KR100581400B1 - 움직임 검출 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치 - Google Patents

움직임 검출 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정의 대상에 대하여 움직임 방향을 인식하기 위한 센서장치에 관한 것으로, 움직임의 방향 및 그 운동크기에 따라서 정확한 움직임을 인식할 수 있도록 하는 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 종래의 움직임 센서장치를 보완하여 기구적으로 아주 민감한 신호부터 큰 신호까지 시간 지연없이 움직임의 방향을 인식할 수 있도록 하는 센서모듈을 제공하고자 하며, 또한 상기의 센서모듈을 이용하여, 센서모듈을 통해 검출된 움직임 방향에 따른 특정한 소리(sound)를 제공하여 흥미 있는 완구 및 게임기를 제공할 수 있도록 하는 센서모듈을 이용한 움직임 방향에 따른 음향장치를 제공하고자 한다.
움직임센서, 접촉센서, 센서모듈

Description

움직임 검출 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치{The sound effector which uses a moving detection sensor module And moving detection sensor module}
도 1은 본 발명 움직임 검출 센서모듈의 구조를 보이기 위한 평면도.
도 2는 본 발명 움직임 검출센서모듈의 내부 구조를 보이기 위한 사시도.
도 3은 본 발명 센서모듈을 이용한 음향장치의 구성을 보인 블록도.
도 4는 본 발명에 있어서, 제 1메모리부에 저장된 음향출력리스트 정보 테이블의 일예를 나타낸 도면.
본 발명은 소정의 대상에 대하여 움직임 방향을 인식하기 위한 센서장치에 관한 것으로, 움직임의 방향 및 그 운동크기에 따라서 정확한 움직임을 인식할 수 있도록 하는 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치에 관한 것이다.
센서(sensor)는 일반적으로 온도·압력, 소리·빛 등 여러 종류의 물리량을 검지·검출하거나 판별·측정하여 신호로 전달하는 기능을 갖춘 소자(素子)를 의미 하며, 외부의 신호를 인식하여 프로세서(컴퓨터)에 입력하기 위한 중개체라고할 수있다.
센서에서 인식된 값에 따라 소정의 결과를 도출 및 이로 인하여 어떤 동작(action)을 수행하게 되는데, 센서의 값이 정확하지 못하면, 그 이후의프로세스는 아무런 효용가치를 가지지 못하게 된다.
따라서 그 센서의 인식 정확도가 가장 중요한 관건이 된다.
이와 같은 센서는 다양하게 적용되고 있으며, 산업기기로봇, 정밀기기 등은 물론 완구에 이르기까지 그 활용은 다양하다.
종래에는 움직임 및 움직임 방향을 검출하기 위한 다양한 장치가 개발되어 사용되고 있으며, 전자적인 시간간격 조절이나 일정시간 이상 접촉시 동작하게 하는 등 체트링(기구적인 온/오프 접점)을 제거하여 유효한 동작을 이끌어내는 원리를 이용한다.
그러나 이러한 부분에는 반드시 시간지연이라든지 정확한 동작만 걸러내는 등 민감한 센서 특성을 표현하기는 부족하며, 또한 그 구성 또한 복잡하다.
본 발명에서는 이를 기구적으로 보완하여 아주 민감한 신호부터 큰 신호까지 시간 지연없이 움직임의 방향을 인식할 수 있도록 하는 센서모듈을 제공하고자 한 것이다.
