KR100952193B1 - 필기시간 확인용 필기구 - Google Patents

Abstract

필기구에 진동과 수평 및 수직을 감지하기 위한 센서를 구비하고, 필기 시간 확인을 통해 집중력이나 학업 성취도 상태를 확인할 수 있도록 한 필기시간 확인용 필기구가 개시된다.

개시된 필기시간 확인용 필기구는, 필기시간 확인용 목표 시간을 입력하기 위한 입력부와; 필기구의 수평 및 수직 상태를 검출하여 출력하는 수평/수직 감지부와; 필기구의 진동 상태를 검출하여 출력하는 진동 감지부와; 전원이 공급되고 입력부를 통해 목표 시간이 입력되면 수평/수직 감지부의 출력신호와 진동 감지부의 출력을 기반으로 필기 여부를 판별하며, 필기 결과 정보의 출력을 제어하는 제어부; 및 제어부에서 출력되는 필기 결과 정보를 화면에 표시해주는 표시부를 포함한다.

필기구, 목표 시간, 집중력, 학업성취도, 수평/수직 감지, 진동 감지

Description

필기시간 확인용 필기구{Checking pen for confirmation of writing time}

본 발명은 필기시간 확인용 필기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필기구에 진동과 수평 및 수직을 감지하기 위한 센서를 구비하고, 필기 여부를 분석하여 집중력이나 학업 성취도 상태를 확인할 수 있도록 한 필기시간 확인용 필기구에 관한 것이다.

일반적으로, 필기구는 필기를 하는 도구의 통칭으로써, 근래에는 기본적인 기능인 필기 기능 이외에 기능 향상을 도모하기 위해서 램프를 구비시켜 야간에도 필기하는 데 불편함이 없도록 하는 필기구도 등장하였다.

그러나 이러한 일반적인 또는 근래에 등장한 모든 필기구는 그 기본적인 기능인 필기를 하는 데 초점이 맞추어져 있으며, 개발 방향도 좀 더 편리하게 그리고 글씨가 잘 써지도록 하는 데에 초점이 맞추어져 개발되고 있다.

따라서 기존에 개발된 필기구를 이용하여 필기시간을 확인할 수 있는 방법이 없으며, 또한 기존에 개발된 필기구를 이용하여 집중력을 확인하거나 학업성취도를 확인하거나 학습 능률을 향상시키거나 등의 그 어떠한 기능도 도모할 수 없으며, 기존의 필기구는 단순히 필기하는 기능만이 최적화되어 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 기존 필기구에서 발생한 필기시간 확인 불가능 문제와 집중력 확인 불가능 문제 및 학업 성취도 확인이 불가능한 문제를 해결하고, 필기구의 기능 향상을 도모하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 필기구에 진동과 수평 및 수직을 감지하기 위한 센서를 구비하고, 필기시간의 확인이 가능토록 한 필기시간 확인용 필기구를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 필기시간의 분석을 통해 집중력이나 학업 성취도 등의 상태를 확인할 수 있도록 한 필기시간 확인용 필기구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "필기시간 확인용 필기구"는, 필기시간 확인용 목표 시간을 입력하기 위한 입력부와; 필기구의 수평 및 수직 상태를 검출하여 출력하는 수평/수직 감지부와; 상기 필기구의 진동 상태를 검출하여 출력하는 진동 감지부와; 전원이 공급되고 입력부를 통해 목표 시간이 입력되면 상기 수평/수직 감지부의 출력신호와 상기 진동 감지부의 출력을 기반으로 필기 여부를 판별하며, 필기 결과 정보의 출력을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에서 출력되는 필기 결과 정보를 화면에 표시해주는 표시부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 수평/수직 감지부의 출력신호로 필기구의 기울기를 감지하고, 상기 진동 감지부의 출력 신호로 필기의 시작 여부를 판단하는 것이다.

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또한, 상기 제어부는, 상기 필기시간의 분석을 통해 집중력 및 학업성취도를 판단하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 진동 감지부의 출력을 기반으로 필기 시간을 카운트하여 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평/수직 감지부는, 내부에 중간이 확장되며 양 경사면을 포함하고, 양 개방부에 절연체가 구비된 통전 원통체와; 상기 양 절연체에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구와; 상기 통전 원통체의 내부에 구비되어 상기 통전 원통체의 위치 변화에 따라 상기 통전구와 통전 원통체를 연동시키는 작동 통전구를 포함한다.

