KR102183881B1 - 가속도 센서를 이용한 장난감 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가속도 센서를 이용하여 모드 변환에 의한 전원에 대한 조절과 장난감 동작에 대한 제어를 수행할 수 있는 가속도 센서를 이용한 장난감에 관한 것이다.
본 발명인 가속도 센서를 이용한 장난감은 장난감의 외형을 구성하는 본체와, 본체의 움직임에 대응하는 감지 신호를 생성하는 가속도 센서와, 가속도 센서로 제어 명령을 인가하는 제 1 전기적 연결과, 가속도 센서로부터 감지 신호를 각각 수신하는 제 2 및 제 3 전기적 연결을 구비하며, 슬립 모드 및 활성 모드 중의 어느 하나의 모드를 수행하되, 수행되는 모드의 종류와, 가속도 센서로부터의 감지 신호의 수신 여부 및 감지 신호의 수신 경로를 기준으로 하여 제어 동작을 수행하는 통신 프로세서로 구성된다.

Description

가속도 센서를 이용한 장난감{TOY USING ACCELERATION SENSOR}
본 발명은 장난감에 관한 것으로서, 특히 가속도 센서를 이용하여 모드 변환에 의한 전원에 대한 조절과 장난감 동작에 대한 제어를 수행할 수 있는 가속도 센서를 이용한 장난감에 관한 것이다.
장난감은 놀이에 사용되는 물건이다. 장난감들은 주로 어린 아이들과 가정동물에 관련된 물건으로 여겨지지만 어른들과 야생 동물들도 장난감과 놀기도 한다.　
통상적으로 장난감은 2차원 내지 3차원 형태로 구동되지 않은 정지 상태의 장난감으로 제작되지만, 최근에는 모터와 같은 구동부, 스피커 또는 조명부를 추가하여 움직임을 가지거나 소리를 내 거나 빛을 발광하는 형태로 제작되기도 한다. 특히, 최근에는 정지 상태의 장난감보다는 좀더 역동적인 재미를 줄 수 있는 움직임이 가능한 장난감이 더욱 각광받고 있다. 이러한 장난감은 예를 들면, 머리, 몸통, 다리, 꼬리 등 동물 형상을 갖는 형태로 많이 제작되고 있는데, 내부에 전동 모터와 같은 구동부가 구비되어 구동부에 의해 다리를 구동시켜 장난감이 이동하도록 하는 구성 등이 널리 이용되고 있다.
이와 같은 전동 장난감에서 전원의 온/오프를 위한 버튼-스위치 방식은 외관에 버튼이 위치해야 되기 때문에 기구 및 디자인 구현에 제약 사항이 있었다.
본 발명은 가속도 센서의 감지값을 이용하여 모드 변환에 의한 저전력 기능을 구현함과 동시에, 다양한 조작 및 제어가 가능하도록 하는 가속도 센서를 이용한 장난감을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 가속도 센서를 이용한 장난감은 장난감의 외형을 구성하는 본체와, 본체의 움직임에 대응하는 감지 신호를 생성하는 가속도 센서와, 가속도 센서로 제어 명령을 인가하는 제 1 전기적 연결과, 가속도 센서로부터 감지 신호를 각각 수신하는 제 2 및 제 3 전기적 연결을 구비하며, 슬립 모드 및 활성 모드 중의 어느 하나의 모드를 수행하는 통신 프로세서로 구성되고, 통신 프로세서가 활성 모드를 수행하는 중에, 기준 시간 동안 제 2 또는 제 3 전기적 연결을 통하여 감지 신호의 수신이 없으면 가속도 센서로 제 1 전기적 연결을 통하여 저전력 모드 동작 명령을 인가하고, 슬립 모드를 수행하고, 가속도 센서는 저전력 모드 동작 명령에 따라 저전력 모드 동작을 수행하며, 저전력 모드 동작의 수행 중에, 본체의 움직임에 의한 감지 신호를 생성하여 제 2 또는 제 3 전기적 연결을 통하여 인가하고, 통신 프로세서는 슬립 모드의 수행 중에 감지 신호를 수신하면 활성 모드로 변환시키고, 가속도 센서로 제 1 전기적 연결을 통하여 활성 모드 동작 명령을 인가하고, 가속도 센서는 활성 모드 동작 명령을 수신하여 활성 모드 동작을 수행한다.
