KR102040112B1 - 스마트 큐브 및 이의 동작방법 - Google Patents

스마트 큐브 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 큐브에 있어서, 내부에 수용공간을 가진 코어하우징, 상기 코어하우징의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭, 및 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하고, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 블럭은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭과, 상기 인접한 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭의 종류로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 축블럭의 회전방향 및 회전량을 근거로 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하며, 상기 다수의 블럭은, 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브를 제공한다.

Description

스마트 큐브 및 이의 동작방법 {SMART CUBE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 스마트 큐브 및 이의 동작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 누구나 쉽게 큐브 퍼즐을 맞출 수 있도록 사용자에게 큐브 퍼즐의 솔루션을 시각적으로 제공할 수 있는 스마트 큐브 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
일반적인 큐브 퍼즐 기구(Cube Puzzle Device, 이하 '큐브'로 약칭함)는 정사각형의 입방체로 형성되며, 6개의 면 각각에 9개의 셀이 보이도록 구성되어 있다.
큐브는 면마다 셀의 색상을 달리하여 주로 색상을 맞추는 게임의 용도로 사용되며, 게임 과정에서 지능 발달을 향상시킬 수 있어 지능개발 또는 교육용 완구로 사용된다.
그러나 두뇌 발달용 교구로서 큐브는 좋은 도구이나, 일반 사용자가 큐브를 맞추기에는 어려움이 있고, 솔루션을 제공하는 기존의 책자 형태나 동영상 형태의 교보재 역시 어려워, 큐브에 대한 일반 사용자의 흥미를 적극적으로 이끌어내지 못하는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 맞추기에 다소 어려운 큐브를 누구나 쉽게 맞출 수 있도록 솔루션을 사용자에게 직관적으로 제공할 수 있는 스마트 큐브 및 이의 동작방법을 제공하고자 한다.
또는, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 외부 단말기의 입력수단 또는 컨트롤러로 동작할 수 있는 스마트 큐브 및 이의 동작방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 큐브에 있어서, 내부에 수용공간을 가진 코어하우징, 상기 코어하우징의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭, 및 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하고, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 블럭은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭과, 상기 인접한 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭의 종류로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 축블럭의 회전방향 및 회전량을 근거로 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하며, 상기 다수의 블럭은, 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 블럭은, 상기 큐브의 외면을 형성하는 블럭커버와, 상기 블럭커버를 지지하고 상기 코어하우징의 외주면과 접하는 면을 가진 중간고정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 코어하우징은, 상기 수용공간에 배터리와, 상기 제어부를 구현하기 위한 회로기판을 수용하되, 상기 스마트 큐브는, 상기 코어하우징 내 기판에 설치된 엔코더와 상기 중간고정부 간에 결합되되, 상기 엔코더를 중심으로 상기 중간고정부가 회전 가능하도록 결합되는 회전연결부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 블록 중 하나는, 개폐 가능한 도어를 포함하되, 상기 도어 개방시, 사용자입력을 받기 위한 입력수단 또는 상기 배터리를 충전하기 위한 충전단자를 포함한 패널이 노출되되, 상기 패널은, 상기 엔코더 및 상기 회전연결부를 통해 상기 회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스마트 큐브는, 상기 블록이 발광하도록 하기 위한 적어도 하나의 발광수단을 더 포함하되, 상기 발광수단은, 상기 솔루션에 따라 회전해야할 상기 블럭들 중 적어도 둘 이상을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 귀퉁이블럭은, 상기 큐브의 외면을 형성하는 귀퉁이블럭커버와, 상기 귀퉁이블럭커버를 지지하고 상기 코어하우징의 외주면과 접하는 면을 가진 귀퉁이중간고정부를 포함하며, 상기 외부하우징은, 상기 발광수단의 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제1 광배출구를 갖고, 상기 귀퉁이블럭커버는, 상기 제1 광배출구를 통과한 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제2 광배출구를 가질 수 있다.