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또한, 상기 진동 감지부는, 내부에 중간이 확장되며 상/하 경사면을 포함하고 상 개방부에 절연체가 구비되며, 하 개방부에 통전판이 구비된 통전 원통체와; 상기 절연체에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구와; 상기 통전구의 하부 용수철에 의해 매달려 통전 원통체의 진동시 통전판과 통전구를 통전시키는 작동 통전구를 포함한다.

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본 발명에 따르면, 필기구에 진동과 수평 및 수직을 감지하기 위한 센서를 통해 필기 시간의 확인이 가능하며, 이러한 필기 시간을 분석함으로써 집중력이나 학업 성취도 상태를 확인할 수 있는 장점이 있다.

또한, 집중력이나 학업성취도 상태를 확인할 수 있으므로, 이를 기반으로 집중력이나 학업성취도를 향상시킬 수 있도록 유도할 수 있어, 학습 능률 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 "집중력 및 학업성취도 확인용 필기구"의 전체 구성을 보인 블록도로서, 전원부(110), 입력부(120), 제어부(130), 수평/수직 감지부(140), 진동 감지부(150), 메모리(160), 표시부(170)를 포함한다.

전원부(110)는 각 블록에 알맞게 구동용 전원을 공급해주는 기능을 수행하는 것으로서, 전원으로는 배터리를 이용할 수 있으며, 다른 방법으로는 소형의 태양 광 발전장치를 이용하여 자체적으로 전원을 생성하여 이용할 수도 있다.

입력부(120)는 필기시간 확인용 목표 시간을 입력하기 위한 기능을 수행하는 것으로서, 기능 입력을 위한 기능 키와 나이 및 목표 시간 입력을 위한 숫자 키 등이 구비된 키패드를 이용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 터치 패드를 이용할 수도 있다. 이러한 입력부(120)는 부가적으로 나이 입력 기능이 구비될 수 있으며, 목표 시간 대신에 나이를 입력할 수도 있다.

수평/수직 감지부(140)는 필기구의 수평 및 수직 상태를 검출하여 그 결과를 제어부(130)에 필기구의 기울기 값으로 제공하는 역할을 하는 것으로서, 도 2a에 도시한 바와 같이, 내부에 중간이 확장되며 양 경사면(141 ~ 144)을 포함하고, 양 개방부에 절연체(145a ~ 145d)가 구비된 통전 원통체(146)와; 상기 양 절연체(145a ~ 145d)에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구(147a)(147b)와; 상기 통전 원통체(146)의 내부에 구비되어 상기 통전 원통체(146)의 위치 변화에 따라 상기 통전구(147a)(147b)와 통전 원통체(146)를 연동시키는 작동 통전구(148)를 포함한다.

도면 중 미설명 부호 149는 수평/수직 기울기 판별용 검출 값을 출력하기 위한 출력단(몸통 접점)을 나타낸다. 이러한 수평/수직 감지부(140)는 수평 상태에서 작동 통전구(148)를 안착시키기 위한 안착 홈(148a)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

진동 감지부(150)는 상기 필기구의 진동 상태를 검출하여 그 결과를 상기 제어부(130)에 제공하는 역할을 하는 것으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 내부에 중간이 확장되며 상/하 경사면(141a ~ 141d)을 포함하고, 상 개방부에 절연체(142a)(142b)가 구비되며, 하 개방부에 통전판(143)이 구비된 통전 원통체(144)와; 상기 절연체(142a)(142b)에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구(145)와; 상기 통 전구(145)의 하부 용수철(146)에 의해 매달려 통전 원통체(144)의 진동시 통전판(143)과 통전구(145)를 통전시키는 작동 통전구(147) 및 진동 판단용 검출 값을 출력하기 위한 출력단(몸통 접점)(148)을 포함한다.

제어부(130)는 전원이 공급되고 상기 입력부(120)를 통해 필기시간 확인용 목표 시간이 입력되면, 상기 수평/수직 감지부(140)의 출력신호와 진동 감지부(150)의 출력을 기반으로 필기 여부를 판별하고, 필기 결과 정보의 출력을 제어하는 기능을 수행한다. 이러한 제어부(130)는 일반적인 연산기능과 제어 기능을 구비한 중앙처리장치(CPU)를 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 마이크로프로세서나 마이컴 또는 컨트롤러를 이용할 수도 있다.