또한 상기의 센서모듈을 이용하여, 센서모듈을 통해 검출된 움직임 방향에 따른 특정한 소리(sound)를 제공하여 흥미 있는 완구 및 게임기를 제공할 수 있도 록 하는 센서모듈을 이용한 움직임 방향에 따른 음향장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명 센서모듈은,
케이스와, 케이스내에 고정되며 중앙부로부터 각 방향으로 도달거리가 일정한 평면을 가지는 접촉패널과,
케이스의 공간상에 구성되며 움직임에 따라 자유 이동가능한 구형태의 도체와,
접촉패널면의 각방면에 설치되어 상기 도체와 접촉되어 접점을 이루어 도체의 움직임 검출신호를 발생시키기 위한 접촉단자와,
각 방향으로 구형태의 도체의 위치를 잡아주며, 탄성력을 작용하여 일정한 힘이상이 전달될 경우 도체가 해당 방면에 설치된 접촉단자에 접촉될 수 있도록 하기 위한 탄성체와,
중앙의 상부 또는 하부면 중앙에 위치하며, 도체의 위치를 지정하기 위한 자성체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 센서모듈을 이용한 움직임 방향에 따른 음향장치는,
검출대상에 설치되어 대상의 움직임 방향을 검출하기 위한 센서모듈과, 센서모듈로부터 검출된 움직임 방향 신호에 따라서 특정한 음향을 발생시키는 음향출력제어장치로 구성되며,
상기 음향출력제어장치는, 움직임 방향별 출력될 음향정보가 저장되는 제 1저장수단과, 움직임 방향에 따라 출력될 음향정보에 따른 음원이 저장된 제 2저장 수단과, 센서모듈로부터 검출된 입력값에 따라 움직임방향을 인식하고 인식된 움직임방향에 따라 제 1저장수단으로부터 출력될 음향정보에 따라 제 2저장수단으로부터 해당 음원을 선택하여 출력 제어하는 제어수단과, 선택된 음원에 대한 외부 출력을 위한 음향출력수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 그 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
검출대상에 설치되어 대상의 움직임 방향을 검출하기 위한 센서모듈(100)과, 센서모듈(100)로부터 입력된 검출된 움직임 방향에 따라 특정한 소리를 출력하는 음향출력제어장치(200)로 구성되며,
상기 음향출력제어장치(200)는 센서모듈(100)로부터 입력된 신호를 제어부(204)에서 인식 가능한 디지털 신호로 변환처리하는 센서신호입력부(201)와, 움직임 방향별 출력될 음향정보가 저장되는 제 1메모리부(202)와, 움직임 방향에 따라 출력될 음향정보에 따른 음원이 저장된 제 2메모리부(203)와, 센서모듈(100)로부터 검출된 움직임방향을 인식하고 인식된 움직임방향에 따라 제 1메모리부(202)로부터 출력될 음향정보에 따라 제 2메모리부(203)로부터 해당 음원을 선택하여 출력 제어하는 제어부(204)와, 선택된 음원에 대한 외부 출력을 위한 음향출력부(205)를 포함하여 구성된다.
상기 센서모듈(100)은 케이스(101)와, 케이스(101)내에 고정되며 중앙부로부터 각 방향으로 도달거리가 일정한 평면을 가지는 접촉패널(102)과, 케이스(101)의 공간상에 구성되며 움직임에 따라 자유 이동가능한 도체구슬(103)과, 접촉패널 (102)면의 각방면에 설치되어 상기 도체구슬(103)과 접촉됨을 인식하기 위한 접촉단자(104a~104h)와, 각 방향으로 도체구슬(103)의 위치를 잡아주며 탄성력을 작용하여 일정한 힘이상이 전달될 경우 도체구슬(103)이 해당 방면에 설치된 접촉단자에 접촉될 수 있도록 하기 위한 보조스프링(105)과, 중앙의 하부저면 중앙부에 위치하며, 도체구슬(103)의 위치를 지정하기 위한 자석(106)을 포함하여 이루어진다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명은,
상기 센서모듈(100)에 있어서,
상기 케이스(101)는 움직임을 검출하기 위한 대상에 설치 또는 취부될 수 있도록 하는 수단을 포함한다.
상기 접촉패널(102)은 중앙부로부터 일정한 거리를 갖도록 케이스(101)내에 설치되어 중앙부에 구성된 도체구슬(103)이 접촉패널(102)의 각 방면으로 도달거리가 갖도록 구성한다.
상기 접촉패널(102)의 각 방면에 설치된 접촉단자(104a~104h)는 접촉패널(102)의 면상에 수직으로 설치되어 움직임에 따라 이동되어져 오는 도체구슬(103)과 접촉될 수 있는 구조를 갖는다.
상기 접촉패널(102)이 중앙부로부터 굳이 동일한 도달거리로 구성할 필요는 없지만, 이와 같은 본 실시예에서 동일한 거리로 접촉패널(102)을 구성하는 이유는 동일한 힘에 의해 도체구슬(103)이 이동된다고 볼 때, 그 움직임을 검출하는 데 있어, 가장 바람직한 구조이기 때문이다.