일 실시예에 따라, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 적어도 하나의 블럭 위치를 상기 단말기로 전송하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 스마트 큐브가 상기 단말기에서 재생되는 컨텐츠의 제어 입력수단으로 동작하도록, 상기 블럭의 회전을 상기 단말기에 전송하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부에 수용공간을 가진 코어하우징의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭을 포함하는 스마트 큐브의 동작방법에 있어서, 제어부는, 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하는 단계, 상기 제어부는, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 단계, 및 상기 다수의 블럭은, 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하는 단계를 포함하되, 상기 블럭은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭과, 상기 인접한 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭의 종류로 이루어지고, 상기 위치 인식 단계는, 상기 제어부가 상기 축블럭의 회전방향 및 회전량을 근거로 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브의 동작방법을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 출력하는 단계는, 상기 블럭 각각이 발광하도록 하기 위한 적어도 하나의 발광수단은, 상기 솔루션에 따라 회전해야할 상기 블럭들을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스마트 큐브의 통신부는, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 스마트 큐브가 상기 단말기에서 재생되는 컨텐츠의 제어 입력수단으로 동작하도록, 상기 블럭의 회전을 상기 단말기에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 스마트 큐브의 동작방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 맞추기에 다소 어려운 큐브를 누구나 쉽게 맞출 수 있도록 솔루션을 사용자에게 직관적으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 큐브는, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 스마트 큐브가 상기 단말기의 입력수단 또는 컨트롤러로 동작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 블럭커버가 개방된 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭의 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어하우징의 외관을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 부분 단면도이다.
도 6은 도 2의 반 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 배치도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광배출구의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브가 외부 단말기의 컨트롤러로 사용될 수 있는 컨텐츠의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브 동작방법의 단계별 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
스마트 큐브
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 전체 외관을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 1 및 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브는, 내부에 수용공간을 가진 코어하우징(200), 상기 코어하우징(200)의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징(200)을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭(111~137), 및 상기 블럭(111~137) 중 적어도 하나의 위치를 인식하고, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 제어부(310)를 포함할 수 있다.
다만, 도 1 및 9에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 스마트 큐브가 구현될 수도 있다.
이하, 각 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 큐브(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 6개의 면으로 이루어진 정방형이며, 상단에 위치한 9개의 블럭과 중단에 위치한 8개의 블럭과 그리고 하단에 위치한 9개의 블럭, 총 26개의 블럭으로 이루어진 3열 3단 큐브일 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다.
상기 큐브(100)는, 내부에 수용공간을 형성하는 코어하우징(200)을 가질 수 있고, 상기 코어하우징(200)의 수용공간에는, 후술하는 바와 같이, 배터리(320) 및/또는 상기 배터리(320)에 의해 구동되는 제어부(310)와 통신부(330) 등이 구현될 수 있는 회로기판(211~216) 등이 위치할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어하우징의 외관을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 코어하우징(200)은, 대략 구형으로 이루어질 수 있고, 적어도 일 측면에는 상기 코어하우징(200)의 내부 수용공간에 위치한 회로기판(211~216)에 연결된 발광수단의 빛이 외측방향으로 통과할 수 있도록 적어도 하나의 제1 광배출구(201~206)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 코어하우징(200)은, 측면과 하면에 위치한 블럭과 결합하기 위한 회전연결부(211b~216b)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 즉, 회전연결부(211b~216b)는 상기 코어하우징(200)의 외면을 관통하여 설치될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 회전연결부(211b~216b)의 일단은 엔코더(211a~216a)에 결합되고 타단은 축중간고정부(111a~116a)와 결합되되, 회전연결부(211b~216)는 체결수단(211c~216c)에 의해 축중간고정부(111a~116a)와 고정되어, 상기 축중간고정부(111a~116a)가 상기 엔코더(211a~216a)를 중심으로 회전가능하도록 결합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 회전연결부(211b~216b)와 체결되는 블럭은 축블럭(111~112)일 수 있고, 상기 축블럭(111~112)은 상기 큐브(100)의 각 면의 중앙에 위치하여, 제자리에서 자전만 하게 된다. 상기 큐브(100)의 축블럭(111~112)은 총 6개이나, 상기 체결부(201~205)와 결합하는 축블럭(111~112)은 5개이며, 다른 1개의 축블럭(111~112)은 제어부(310) 또는 적어도 하나의 회로기판(211~216)과 케이블 따위를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 모서리블럭(121~129)은 상기 축블럭(111~112)의 각 측면에 접하도록 결합되는 것으로 총 12개가 마련되고, 귀퉁이블럭(131~137)은 인접한 모서리블럭(121~129)들 간에 개재되도록 결합되는 것으로 총 8개가 마련된다.