주지한 제어부(130)는 상기 수평/수직 감지부(140)의 출력신호로 필기구의 기울기를 감지하고, 상기 진동 감지부(150)의 출력 신호로 필기의 시작 여부를 판단하게 된다.

또한, 제어부(130)는 부가적으로 입력부(120)를 통해 나이가 입력되면 메모리(160)에 저장된 입력 나이에 대응하는 목표 시간을 설정하는 기능, 필기 시간을 분석하여 집중력 및 학업성취도를 판단하는 기능을 포함할 수 있다.

메모리(160)는 입력되는 목표 시간을 저장하거나 필기시간을 카운트한 필기 시간 정보를 저장하며, 나이 입력시 대응하는 목표 시간 정보가 테이블로 저장되며, 필기구가 동작하는 경우 발생하는 데이터를 저장하는 데이터 저장장치로서, 일반적인 디지털 저장장치를 이용하는 것이 바람직하다.

표시부(170)는 상기 제어부(130)에서 출력되는 필기 결과 정보를 화면에 표 시해주는 기능을 수행하는 것으로서, 데이터 및 수치를 디지털로 표현하기 위한 액정표시기(LCD)를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 수평/수직 감지부의 출력신호로 필기구의 기울기를 감지하고, 상기 진동 감지부의 출력 신호로 필기의 시작 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명을 실제 제품에 적용할 경우, 전원부(110)에 포함되는 전원 스위치와 입력부(120) 및 표시부(170)는 필기구의 케이스에 설치하는 것이 바람직하며, 상기 구성 요소를 제외한 나머지 부분은 필기구에 내장하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따른 필기시간 확인용 필기구는, 전원 스위치를 조작하여 전원을 켜면, 전원부(110)에 의해 필기구의 각 구성요소에 구동용 전원이 공급되어 장치가 활성화하게 되며, 제어부(130) 또한 전원 공급이 이루어지면 초기화를 수행하고, 입력부(120)를 통해 필기시간 확인용 목표 시간이 입력되면 필기 시간 확인 기능을 시작하게 된다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위해 사용자가 필기 시간 확인을 위해 목표 시간을 입력하는 것을 기본으로 설명하나, 본 발명의 다른 실시 예로서 목표 시간 대신에 나이를 입력하는 것도 가능하다.

여기서 필기 시간 등을 확인한 후 집중력이나 학업성취도를 판단하는 방법으로서, 나이가 11세 이하일 경우에는 집중력 및 학업성취도 결과가 목표의 50% 이상만 성취하게 되면 집중력 및 학업성취 결과가 100이 된 것으로 판단할 수 있으며, 나이가 12 ~ 13세일 경우에는 목표의 70% 이상만 성취하게 되면 집중력 및 학업성취 결과가 100이 된 것으로 판단할 수 있으며, 나이가 14세 이상은 목표를 전부 달성한 경우에만 그 결과 100이 된 것으로 판단하게 된다.

필기 시간 확인용 목표 시간이 입력되면, 제어부(130)는 수평/수직 감지부(140)와 진동 감지부(150)의 출력을 검색하여 그 결과를 기반으로 필기 여부를 판단하게 된다.

예컨대, 수평/수직 감지부(140)의 출력을 기반으로 필기구의 기울기를 판단하여 필기구의 위치 상태를 판별하게 된다. 수평/수직 감지부(140)는 도 2a에 도시한 바와 같이, 필기구가 사용되지 않고 책상이나 바닥에 놓여있는 상태에서는 수평 상태를 유지하게 되므로, 통전구(147a)(147b)에 전원(DC 5V)을 인가하여도, 작동 통전구(148)가 안착홈(148a)에 안착된 상태를 유지하게 되므로, 출력단(149)으로는 출력이 발생하지 않게 된다(DC 0V).

이와 같은 상태에서 사용자가 필기구를 사용하기 위해서 손으로 필기구를 잡아 세우게 되면, 도 2b나 도 2c에 도시한 바와 같이, 작동 통전구(148)가 필기구의 세워진 위치에 따라 경사면(141 ~ 144)을 따라 구르면서 어느 하나의 통전구(147a)(147b)에 접촉하게 된다. 도 2b와 같이 작동 통전구(148)가 통전구(147a)에 접촉된 경우에는 통전구(147a)에 인가된 전원이 상기 작동 통전구(148), 경사면(144)을 통해 출력단(149)으로 전달되어, 최종적으로 5v의 출력 신호가 발생하여 제어부(130)에 전달된다. 이 경우는 필기구가 수직 상태임을 의미한다.