또한, 가속도 센서는 활성 모드 동작 시에 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기를 초과한 제 2 기준 크기에 도달하면 제 2 전기적 연결을 통하여 감지 신호를 통신 프로세서에 인가하고, 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기에 도달하면 제 3 전기적 연결을 통하여 감지 신호를 인가하는 것이 바람직하다.
또한,가속도 센서는 저전력 모드 동작 시에 본체의 움직임에 의한 동작 힘의 세기가 임계 크기 이상인 경우 감지 신호를 생성하는 것이 바람직하다.
삭제
또한, 통신 프로세서는 활성 모드의 수행 중에, 제 2 전기적 연결을 통한 감지 신호의 수신 시의 제어 동작과, 제 3 전기적 연결을 통한 감지 신호의 수신 시의 제어 동작은 서로 상반된 것이 바람직하다.
본 발명은 현재 수행 중인 모드의 종류, 가속도 센서로부터의 감지 신호의 수신 여부 및 수신 경로를 기준으로 하여 저전력 모드와 활성 모드 및 서로 상이한 기능의 제어 명령을 판단하여 수행함으로써, 장난감 외부로 노출되는 스위치 등의 입력부 없이도 동작을 수행하며, 보다 간편한 본체의 움직임에 의한 제어가 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 장난감의 제어 장치 구성도이다.
이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 장난감의 제어 장치 구성도이다.
장난감은 장난감의 외형을 구성하는 본체와, 본체의 외측면이나 내부에 장착되는 제어 장치로 구성된다.
제어 장치는 본체의 움직임에 대응하여 감지 신호를 생성하는 가속도 센서(1)와, 장난감의 고유 동작을 위한 동작 데이터를 저장하는 저장부(3)와, 음 방출을 수행하는 스피커(5)와, 시각적인 표시를 수행하는 표시부(7)(예를 들면, LCD, LED 등)와, 제어 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원부(9)와, 안테나로부터 수신된 통신 신호에 대한 밴드 패스 필터링(Band Pass Filtering)을 수행하는 필터부(11)와, 상술된 구성요소들(가속도 센서(1), 저장부(3), 스피커(5), 표시부(7), 필터부(11) 등)을 제어하여, 장난감의 고유 동작을 수행하고, 안테나를 통하여 외부의 통신 기기(예를 들면, 스마트폰, 테블릿 등)와 무선 통신(예를 들면, 블루투스 통신 등)을 수행하며, 현재 수행 중인 모드의 종류와, 가속도 센서(1)로부터의 감지 신호의 수신 여부와, 감지 신호의 수신 경로에 따라 기설정된 동작을 수행하는 통신 프로세서(20)로 구성된다. 다만, 전원이 필요한 구성요소들(예를 들면, 가속도 센서(1), 스피커(5), 표시부(7), 필터부(11), 통신 프로세서(20) 등)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(9), 저장부(3), 스피커(5), 표시부(7) 및 필터부(11) 등의 경우, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익숙한 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 정도의 기술에 해당되므로, 상세한 설명이 생략된다.
가속도 센서(1)는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 센서로서, 본체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하여 감지 신호를 생성하고, 동적 힘의 세기에 따라 서로 상이한 경로를 통하여 통신 프로세서(20)에 인가한다.
가속도 센서(1)는 적어도 복수의 전기적 연결을 구비하며, 본 실시예에서는 제 1 전기적 연결(SD-SD)과, 제 2 전기적 연결(INT1-GPIO1) 및 제 3 전기적 연결(INT2-GPIO1)을 포함한다.
제 1 전기적 연결(SD-SD)은 통신 프로세서(20)로부터의 제어 명령(예를 들면, 저전력 모드 동작 명령, 활성 모드 동작 명령 등)의 수신 등을 위한 것이다. 가속도 센서(1)는 통신 프로세서(20)로부터의 제어 명령에 의해 저전력 모드와, 활성 모드를 수행한다.