결국, 큐브(100)는 총 26개의 블럭으로 이루어지되, 상기 큐브(100)의 각 면에는 1개의 축블럭(111~112)과, 4개의 모서리블럭(121~129)과, 4개의 귀퉁이블럭(131~137)이 보여지도록 결합되고, 블럭들은 각 열 또는 각 행을 이루는 블럭들이 무리를지어 회전가능하도록 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭의 구성요소를 나타낸 도면이다.
상기 축블럭(111~112), 모서리블럭(121~129) 및 귀퉁이블럭(131~137)은 상기 코어하우징(200)의 외측면에 결합되되, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 블럭(111~137)들은, 큐브의 외면을 형성하는 블럭커버(111b~116b, 121b~129b, 131b~137b)와, 상기 블럭커버(111b~116b, 121b~129b, 131b~137b)를 지지하고 코어하우징(200)의 외주면과 접하는 면을 가진 중간고정부(111a~116a, 121a~129a, 131a~137a)를 포함할 수 있다. 중간고정부의 내측면, 즉 코어하우징(200)과 마주하는 면은, 상기 코어하우징(200)의 외주면과 상응하도록 형성되어, 블럭이 코어하우징(200)과 접하여 회전할 때 간섭이 없도록 하는 것이 바람직하다.
일 예로, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 축블럭(111~112)은 축블럭커버(111b~116b)와 이를 회전 지지하는 축중간고정부(111a~116a)를 포함할 수 있고, 또 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 모서리블럭(121~129)은 모서리블럭커버(121b~129b)와 이를 지지하는 모서리중간고정부((121a~129a)를 포함할 수 있으며, 그리고 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 귀퉁이블럭(131~137)은 귀퉁이블럭커버(131b~137b)와 이를 지지하는 귀퉁이중간고정부(131a~137a)를 포함할 수 있다.
각 블럭의 커버를 제외한 스마트 큐브의 외관 및 단면도는 도 2, 5 및 6에 도시한 바와 같으며, 도 2, 5 및 6 등을 함께 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
상기 축블럭(111~112) 중 하나는 제어부(310) 또는 적어도 하나의 회로기판(211~216)과 케이블 따위를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 패널(102)을 구비한 축블럭 역시 자전 가능하도록 결합됨은 물론이고, 해당 축블럭의 외측면은 개폐 가능하도록 도어(101)가 힌지 결합할 수 있다.
상기 도어(101)가 개방되면, 상기 축블럭(111~112)의 외측면에 위치한 각종 버튼이나 케이블 커넥터 등을 가진 패널(102)이 노출되며, 상기 도어(101)가 폐쇄되면, 다른 인접 블럭들과 동일한 외면을 가질 수 있다.
상기 패널(102)과, 상기 제어부(310) 또는 적어도 하나의 회로기판(212~216)을 서로 전기적으로 연결하기 위해, 일 실시예에 따라 어느 하나의 엔코더(211a~216a)의 중심 회전축과 회전연결부(211b~216b)의 중심축을 걸치도록 케이블을 배설할 수 있으나, 이에 한하지 않고, 회전연결부(211b~216b) 및/또는 체결수단(211c~216c)를 커넥터로 하여 회전연결부(211b~216b) 및/또는 체결수단(211c~216c)의 외주면에 형성된 적어도 하나의 띠가 접촉되도록 구현될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 코어하우징(200)의 내부에는 회로기판(211~216)이 수용될 수 있으며, 회로기판의 개수, 형태, 배치 등에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판은, 도 7에 도시한 바와 같이, 2개의 원형기판(211, 212)과 4개의 사각기판(213~216)의 총 6개의 회로기판으로 이루어지되, 각각의 회로기판(211~216)은 큐브의 각 면에 대향하도록 설치되고, 각 회로기판(211~216)에는 큐브의 축블록(111~112)과 축결합되는 엔코더(211a~216a)가 설치될 수 있다.