제어부(130)는 수평/수직 감지부(140)로부터 5V의 감지 신호가 발생하게 되 면, 이를 필기구의 위치 변화로 인식하고 사용자가 필기구를 잡은 것으로 판단을 한다. 이후 내부 카운터를 동작시켜 시간의 경과를 확인하게 된다. 여기서 내부 카운터는 업-카운터 또는 다운-카운터로 설계할 수 있으며, 설계된 카운터에 따라 카운트를 증가시키거나 감소시키는 계수 방식을 이용하게 된다. 본 발명에서는 편의상 업-카운터를 이용하는 것으로 설명한다.

한편, 사용자가 필기구를 잡은 것으로 판단이 되면 제어부(130)는 진동 감지부(150)의 출력 신호를 검색하게 되는 데, 진동 감지부(150)는 도 3에 도시한 바와 같이, 필기를 하기 이전에는 작동 통전구(147)가 통전 원통체(144)의 내부의 공간에 떠 있는 상태가 되어 통전구(145)에 전원을 인가(DC 5V)하여도 출력단(148)으로는 출력이 발생하지 않게 된다.

이후 사용자가 필기를 시작하게 되면 진동이 발생하게 되고, 이렇게 발생하는 진동(상하 진동)에 의해 용수철(146)의 끝에 매달린 작동 통전구(147)가 상하 진동에 따라 통전판(143)과 접촉이 이루어진다. 이때 출력단(148)으로는 통전구(145), 용수철(146), 작동 통전구(147)를 통해 전달된 전원이 출력(DC 5V)되어 제어부(130)에 인가된다.

제어부(130)는 진동 감지부(150)로부터 출력(DC 5V)이 발생하게 되면 필기가 시작된 것으로 판단을 하고, 내부 카운터를 동작시켜 필기 시간(학습 시간)을 누적하게 된다. 이 경우에도 내부 카운터는 업-카운터 또는 다운-카운터로 설계할 수 있으며, 본 발명에서는 편의상 업-카운터를 이용한다.

이렇게 계수되는 필기 시간 정보 즉, 학습 시간 정보는 메모리(160)에 저장 이 되며, 그 결과는 표시부(170)에 표시가 된다.

즉, 목표 시간이 설정되고, 필기 시작이 감지되면 제어부(130)는 필기 시간을 카운트하게 되며, 이렇게 카운트 되는 필기 시간은 실시간으로 메모리에 저장된다. 상기 필기 시간이 목표 시간이 되면 제어부(130)는 이를 저장한 후 표시부(170)를 통해 그 결과를 표시해준다. 이때 표시부(170)에 표시되는 결과 정보는 처음 설정한 목표 시간 정보와 목표 시간을 달성하는 데 소요된 필기 시간 정보가 된다. 즉, 사용자가 설정한 목표 시간을 표시해주고, 별도로 목표 시간을 달성하는 데 소요된 필기 시간 정보를 표시해준다. 예컨대, 처음에 설정한 목표 시간이 60분이었으나, 사용자가 60분을 필기하는 데 소요된 시간이 120분이었다면, 상기 2가지의 시간을 전부 표시해주어, 추후 집중력이나 학업성취도를 판단하는 자료로 사용할 수 있도록 해준다. 여기서 필기 시간을 카운트하는 방법은, 필기가 이루어지고 있는 시간만을 별도로 카운트하고, 필기 시작시간부터 필기 종료시간을 카운트하는 별도의 카운트를 구비함으로써, 용이하게 구현 가능하다. 그리고 제어부(130)는 메모리에 저장된 제어 프로그램을 통해 사용자가 필기를 하는 도중에 필기를 일시 멈춘 경우에는 그 시간을 카운트하여 미리 저장된 대기 시간을 초과하지 않으면 필기 시간으로 인정하고, 상기 대기 시간을 초과하게 되면 일시 정지한 시간을 필기시간으로 간주하지 않는 방식을 이용하여 카운트하는 것이 바람직하다.

또한, 사용자가 입력부(120)를 통해 나이 입력 기능을 선택하고, 목표 시간 대신에 필기시간 확인 대상자의 나이를 입력한 경우, 제어부(130)는 메모리에 미리 저장된 나이에 대응하는 목표 시간을 인출하여 목표 시간을 자동으로 설정하게 된 다. 목표 시간이 설정된 상태에서 필기 시간을 확인하는 방법은 전술한 방법과 동일하게 이루어진다.

