KR20010074568A - 가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인체, 동물 및 움직이는 물체의 움직임에 의해 발생하는 가속도를 감지하여 신호를 발생하는 가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법에 관한 것으로,
본 발명의 장치는, 다면체 케이스속에 강구가 들어있는 모션 센서에 있어서, 상기 다면체 케이스의 바깥면을 형성하면서 안쪽면에 도체 도료가 프린트되고 도체 도료가 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1면체; 상기 제1면체의 안쪽에 설치되어 우측면에 도체 도료가 프린트되고, 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1박막; 상기 제1박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제2박막; 상기 제2박막의 우측에 설치되고 필름의 양쪽면에 각각 도체 도료가 프린트되어 있고 각각의 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제3박막; 상기 제3박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제4박막; 상기 제1면체 안쪽에 설치되어 탄성 변형에 따라 전기신호를 발생하는 박막형 압전소자로 이루어진 압전체층; 및 상기 압전체층의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제5박막을 포함하는데 특징이 있다. 또한, 본 발명의 방법은 모델의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하는 단계; 상기 모델의 운동에 대해 상기 모션센서를 이용하여 가속도 신호를 감지하고 무선 송출하는 단계; 무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 시간별로 기록하는 단계; 기록된 상기 모션센서의 신호를 분석하여 운동의 기본 모형을 결정하는 단계; 사용자의 신체 주요 부위에 상기 모션 센서를 장착하는 단계; 상기 사용자의 운동에 따른신호를 기록하는 단계; 상기 모델의 운동과 상기 사용자의 운동을 비교 분석하여 차이점을 분석하는 단계; 및 상기 사용자의 운동 및 자세를 교정하거나 또는 교정될 부분을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 인체와 같은 동체에 1개 이상 부착된 모션(Motion) 센서의 움직임에 의해 발생하는 가속도를 감지하여 무선 송출함으로써 두개 이상의 운동을 비교/분석하거나 미디, 게임기 및 여러 종류의 전기장치를 제어하는 수단에 이용한다. 본 발명은 형상과 크기의 설정이 자유로운 다면체 케이스로 만들 수 있고, 다면체 내부의 필름막의 배열 수 도 단일 박막군에서부터 2단 이상의 다단 스위칭이 가능하도록 여러 박막군을 중첩 배열 시킬 수 있으며 다면체 케이스의 모든 면에 필름막을 장착하므로써 모든 방향의 가속도를 감지할 수 있는 이점이 있다.

Description

가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법{The acceleration sensing motion sensor and Method for sensing therof}
본 발명은 가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체, 동물 및 움직이는 물체의 움직임에 의해 발생하는 가속도를 감지하여 신호를 발생하는 가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인체나 동물과 같은 동체의 움직임을 감지하고 이를 이용하여 각종 장치를 제어하거나 그 운동을 시뮬레이션 하고자 하는 경우 인체 움직임을 감지할 수 있는 외부장치를 필요로 한다. 이러한 장치로는 광학센서를 이용하여 인체가 임의의 위치를 통과하는 경우에 이를 센싱하여 작동하는 방식이나 카메라(CCTV)를 이용하여 인체의 움직임을 기록하고 이를 분석하는 방법을 사용한다. 그러나 이러한 방법은 센싱을 위한 복잡한 장치의 설치가 요구되고 사용장소가 제한되는 단점이 있다. 또한, 인체의 주요 부위에 센서를 직접 장착하는 방법도 있으나 이는 센싱 장치가 복잡하고 부피가 커 장착에 문제가 있고 무선 송출 방식의 구현이 까다로우며 장비가 고가이다. 그리고 자장의 간섭을 받거나 모델의 자유로운 움직임이 어려울 정도로 장착된 센서의 구조가 크고 복잡하다.