2개의 원형 회로기판(211~216) 각각을 상하에 배치하고, 4개의 회로기판(213~216)을 상하 원형 회로기판(211~216) 사이에서 4면 배치하되, 4개의 회로기판 중 인접한 2개의 회로기판 사이에 마주하는 각 귀퉁이 사이에는 발광수단(L1~L8)이 배치될 수 있도록 공간을 형성하는 것이 바람직하다. 결국, 8개의 발광수단(L1~L8)은 각 귀퉁이블럭(131~137)을 향하여 설치될 수 있다.
이렇게 배치된 8개의 발광수단(L1~L8)에 대한 고정이 용이하도록 전후좌우 각 측면에 배치된 4개의 회로기판(213~216)은 사각기판인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 발광수단(L1~L8) 주변에 회로기판이 최근접하기 위해 기판의 형태는 원형보다는 사각인 것이 유리하기 때문이다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브(100)는 상기 블럭(111~137) 중 적어도 하나의 위치를 인식하고, 상기 큐브(100)의 적어도 한 면이 동종의 면으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 제어부(310)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(310)가 임의로 섞어진 블럭에 대해 큐브(100)의 적어도 한 면이 동종의 면으로 이루어지도록 하는 솔루션은, 종래 공지된 LVL(Layer By Layer) 해법, 프리드리히 해법, 슐츠 해법, 패트러스 해법, 루 해법 등을 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 특정 솔루션을 특별히 한정하지 않는다.
상기 제어부(310)는 상기 솔루션을 산출하기 위해, 상기 제어부(310)는 상기 블럭(111~137)의 위치를 인식하기 위한 위치인식수단(311)을 이용할 수 있다.
상기 위치인식수단(311)은 상기 블럭(111~137)의 위치를 인식하기 위한 것으로 상기 블럭(201~205)들의 위치를 인식하기 위한 다양한 방법을 이용할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 제어부(310)는 엔코더를 이용하여 블럭의 위치를 인식할 수 있다.
엔코더(211a~216a)는 회전하는 축블럭 또는 축중간고정부(111a~116a)의 위치를 검출하기 위한 수단으로서, 제어부(310)는 큐브의 각 회전축에 위치한 엔코더(211a~216a)를 이용하여 각 회전축의 회전방향, 회전량, 회전속도 등을 산출할 수 있다. 제어부(310)는 각 회전축별로 산출된 회전방향 및 회전량을 이용하여 축블럭(111~112) 뿐만 아니라 축블럭(111~112)에 결합된 모서리블럭(121~129) 및/또는 귀퉁이블럭(131~137)의 위치를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 엔코더(211a~216a)는 일반적으로 광학식, 자기식, 유도식 등이 있으나, 본 발명은 엔코더 방식을 특별히 한정하지 않는다.
결국, 상기 제어부(310)는 다양한 방법 등을 이용하여 상기 블럭(111~137) 각각의 위치를 인식하고, 식별된 개별 블럭(111~137)의 위치를 근거로 하여, 큐브(100)의 적어도 한 면이 동종의 외측면을 가진 블록(111~137)으로 이루어지도록 하는 솔루션을 산출할 수 있다.
이때, 상기 솔루션은 적어도 하나의 단계로 이루어질 수 있으며, 최적으로 3 × 3 × 3의 큐브의 경우 20회전 이내의 단계로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(310)는 현 블럭(111~137)의 위치를 근거로 한 솔루션을 산출하되, 복수의 단계 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하여, 사용자가 큐브 블럭을 맞출 수 있도록 해결 방안을 제시해 줄 수 있다.
상기 해결 방안은 상기 큐브(100)를 통해 다양한 방식으로 사용자에게 제시해 줄 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브(100)는 상기 적어도 하나의 블럭이 발광할 수 있도록 적어도 하나의 발광수단(340)을 포함하되, 상기 발광수단(340)이 상기 제어부(310)에 의해 산출된 솔루션에 따라 회전해야할 상기 블럭들 중 적어도 둘 이상을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸토록 할 수 있다.