활성 모드는 정상적인 전력을 소비하면서 본체의 움직임이 발생된 경우, 동적 힘의 세기에 대응하여 서로 다른 전기적 경로(제 2 전기적 연결(INT1-GPIO1), 제 3 전기적 연결(INT2-GPIO2))를 통하여 감지 신호를 통신 프로세서(20)로 인가한다. 가속도 센서(1)는 감지된 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기를 초과한 제 2 기준 크기에 도달하면 제 2 전기적 연결(INT1-GIPO1)을 통하여 감지 신호를 통신 프로세서(20)에 인가하고, 감지된 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기에 도달하면 제 3 전기적 연결(INT2-GIPO2)을 통하여 감지 신호를 통신 프로세서(20)에 인가한다.
저전력 모드는 최소한의 전력을 소비하면서 본체의 움직임이 발생된 경우(또는 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기가 임계 크기 이상인 경우) 감지 신호를 생성하여 제 2 전기적 연결(INT1-GPIO1) 또는 제 3 전기적 연결(INT2-GPIO2)을 통하여 통신 프로세서(20)에 인가하는 모드로서, 저전력 모드에서의 감지 신호는 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기와 상관없이 임계 크기 이상의 동적 힘이 발생된 경우, 가속도 센서(1)에 의해 생성되는 신호이다.
통신 프로세서(20)는 장난감의 고유 동작(예를 들면, 스피커(5)를 통한 음향 표출, 표시부(7)를 통한 광 방출 등)을 수행한다. 또한, 통신 프로세서(20)는 안테나를 통하여 외부의 통신 기기(예를 들면, 스마트폰, 테블릿 등)와 무선 통신(예를 들면, 블루투스 통신 등)을 수행하여, 재생 데이터를 수신하여 스피커(5)를 통하여 음 방출 수행함으로써 음악 재생 기능을 수행할 수 있다.
또한, 통신 프로세서(20)는 가속도 센서(1)로부터의 감지 신호의 수신 여부를 이용하여 절전 기능을 수행한다. 통신 프로세서(20)는 가속도 센서(1)로부터 감지 신호를 기준 시간 이내에 수신하였는지를 판단한다. 만약 기준 시간 이내에 감지 신호의 수신이 없으면, 통신 프로세서(20)는 본체의 움직임이 없이 정지 상태로 놓여진 것으로 판단하여 저전력 모드 동작의 수행을 위해, 저전력 모드 동작 명령을 제 1 전기적 연결(SD-SD)을 통하여 가속도 센서(1)에 인가한다. 가속도 센서(1)는 저전력 모드 동작 명령을 수신하여 저전력 모드 동작을 수행하고, 통신 프로세서(20)는 슬립(sleep) 모드를 수행함으로써 절전 기능을 수행한다.
또한, 저전력 모드에서 활성 모드로의 변환의 경우, 가속도 센서(1)가 저전력 모드 동작을 수행하는 중에서, 본체의 움직임에 의해서 감지 신호를 생성하며, 감지 신호를 제 2 전기적 연결(INT1-GPIO1) 또는 제 3 전기적 연결(INT2-GPIO2)을 통하여 통신 프로세서(20)에 인가한다. 통신 프로세서(20)는 슬립 모드를 수행하는 중에 감지 신호를 수신하면, 슬립 모드에서 활성 모드로 변환 동작하며, 가속도 센서(1)로 활성 모드 동작 명령을 생성하여 제 1 전기적 연결(SD-SD)을 통하여 인가한다. 이에, 가속도 센서(1)는 저전력 모드 동작에서 활성 모드 동작으로 변환된다.
이후, 가속도 센서(1)는 활성 모드를 수행하여 본체의 움직임에 대응하여 선택된 제 2 또는 제 3 전기적 연결(INT1-GPIO1), (INT2-GPIO2))를 통하여 감지 신호를 통신 프로세서(20)로 인가한다. 통신 프로세서(20)는 기준 시간 이내에 수신되는 감지 신호에 대응하는 제어 동작을 수행한다.