전자 악기간 데이터 호환성에 따른 국제 통일 규격인 MIDI를 이용하여 인체의 율동에 따라 음악이 생성되는 장치는 인체의 움직임을 신호화할 수 있는 센싱 수단이 요구된다. 또한, 최근 아케이드 게임장치는 사용자의 움직임으로 게임 속의 캐릭터의 동작을 제어하는 가상현실 개념의 제품이 요구된다. 이러한 장치에서 인체의 움직임을 신호화 할 수 있는 센싱 수단이 요구되며 기존의 센싱 수단은 상술한 기존 방식의 범주를 벗어나지 못한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 가속도 센싱에 따른 사용자의 동작을 정밀하게 감지할 수 있도록 센서의 다면체의 형상과 크기의 설정이 자유로운 가속도 센싱 모션 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 소형 경량으로 구조가 간단하여 장착에 무리가 없고, 무선 송출 방식의 구현이 용이함에 따라 장소 및 환경의 제약이 없으며, 센서의 감도가 우수하여 인체 운동 감지를 요하는 모든 분야 및 기존의 모션 캡처 분야에 다양한 적용이 가능한 가속도 센싱 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서의 형태도,
도 2는 도 1에 도시된 가속도 센싱 모션 센서의 세부 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서를 회로적으로 표현한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서의 작동 원리를 보인 도면,
도 5는 이중의 도체 도료 박막군으로 형성된 가속도 센싱장치에서 가속도 센싱 모션 센서가 정지 상태일 때의 외관도,
도 6은 이중의 도체 도료 박막군으로 형성된 가속도 센싱장치에서 가속도 센싱 모션 센서가 일정량의 가속도를 받고 있는 경우 또는 주위의 자장에 의해 강구가 자력을 받을 때의 외관도,
도 7은 도 6의 경우보다 더욱 큰 가속도를 받고 있는 가속도 센싱 모션 센서의 외관도,
도 8 내지 도 9는 하나의 압전소자 박막군으로 형성된 가속도 센싱장치에서 강구의 면압에 의해 가속도 신호가 발생하는 것을 나타내는 외관도,
도 10은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 가속도 센싱 방법의 흐름도,
도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 가속도 센싱 방법의 다른 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 다면체 케이스 B : 강구
C : 제1면체 a1 : 제1박막
b1 : 제2박막 a2 : 제3박막
b2 : 제4박막 a3 : 압전체층
b3 : 제5박막
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 다면체 케이스속에 강구가 들어있는 모션 센서에 있어서, 상기 다면체 케이스의 바깥면을 형성하면서 안쪽에 도체 도료가 프린트되고 도체 도료가 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1면체; 상기 제1면체의 안쪽에 설치되어 우측면에 도체 도료가 프린트되고, 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1박막; 상기 제1박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제2박막; 상기 제2박막의 우측에 설치되고 필름의 양쪽면에 각각 도체 도료가 프린트되어 있고 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제3박막; 상기 제3박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제4박막; 상기 제1면체 안쪽에 설치되어 박막식 압전소자로 이루어진 압전체층; 및 상기 압전체층의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제5박막을 포함하는데 있다.