일 예로, 도 10에 도시한 바와 같이, 현 단계에서 큐브 블록을 맞추기 위해 도면부호 137, 128, 135, 126, 137의 블럭들로 이루어진 무리들을 우측방향으로 회전시켜야 한다고 가정하면, 도면부호 137, 128, 135, 126, 137의 블럭들 각각을 순차적으로 점멸함으로써 사용자에게 다음 단계의 솔루션을 시각적으로 제시할 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라, 스마트 큐브(100)는, 발광수단(340)을 적어도 하나 포함하되, 상기 복수의 발광수단(L1~L8)은 상기 블럭(111~137) 각각에 상응하는 위치에 설치될 수 있으나, 이와 다르게, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 코어하우징(200)의 외주면 중 상기 블럭 중 귀퉁이블럭(131~137) 각각에 상응하는 위치에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 코어하우징(200)의 외주면에는 각 귀퉁이블럭(131~137)의 위치에 상응하도록 제1 광배출구(201~206)가 관통 형성될 수 있고, 마찬가지로 각 귀퉁이블럭(131~137)의 내측면, 구체적으로 귀퉁이중간고정부(131a~137a)에는 상기 제1 광배출구(201~206)를 통해 노출된 빛이 외측방향으로 통과할 수 있도록 제2 광배출구(131c~137c)를 가질 수 있다.
결국, 상기 발광수단(L1~L8)의 점등으로 빛은 외측방향으로 상기 제1 광배출구(201~206) 및 상기 제2 광배출구(131c~137c)를 순차 통과하여 블럭(111~137)을 점등시킬 수 있다. 바람직하게 상기 블럭(111~137), 특히 블럭커버(111b~116b, 121b~129b, 131b~137b)의 소재는 광투과성이 있는 것이 바람직하고, 상기 발광수단(L1~L8)은 직진성이 있고 광도가 높은 LED 광원인 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 발광수단(L1~L8)은 적어도 6종류의 색상으로 출력할 수 있으며, 사용자의 입력에 따라 임의의 색상으로 이루어진 블럭들의 조합을 바로 제시하거나, 사용자의 입력에 따라 기 저장된 상태의 블럭 조합으로 각 블럭의 상태를 변경하는 등, 사용자의 입력에 따라 블럭 상태를 임의로 또는 기 설정된 상태로 변경할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브(100)는 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 적어도 하나의 블럭 위치를 전송할 수 있는 통신부(330)를 포함할 수 있다.
여기서, 단말기는 휴대용 단말기인지 고정용 단말기인지를 특별히 한정하지 않고, 상기 통신부(330) 역시 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 무선 인터넷 모듈이나 이동통신 모듈일 수 있고, 또는 블루투스(BluetoothTM, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등과 같은 근거리 통신(short range communication) 모듈일 수도 있다.
상기 제어부(310)는 통신부(330)를 이용하여 적어도 하나의 블럭 위치를 외부의 단말기로 전송함으로써, 사용자는 단말기를 통해 해당 블럭의 상태를 단말기의 화면에 출력하거나, 또는 단말기로 설정되거나 기 저장된 블럭의 상태를 큐브(100)로 전송하여 동기화를 하거나, 사용자가 블럭을 맞추기 시작한 시간과 맞추기를 완료한 시간을 이용하여 해당 블럭을 맞추는데 소요되는 시간을 측정하거나, 사용자가 블럭을 맞추기 위해 블럭의 이동 히스토리를 저장하거나, 또 다른 불특정 사용자와 온라인으로 연결되어 단시간 내에 블럭 맞추기 경쟁을 하도록 하는 등 단말기를 통해 사용자가 퍼즐 맞추기 능력 습득 향상이나 흥미 유도 향상 등을 할 수 있는 다양한 환경을 제공할 수 있다.
또한, 스마트 큐브(100)의 다양한 방식으로 회전되는 특성을 이용하여 각종 단말기의 컨텐츠(일 예로 게임)의 동작을 입력하는 컨트롤러 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 통신부(330)는 스마트 큐브(100)가 통신가능하도록 연결된 외부 단말기의 입력수단(또는 컨트롤러)으로서 동작할 수 있도록 큐브 블록의 회전방향, 회전속도 및/또는 회전량을 상기 외부 단말기에 전송할 수 있다. 구체적으로, 스마트 큐브(100)가 상기 외부 단말기에서 재생되는 컨텐츠의 제어 입력수단으로 동작할 수 있다.