따라서 제3자(특히, 부모)는 사용자(예를 들어, 자녀)의 집중력 및 학업성취도를 알 수 있으며, 이를 기반으로 집중력이 부족하거나 학업성취도의 상태를 인지할 수 있으므로, 추후 집중력이 낮거나 학업성취도가 낮을 경우 이를 증진할 수 있도록 지도함으로써, 학습 능률의 향상을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 필기구는 학습 시간을 계수하는 과정에서 수평/수직 감지부(140)에 의해 수평 상태가 감지되면 학습 시간 종료로 판단을 하고, 학습 시간의 계수를 종료하게 되며, 아울러 수평 상태에서 진동이 감지되어도 학습 시간을 계수하는 동작을 수행하지 않게 된다. 이러한 계수 방법은 제어 프로그램을 메모리(160)에 미리 저장해 놓고, 제어부(130)가 상기 프로그램에 따라 필기구의 전체 동작을 제어함으로써, 간단하게 실현할 수 있다.

아울러 본 발명에 따란 필기구의 일반적인 필기 기능은 기존의 필기구와 동일하게 이루어지므로, 구체적인 언급은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 필기시간 확인용 필기구의 구성도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 적용된 수평/수직 감지부의 일 예로서, 도 2a는 수평 상태의 동작 상태도이고, 도 2b 및 도 2c는 수직 상태의 동작 상태도이다.

도 3은 본 발명에 적용된 진동 감지부의 일 예도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110… 전원부

120… 입력부

130… 제어부

140… 수평/수직 감지부

150… 진동 감지부

160… 메모리

170… 표시부

Claims (6)

1. 필기시간 확인용 목표 시간을 입력하기 위한 입력부와;

   필기구의 수평 및 수직 상태를 검출하여 출력하는 수평/수직 감지부와;

   상기 필기구의 진동 상태를 검출하여 출력하는 진동 감지부와;

   전원이 공급되고 입력부를 통해 목표 시간이 입력되면 상기 수평/수직 감지부의 출력신호와 상기 진동 감지부의 출력을 기반으로 필기 여부를 판별하며, 필기 결과 정보의 출력을 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부에서 출력되는 필기 결과 정보를 화면에 표시해주는 표시부를 포함하며,

   상기 제어부는,

   상기 수평/수직 감지부의 출력신호로 필기구의 기울기를 감지하고, 상기 진동 감지부의 출력 신호로 필기의 시작 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 필기시간 확인용 필기구.
2. 삭제
3. 청구항 제1항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 입력부를 통해 나이 입력 기능이 선택되고, 나이가 입력되면 메모리에 기 저장된 나이에 대응하는 목표 시간을 인출하여 필기 시간 확인을 위한 목표 시간을 자동으로 설정하는 것을 특징으로 하는 필기시간 확인용 필기구.
4. 청구항 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 진동 감지부의 출력을 기반으로 필기 시간을 카운트하여 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 필기시간 확인용 필기구.
5. 청구항 제1항에 있어서, 상기 수평/수직 감지부는,

   내부에 중간이 확장되며 양 경사면을 포함하고, 양 개방부에 절연체가 구비된 통전 원통체와;

   상기 양 절연체에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구와;

   상기 통전 원통체의 내부에 구비되어 상기 통전 원통체의 위치 변화에 따라 상기 통전구와 통전 원통체를 연동시키는 작동 통전구와;

   수평/수직 감지신호를 상기 제어부에 출력하기 위한 출력단; 및

   상기 작동 통전구를 안착시키기 위한 안착 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 필기시간 확인용 필기구.
6. 청구항 제1항에 있어서, 상기 진동 감지부는,

   내부에 중간이 확장되며 상/하 경사면을 포함하고 상 개방부에 절연체가 구비되며, 하 개방부에 통전판이 구비된 통전 원통체와;

   상기 절연체에 삽입되어 전원이 인가되는 통전구와;

   상기 통전구의 하부 용수철에 의해 매달려 통전 원통체의 진동시 통전판과 통전구를 통전시키는 작동 통전구; 및

   진동 감지 신호를 상기 제어부에 출력하기 위한 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 필기시간 확인용 필기구.

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