바람직하게, 상기 제1박막과 상기 제2박막 및 상기 제3박막을 하나의 도체 도료 박막군이라 하고, 단일 도체 도료 박막군으로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 도체 도료 박막군은 하나 이상 중첩 배열됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 압전체층과 상기 제5박막을 하나의 압전소자 박막군이라 하고, 단일 압전소자 박막군으로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 압전소자 박막군은 하나 이상 중첩 배열됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 다면체의 모든 면에 장착할 수 있는 상기 도체 도료 박막군과 상기 압전소자 박막군 중 한 종류만 선택되어 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2박막과 상기 제4박막 및 상기 제5박막의 구멍의 형상은 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 도체 도료 박막군과 상기 압전소자 박막군은 상기 강구로부터의 면압에 의해 온/오프 또는 전압의 변화와 같은 전기적 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 다면체 케이스는 형상과 크기가 사면체, 육면체, 팔면체 등으로 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 강구의 모양은 정구, 타원형구 또는 다면체 등 그 형상에 있어서 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 모션 센서는 수은 스위치로 대치될 수 있으며 상기 수은 스위치의 형상은 일반적인 일자형 튜브 모양의 형상에서부터 다면체 형상의 튜브를 갖고 2개 이상의 단속단자를 갖도록 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은, 모델의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하는 단계; 상기 모델의 운동에 대해 상기 모션센서를 이용하여 가속도 신호를 감지하고 무선 송출하는 단계; 무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 시간별로 기록하는 단계; 기록된 상기 모션센서의 신호를 분석하여 운동의 기본 모형을 결정하는 단계; 사용자의 주요 부위에 상기 모션 센서를 장착하는 단계; 상기 이용자의 운동에 따른 신호를 기록하는 단계; 상기 모델의 운동과 상기 사용자의 운동을 비교 분석하여 차이점을 분석하는 단계; 및 상기 사용자의 운동 및 자세를 교정하거나 또는 교정될 부분을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 사용자의 신체 주요 부위에 상기 모션 센서를 장착하는 단계; 상기 사용자의 가속도 신호를 감지하고 무선 송출하는 단계; 무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 해당 미디 프로토콜을 발생시키고, 게임기 조작 제어신호를 발생시키며, 조명/전기장치 제어신호를 발생시키는 단계; 및 발생된 제어신호에 의해 연주를 위한 미디 전자음 발생, 게임 플레이, 조명/전기장치가 작동하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서의 형태도이며, 도 2는 도 1에 도시된 가속도 센싱 모션 센서의 세부 구성도이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명의 모션 센서는 도 1에 도시된 바와 같이 다면체 케이스(Case)(A)에 강구(B)가 내장된 형태를 갖는다. 다면체 케이스(A)는 형상과 크기가 사면체, 육면체, 팔면체 등으로 설정이 어떤 형태로든 변형이 가능하다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 다면체 케이스(A)의 내측은 제1면체(C), 제1박막(a1), 제2박막(b1), 제3박막(a2), 제4박막(b2), 압전체층(a3) 및 제5박막(b3)으로 구성된다.
제1면체(C)는 다면체 케이스(A) 속에 강구(B)가 들어있는 모션 센서에서 다면체 케이스(A)의 오른쪽 바깥면을 형성하며, 안쪽면에 도체 도료가 프린트되어 있고 도체 도료는 외부로 연결되어 있다. 얇은 필름막의 재질로 형성된 제1박막(a1)은 제1면체(C)의 안쪽에 형성되어 우측면에 도체 도료가 프린트되고, 도체 도료가 아래쪽의 선과 연결된다. 제2박막(b1)은 제1박막(a1)의 우측에 얇은 필름막의 재질로 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있으며, 제3박막(a2)은 제2박막(b1)의 우측에 얇은 필름막의 재질로 설치되고 필름의 양쪽면에 각각 도체 도료가 프린트되어 아래쪽 선과 연결된다. 제4박막(b2)은 제3박막(a2)의 우측에 얇은 필름막의 재질로 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있다. 압전체층(a3)은 제1면체(C)의 안쪽에 형성되어 면압에 따라 전압신호를 발생하는 박막형 압전소자로 구성되어 있고, 제5박막(b3)은 압전체층(a3)의 오른쪽에 얇은 필름막의 재질로 설치되어 중앙에 구멍이 뚫려 있음을 특징으로 한다. 상술한 박막들(a1, b2, a2, b2, b3)은 아래와 같이 몇 개의 박막군으로 구분할 수 있다.