큐브의 적어도 일 면이 사용자에 의해 회전됨에 따라 외부 단말기에는 상기 큐브의 회전에 따라 재생되는 컨텐츠의 각종 제어 명령이 입력될 수 있다.
일 예로, 큐브 일 면의 회전 방향에 따라 전방 또는 후방으로의 이동 명령이 전달되거나, 큐브의 일 면의 회전 속도에 따라 외부 단말기에는 회전 속도에 대응하는 이동 속도 명령이 전달되거나, 큐브의 회전 면이 어떤 것인지에 따라 외부 단말기에는 회전 대상을 결정하는 선택 명령이 전달되는 등, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브는 다양한 게임의 컨트롤러의 용도로 활용될 수 있다.
구체적으로, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브가 외부 단말기의 컨트롤러로 사용될 수 있는 컨텐츠의 예를 나타낸 도면이다.
도 11(a)에 도시한 바와 같이, 사용자의 스마트 큐브와 통신 가능하도록 연결된 외부의 단말기는, 자신의 스마트 큐브와 온라인으로 연결된 원격의 불특정 사용자의 스마트 큐브 각각의 현재 블록 상태를 출력하여, 서로 단시간 내에 블럭 맞추기 경쟁을 할 수 있는 컨텐츠를 제공할 수 있다.
또한, 도 11(b)에 도시한 바와 같이, 외부 단말기는 리듬/박자 게임을 재생하고 음악에 맞춰 제시되는 요구사항에 따라 스마트 큐브는 다양한 회전방향을 입력받아 상기 외부 단말기의 입력으로 전달할 수 있다.
또한, 도 11(c)에 도시한 바와 같이, 외부 단말기는 격투기 게임을 재생하고 캐릭터의 움직임을 스마트 큐브의 다양한 회전입력에 따라 제어되도록 할 수 있다. 일 예로, 스마트 큐브의 현재 큐브 상태를 기준으로, 상단면을 시계방향으로 회전시키면 캐릭터가 펀치공격을 하거나, 하단면을 시계방향으로 회전시키면 캐릭터가 발차기공격을 하거나, 상단면 또는 하단면을 반시계방향으로 회전시키면 캐릭터가 방어를 하거나, 큐브 맞추기 공식(U자 공식 등)을 입력하면 캐릭터가 특별한 기술을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 외부 단말기가 원격제어 동력자동차이거나, 자동자운전오락기기인 경우, 사용자는 큐브의 적어도 일 면을 회전하는 조작을 함으로써, 자동차를 큐브 회전 속도로 전진 또는 후진토록 제어하거나, 사용자 조작에 의해 큐브의 회전면이 어떤 것인지에 따라 조향 방향을 전환토록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브(100)는 도어(101)가 위치한 방향을 절대 기준으로 하여, 회전하는 면이 어떠한 것인지, 어느 방향으로 회전하는 것인지 판단할 수 있으나, 반드시 이에 한하지 않고, 스마트 큐브(100)에 포함된 가속도계센서(미도시)를 이용하여 큐브의 현재 자세를 인식하고 현재 큐브의 자세를 기준으로 회전하는 면이 어떠한 것인지, 어느 방향으로 회전하는 것인지 등을 판단할 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 어느 한 블럭(111~137)은 개폐 가능한 도어(101)를 갖되, 도어(101) 개방시 해당 블럭은 노출된 면(102)에 사용자로부터 각종 입력을 받기 위한 입력수단 또는 배터리를 충전하기 위한 충전단자가 마련될 수 있다.
상기 입력수단은 특별히 한정하지 않으나, 동작 전원을 ON/OFF 시키기 위한 전원버튼, 블럭의 위치를 오인식하는 등 오류가 발생하였을 경우 이를 재설정하기 위한 리셋버튼, 솔루션을 산출하여 표시하도록 하는 답안출력버튼, 단말기와 통신 연결하기 위한 버튼, 단말기와 현재 블럭 상태를 동기화하기 위한 버튼 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 맞추기에 다소 어려운 큐브를 누구나 쉽게 맞출 수 있도록 솔루션을 사용자에게 직관적으로 제공함으로써, 큐브에 대한 일반 사용자의 흥미를 적극적으로 이끌어내어, 두뇌 발달용 교구 등으로서의 활용도를 높일 수 있다.