상기 도체구슬(103)은 케이스(101)내에서 자유 이동 가능한 형태로 구성되 며, 자석(106)과 보조스프링(105)에 의해 그 위치가 고정된다.
자석(106)은 자력으로 도체구슬(103)을 중앙부에 위치하도록 하며, 움직임에 의해 도체구슬(103)이 이동시 다시 원래의 상태로 돌아올 수 있도록 한다.
케이스(101)내 접촉패널(102)에 의해 형성된 공간은 자석(106)의 자력이 미치는 범위를 고려하여 그 크기를 결정하여 움직임에 의해 도체구슬(103)이 이동된다고 해도 자석(106)에 의해 움직임에 따른 힘이 자력(106)에 미치지 못할 경우 항상 중앙에 위치될 수 있도록 한다.
또한 상기 보조스프링(105)은 도체구슬(103)과 접촉된 상태에서 수직으로 설치되어 움직임의 크기가 보조스프링(105)에서 제공하는 탄성력내에서 도체구슬(103)의 이동을 제한한다.
상기 도체구슬(103)과 접촉단자(104a~104h)는 도전성 및 내구성을 고려하여 금도금된 것을 이용한다.
상기 센서모듈(100)에 의해 입력된 값을 이용하여 소정의 음향을 발생시키는 음향출력제어장치(200)에 있어서,
상기 음향출력제어수단으로 제어부(204)와 함께 구성되는 센서신호입력부(201)는 각 접촉단자(104a~104h)로부터 센싱신호를 입력받는 단자신호입력수단을 구성하며, 또한 각 접촉단자(104a~104h)로부터 입력된 센싱신호를 제어부(204)에서 처리가능한 디지털신호로 변환가능한 A/D변환수단을 포함하여 구성한다.
이와 같은 신호입력수단과 디지털 변환수단은 일반적으로 제어부(204)내에 포함하여 구성할 수 있다.
제 1메모리부(202)는 구성된 접촉단자(104a~104h)별 음향정보(음향출력리스트)가 구성되는 바, 각 접촉단자별로 또는 접촉단자의 접촉순서에 따른 출력될 음향출력 리스트가 저장된다.
도 4는 이의 일예를 나타낸 테이블이다.
제 2메모리부(203)는 출력될 음원이 저장된다.
상기 음향출력부(205)는 제어부(204)로부터 출력되는 음원을 처리하여 스피커(205b)를 통해 외부로 출력하는 음향처리부(205a)를 포함한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
센서모듈(100)이 설치된 대상이 움직임에 따라서 센서모듈(100)은 대상의 움직임에 따라서 그 움직임 방향을 검출하게 된다.
대상이 움직이게 되면, 센서모듈(100)내의 중앙에 위치한 도체구슬(103)이 해당하는 방향으로 이동하여 접촉패널(102)에 설치된 해당하는 접촉단자(104a~104h)에 접촉된다.
이때 도체구슬(103)의 외주 각 모서리 방향으로는 보조스프링(105)이 설치되어 있어, 움직임의 정도가 작은 경우에는 도체구슬(103)은 보조스프링(105)의 탄성력에 의해 접촉패널(102)측으로 이동할 수 없다.
즉 움직임의 크기가 보조스프링(105)의 탄성력이상이 될 경우에만 도체구슬(103)은 움직이는 방향의 접촉단자(104a~104h)에 접촉하게 되는 것이다.
도체구슬(103)이 이동하게 됨에 따라 각 면에 해당하는 접촉단자(예 : 104a-104b)와 접촉되거나 또는 각면과 면사이(모서리방향)(예: 104a-104h)가 접촉하게 된다.
따라서 접촉단자(104a-104b)가 접점을 이루고 또는 접점단자(104a-104h)가 접점을 이룬다.
이와 같이 접점이 이루어지게 되면, 음향출력제어장치(200)의 센서신호입력부(201)에서는 해당 접점단자의 신호를 인식하고 이의 신호를 처리하여 제어부(204)로 출력한다.
제어부(204)에서는 이와같은 센서신호입력부(201)로부터 센싱신호를 입력받아 신호인식된 접촉단자를 인식하고, 제 1메모리부(202)에 저장된 음향출력정보리스트로부터 해당하는 음향정보를 읽어, 제 2메모리부(203)에 저장된 음원정보중 해당하는 음원을 음향출력부(205)로 출력한다.
