정육면체 또는 상호대칭구조의 모양으로 구성된다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 점점 야행성화 되는 현대인의 생활패턴에서 조명시설을 위한 추가의 비용을 지불하지 않고도 어두운 야간에 공을 가지고 놀이나 운동을 하고자 하는 경우에 공의 식별을 가능하게 하여 놀이나 운동을 할 수 있게 하는 장점이 있는 유용한 발명이다.

Claims (8)

1. 내부가 밀폐된 솔리드(solid)형 공(ball)에 있어서,

   내부에 빛을 발하는 광원(3)과; 광원에 전력을 공급하는 건전지(4)와; 공 외부의 신호에 의해 내부의 광원의 빛을 온/오프하는 제어회로(5)와; 빛이 통과할 수 있는 외피(1)와; 빛이 통과할 수 있으면서 광원과 내부 구성품을 지정된 위치에 고정하고 보호하는 내부매질(2)로 구성된 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
2. 제 1항에 있어서,

   외피(1)와 내부매질(2)의 재질이 투명인 것임을 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
3. 제 1항에 있어서,

   내부매질(2)의 재질이 투명의 재질에 산란효과를 발생하는 미세한 반사체가 들어있는 재질로 된 것임을 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
4. 제 1항에 있어서,

   외부 리모콘(10)의 신호로 밀폐된 솔리드(Solid)형 공의 내부 광원(3)을 온/오프하기 위한 제어회로(5)가 광신호를 수신할 수 있는 포토트랜지스터로 구성된 수신부(12)와; 수신된 신호를 처리하여 광원의 온/오프 상태를 제어하는 제어부(13)와; 광원(3)의 온/오프를 구동하는 트랜지스터로 구성된 구동부(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
5. 제 4항에 있어서,

   광원(3)의 온/오프 상태를 제어하기 위한 제어부(13)의 회로가 한 가지의 신호에 의해 순차적으로 출력 전압상태가 저전위 또는 고전위로 바뀌는 토글(toggle)회로임을 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(Ball).
6. 제 1항에 있어서,

   공(ball)이 회전 비행시 공의 내부광원으로 부터 발하는 빛을 한 지점이 아닌 다지점에서 용이하게 관찰할 수 있도록 내부광원의 배열을 공의 중심을 기준으로 상호대칭되게 내부광원의 위치를 배열한 구조를 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
7. 제 1항에 있어서,

   공(ball)의 내부 구성품의 배치를 회전 비행중인 공(ball)의 무게중심이 공의 중심이 되게 하기 위해서 공의 중심을 기준으로 하여 상호대칭으로 내부 구성품을 배열한 구조를 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(ball).
8. 제 1항에 있어서,

   공(ball)의 내부 구성품을 상호대칭으로 배열하고 고정하기 위한 고정틀이 공의 중심을 기준으로 상호대칭 구조로 된 것임을 특징으로 하는 내부에 광원을 가지는 빛을 발하는 공(Ball).