스마트 큐브의 동작방법
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브 동작방법의 단계별 흐름도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 동작방법은, 내부에 수용공간을 가진 코어하우징(200)의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징(200)을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭을 포함하는 스마트 큐브의 동작방법에 있어서, 제어부(310)는 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하는 단계(S10), 제어부(310)는 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 단계(S20), 및 상기 다수의 블럭은 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하는 단계(S30)를 포함하여, 맞추기에 다소 어려운 큐브를 누구나 쉽게 맞출 수 있도록 솔루션을 사용자에게 직관적으로 제공할 수 있다.
이때, 상기 블럭(111~137)은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭(111~112)과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭(121~129)과, 상기 인접한 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭(131~137)의 종류로 이루어 질 수 있으며, 상기 위치 인식 단계(S10)는, 제어부(310)가 상기 축블럭(111~137)의 회전방향 및 회전량을 근거로 상기 블럭(111~137) 중 적어도 하나의 위치를 인식할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 출력하는 단계(S30)는, 상기 블럭(111~137)이 발광하도록 하기 위한 적어도 하나의 발광수단(340)이 상기 솔루션에 따라 회전해야할 상기 블럭(111~137)들을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따라, 외부의 단말기와 통신가능하도록 연결하기 위한 통신부(330)는, 상기 적어도 하나의 블럭 위치를 상기 단말기로 전송하는 단계(미도시)를 더 포함하여, 사용자가 단말기를 통해 퍼즐 맞추기 능력 습득 향상이나 흥미 유도 향상 등을 할 수 있도록 사용자에게 다양한 환경을 제공할 수 있다.
이 이외에, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 상기 통신부(330)는 스마트 큐브(100)가 통신가능하도록 연결된 외부 단말기의 입력수단(또는 컨트롤러)으로서 동작할 수 있도록 큐브 블록의 회전을 상기 외부 단말기에 전송하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브가 다양한 게임의 컨트롤러의 용도로 활용될 수 있도록 동작할 수 있다.
다만, 도 12에 도시된 단계 또는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 단계들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 스마트 큐브의 동작방법이 구현될 수도 있다.
각 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로, 이에 대한 설명은 생략하고 그에 갈음하기로 한다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 큐브의 동작방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 큐브 101: 도어
111~112: 축블럭 111a~116a: 축중간고정부
111b~116b: 축블럭커버 121~129: 모서리블럭
121a~129a: 모서리중간고정부 121b~129b: 모서리블럭커버
131~137: 귀퉁이블럭 131a~137a: 귀퉁이중간고정부
131b~137b: 귀퉁이블럭커버 131c~137c: 제2 광배출구
200: 코어하우징 201~206: 제1 광배출구
211, 212: 원형기판 213~216: 사각기판
211a~216a: 엔코더 211b~216b: 회전연결부
211c~216c: 체결수단 310: 제어부
311: 위치인식수단 320: 배터리
330: 통신부 340: 발광수단
350: 입력수단 L1~L8: 발광수단

Claims (10)

  1. 큐브에 있어서,
    내부에 수용공간을 가진 코어하우징;
    상기 코어하우징의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭;
    상기 코어하우징의 내부 수용공간에 위치하여, 상기 블럭이 발광하도록 하기 위한 적어도 하나의 발광수단; 및
    상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하고, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 블럭은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭과, 인접한 상기 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭의 종류로 이루어지되,