음향출력부(205)의 음향처리부(205a)에서는 해당하는 음원을 처리하여 스피커(205b)로 출력한다.
한편 제어부(204)에서는 내장된 프로그램에 따라 접촉단자의 접점뿐만 아니라 접촉단자의 접점순서에 따라서도 별도의 음향을 출력한다.
예를 들어 접촉단자(104a-104b) 접점후 접촉단자(104e-104f)가 접촉되면 제어부(204)에서는 해당 접점순서가 도 4에 도시된 테이블에 해당하는 음향정보가 있는 가를 검색하고, 이로부터 해당하는 음원을 음향출력제어한다.
이와 같이 하므로써, 단순한 각 방향의 움직임 방향뿐만 아니라 각 움직임 조합에 따라서도 음향 출력이 가능하므로 움직임에 따른 다양한 음향출력이 가능해진다.
이후 움직임의 힘이 보조스프링(105)의 탄성력보다 작아지면 원래의 위치로 도체구슬(103)은 돌아오게 되고, 자석(106)의 자력에 의해 원래의 위치해 있던 중앙에 위치하게 된다.
이상에서와 같은 본 발명을 적용하면, 시간 지연없이 움직임의 방향을 인식할 수 있는 센서모듈을 제공할 수 있다.
또한 이와 같은 센서모듈을 이용하여 검출된 움직임 방향에 따른 특정한 소리(sound)를 다양하게 제공할 수 있는 완구 및 게임기를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 케이스와, 케이스내에 고정되며 중앙부로부터 각 방향으로 도달거리가 일정한 평면을 가지는 접촉패널과,
    케이스의 공간상에 구성되며 움직임에 따라 자유 이동 가능한 구형태의 도체와,
    접촉패널면의 각방면에 설치되어 상기 도체와 접촉되어 접점을 이루어 도체의 움직임 검출신호를 발생시키기 위한 접촉단자와,
    각 방향으로 구형태의 도체의 위치를 잡아주며, 탄성력을 작용하여 일정한 힘이상이 전달될 경우 도체가 해당 방면에 설치된 접촉단자에 접촉될 수 있도록 하기 위한 탄성체와,
    중앙의 상부 또는 하부면 중앙에 위치하며, 도체의 위치를 지정하기 위한 자성체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 센서모듈.
  2. 검출대상에 설치되어 대상의 움직임 방향을 검출하기 위한 센서모듈과, 센서모듈로부터 검출된 움직임 방향 신호에 따라서 특정한 음향을 발생시키는 음향출력제어장치로 구성되며,
    상기 음향출력제어장치는, 움직임 방향별 출력될 음향정보가 저장되는 제 1 저장수단과, 움직임 방향에 따라 출력될 음향정보에 따른 음원이 저장된 제 2저장수단과, 센서모듈로부터 검출된 입력값에 따라 움직임방향을 인식하고 인식된 움직임방향에 따라 제 1저장수단으로부터 출력될 음향정보에 따라 제 2저장수단으로부터 해당 음원을 선택하여 출력 제어하는 제어수단과, 선택된 음원에 대한 외부 출력을 위한 음향출력수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 센서모듈을 이용한 음향장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 센서모듈은
    케이스와, 케이스내에 고정되며 중앙부로부터 각 방향으로 도달거리가 일정한 평면을 가지는 접촉패널과, 케이스의 공간상에 구성되며 움직임에 따라 자유 이동 가능한 구형태의 도체와, 접촉패널면의 각방면에 설치되어 상기 도체와 접촉되어 접점을 이루고 그 접점에 따라 상기 음향출력제어수단으로 전기적인 센싱신호가 공급되도록 하는 접촉단자와, 각 방향으로 구형태의 도체의 위치를 잡아주며, 탄성력을 작용하여 일정한 힘이상이 전달될 경우 도체가 해당 방면에 설치된 접촉단자에 접촉될 수 있도록 하기 위한 탄성체와, 중앙의 상부 또는 하부면 중앙에 위치하며, 도체의 위치를 지정하기 위한 자성체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 센서모듈을 이용한 음향장치.
KR1020040095864A 2004-11-22 2004-11-22 움직임 검출 센서모듈과 센서모듈을 이용한 음향장치 KR100581400B1 (ko)

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