보다 자세하게, 통신 프로세서(20)는 활성 모드에서, 제 2 또는 제 3 전기적 연결(INT1-GPIO1), (INT2-GPIO2))을 통하여 인가되는 감지 신호를 그 수신 경로에 따라 서로 상반된 제어 동작을 수행한다. 예를 들면, 통신 프로세서(20)는 제 2 전기적 연결(INT1-GPIO1)를 통하여 감지 신호를 수신하는 경우, AVRCP 프로파일을 통하여 무선 통신 연결된 외부의 통신 기기에서 재생하는 곡의 다음 곡에 대한 선택 명령을 외부의 통신 기기로 전송하거나 또는 스피커(5)에서의 음 방출 볼륨을 올리는 동작일 수 있다. 다음으로, 통신 프로세서(20)는 제 3 전기적 연결(INT2-GPIO2)를 통하여 감지 신호를 수신하는 경우, AVRCP 프로파일을 통하여 무선 통신 연결된 외부의 통신 기기에서 재생하는 곡의 이전 곡에 대한 선택 명령을 외부의 통신 기기로 전송하거나 또는 스피커(5)에서의 음 방출 볼륨을 낮추는 동작일 수 있다.
상술된 활성 모드에서, 통신 프로세서(20)는 활성 모드의 수행 시에 본체의 움직임에 대응하여 가속도 센서(1)로부터의 감지 신호의 수신 경로를 기준으로 하여 다양한 제어 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예:자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 가속도 센서 3: 저장부
5: 스피커 7: 표시부
9: 전원부 11: 필터부
20: 통신 프로세서

Claims (5)

  1. 장난감의 외형을 구성하는 본체와;
    본체의 움직임에 대응하는 감지 신호를 생성하는 가속도 센서와;
    가속도 센서로 제어 명령을 인가하는 제 1 전기적 연결과, 가속도 센서로부터 감지 신호를 각각 수신하는 제 2 및 제 3 전기적 연결을 구비하며, 슬립 모드 및 활성 모드 중의 어느 하나의 모드를 수행하는 통신 프로세서로 구성되고,
    통신 프로세서가 활성 모드를 수행하는 중에, 기준 시간 동안 제 2 또는 제 3 전기적 연결을 통하여 감지 신호의 수신이 없으면 가속도 센서로 제 1 전기적 연결을 통하여 저전력 모드 동작 명령을 인가하고, 슬립 모드를 수행하고,
    가속도 센서는 저전력 모드 동작 명령에 따라 저전력 모드 동작을 수행하며, 저전력 모드 동작의 수행 중에, 본체의 움직임에 의한 감지 신호를 생성하여 제 2 또는 제 3 전기적 연결을 통하여 인가하고,
    통신 프로세서는 슬립 모드의 수행 중에 감지 신호를 수신하면 활성 모드로 변환시키고, 가속도 센서로 제 1 전기적 연결을 통하여 활성 모드 동작 명령을 인가하고,
    가속도 센서는 활성 모드 동작 명령을 수신하여 활성 모드 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 장난감.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가속도 센서는 활성 모드 동작 시에 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기를 초과한 제 2 기준 크기에 도달하면 제 2 전기적 연결을 통하여 감지 신호를 통신 프로세서에 인가하고, 본체의 움직임에 의한 동적 힘의 세기가 제 1 기준 크기에 도달하면 제 3 전기적 연결을 통하여 감지 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 장난감.
  3. 제 1 항 에 있어서,
    가속도 센서는 저전력 모드 동작 시에 본체의 움직임에 의한 동작 힘의 세기가 임계 크기 이상인 경우 감지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 장난감.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    통신 프로세서는 활성 모드의 수행 중에, 제 2 전기적 연결을 통한 감지 신호의 수신 시의 제어 동작과, 제 3 전기적 연결을 통한 감지 신호의 수신 시의 제어 동작은 서로 상반된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 장난감.
KR1020190046783A 2019-04-22 2019-04-22 가속도 센서를 이용한 장난감 KR102183881B1 (ko)

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