    상기 귀퉁이블럭은, 상기 큐브의 외면을 형성하는 귀퉁이블럭커버와, 상기 귀퉁이블럭커버를 지지하고 상기 코어하우징의 외주면과 접하는 면을 가진 귀퉁이중간고정부를 포함하고,
    상기 코어하우징은, 상기 발광수단의 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제1 광배출구를 가지며,
    상기 귀퉁이중간고정부는, 상기 제1 광배출구를 통과한 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제2 광배출구를 갖고,
    상기 다수의 블럭은, 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하기 위하여 상기 귀퉁이블럭 각각에 상응하는 위치에 설치된 상기 발광수단이 상기 솔루션에 따라 회전해야할 상기 블럭들 중 적어도 둘 이상을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블럭은,
    상기 큐브의 외면을 형성하는 블럭커버와, 상기 블럭커버를 지지하고 상기 코어하우징의 외주면과 접하는 면을 가진 중간고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어하우징은, 상기 수용공간에 배터리와, 상기 제어부를 구현하기 위한 회로기판을 수용하되,
    상기 스마트 큐브는, 상기 코어하우징 내 기판에 설치된 엔코더와 상기 중간고정부 간에 결합되되, 상기 엔코더를 중심으로 상기 중간고정부가 회전 가능하도록 결합되는 회전연결부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 블럭 중 하나는, 개폐 가능한 도어를 포함하되, 상기 도어 개방시, 사용자입력을 받기 위한 입력수단 또는 상기 배터리를 충전하기 위한 충전단자를 포함한 패널이 노출되되,
    상기 패널은, 상기 엔코더 및 상기 회전연결부를 통해 상기 회로기판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 적어도 하나의 블럭 위치를 상기 단말기로 전송하기 위한 통신부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  8. 제 1 항에 있어서,
    외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 블럭의 회전방향, 회전속도 또는 회전량을 상기 단말기에 전송하기 위한 통신부;
    를 더 포함하되,
    상기 단말기는, 상기 스마트 큐브가 컨트롤러 기능을 수행하도록, 상기 블럭의 회전방향, 회전속도 또는 회전량을 현재 재생하고 있는 컨텐츠의 제어명령 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브.
  9. 내부에 수용공간을 가진 코어하우징의 외주면에 대응하는 면이 내측에 형성되고, 상기 코어하우징을 중심으로 무리지어 회전 가능하도록 체결된 다수의 블럭을 포함하는 스마트 큐브의 동작방법에 있어서,
    제어부는, 상기 블럭 중 적어도 하나의 위치를 인식하는 단계;
    상기 제어부는, 상기 큐브의 적어도 한 면에 동일한 외측면을 가진 블럭으로 이루어지도록 솔루션을 산출하는 단계; 및
    상기 다수의 블럭은, 복수의 단계로 이루어진 상기 솔루션 중 현 단계의 다음 단계를 시각적으로 출력하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 블럭은, 상기 코어하우징의 상면, 하면 및 전후좌우면 각각의 중앙에 결합된 축블럭과, 상기 축 블럭의 각 측면에 접면되는 모서리블럭과, 인접한 상기 모서리블럭들 간에 개재되어 있는 귀퉁이블럭의 종류로 이루어지되,
    상기 귀퉁이블럭은, 상기 큐브의 외면을 형성하는 귀퉁이블럭커버와, 상기 귀퉁이블럭커버를 지지하고 상기 코어하우징의 외주면과 접하는 면을 가진 귀퉁이중간고정부를 포함하고,
    상기 코어하우징은, 발광수단 - 상기 발광수단은 상기 코어하우징의 내부 수용공간에 위치하여, 상기 블럭이 발광하도록 함 - 의 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제1 광배출구를 가지며,
    상기 귀퉁이중간고정부는, 상기 제1 광배출구를 통과한 빛이 외측방향으로 통과할 수 있는 적어도 하나의 제2 광배출구를 갖고,
    상기 솔루션을 시각적으로 출력하는 단계는, 상기 귀퉁이블럭 각각에 상응하는 위치에 설치된 상기 발광수단이 상기 솔루션에 따라 회전해야 할 상기 블럭들 중 적어도 둘 이상을 회전 방향에 따라 순차적으로 점멸하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브의 동작방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스마트 큐브의 통신부는,
    외부의 단말기와 통신가능하도록 연결되어, 상기 블럭의 회전방향, 회전속도 또는 회전량을 상기 단말기에 전송하는 단계;
    를 더 포함하되,
    상기 단말기는, 상기 스마트 큐브가 컨트롤러 기능을 수행하도록, 상기 블럭의 회전방향, 회전속도 또는 회전량을 현재 재생하고 있는 컨텐츠의 제어명령 입력을 하는 것을 특징으로 하는 스마트 큐브의 동작방법.
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