- 제1박막(a1), 제2박막(b1), 제3박막(a2 : 좌측 도체 프린트면 포함) : 제1도체 도료 박막군
- 제3박막(a2 : 우측 도체 프린트면 포함), 제4박막(b2), 제1면체(C) : 제2도체 도료 박막군
- 압전체층(a3), 제5박막(b3) : 제1압전소자 박막군
제1박막(a1)과 제2박막(b1) 및 제3박막(a2)은 하나의 도체 도료 박막군으로서, 이와 같은 하나의 도체 도료 박막군으로 본 발명의 장치 구현이 가능하며 경우에 따라 하나 이상의 도체 도료 박막군을 중첩 배열한다. 또한, 압전체층(a3)과 제5박막(b3)은 하나의 압전소자 박막군으로서, 이와 같은 하나의 압전소자 박막군으로도 본 발명의 장치 구현이 가능하며, 경우에 따라 하나 이상의 압전소자 박막군을 중첩 배열한다. 즉, 본 발명은 상술한 2종의 박막군 중에서 한 종 또는 두 종 모두를 중첩하여 구성 가능하다. 상술한 세부 구성도는 도 2에 도시된 바와 같이 육면체 케이스내에 강구(B)를 포함하고 케이스(A)의 우측면에 2단의 도체 도료 박막군과 1단의 압전소자 박막군을 갖는 장치예가 된다.
한편, 모션 센서는 유리관 안에 들어 있는 수은이 단자를 단속하는 방식인 수은 스위치로 대치 가능하다. 수은 스위치는 유리관 안의 수은이 가속도에 따라 관 내부를 이동하게 되는데 관 내부로 이어진 단자가 수은에 의해 접합하는 방식을 갖는다. 기존의 일자 튜브형 수은 스위치는 하나의 단자만을 갖고 한 방향으로 가속도를 센싱하는 형태이나 본 발명에 적용되는 수은 스위치는 상술한 형태의 수은 스위치뿐만 아니라 수은 스위치 관의 형상을 다면체로 구성하고 2개 이상의 단자를 갖게 함으로써 여러 방향의 가속도를 센싱할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서를 회로적으로 표현한 도면이다.
도 3에 있어서, N1은 제1박막(a1)의 우측면에 프린트된 도체 도료에 해당하고 N2는 제3박막(a2)의 좌측면에 프린트된 도체 도료에 해당하며, N3은 제3박막(a2)의 우측면에 프린트된 도체 도료에 해당하고 N4는 제1면체(B)의 내측면에 프린트된 도체 도료에 해당한다. 또한, N5와 N6는 압전체층(a3)에서 나온 한 쌍의 도선에 해당한다. 즉, 도 2에서 보이는 구성은 육면체 케이스(A)의 우측면에 이중 도체 도료 박막군과 단일 압전소자 박막군을 중첩한 장치 구성을 보여주는 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 가속도 센싱 모션 센서의 작동 원리를 보인 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 모션 센서가 임의의 방향으로 움직일 때 발생하는 가속도의 성분을 나타낸 것으로, ａ (벡터) 방향으로 ａ 의 크기 만큼의 가속도를 갖고 운동을 하게 되면 작용과 반작용의 법칙에 의해 다면체 케이스(A)의 강구(B)에는 ａ 와는 방향이 반대이고 크기가 같은 가속도가 발생한다. 이 힘에 의해 다면체 케이스(A)의 내부면은 강구(B)로부터 압축 면압을 받게 되는데, 압축 면합은 다면체 케이스(A)의 각 면에 수직한 방향의 분력으로 나뉘어 작용하게 된다. 이와 같은 가속도의 분력은 아래의 [식]에 나타나 있다.
ａ = ａ ｘ ｉ+ａ ｙ ｊ+ａ ｚ ｋ
[수학식 1]의ａ ｘ 는 ｘ축 면에 작용하는ｉ방향 벡터의 스칼라 성분의 가속도이고,ａ ｙ 는 ｙ축 면에 작용하는ｊ방향 벡터의 스칼라 성분의 가속도이며,ａ ｚ 는 ｚ축 면에 작용하는ｋ방향 벡터의 스칼라 성분의 가속도이다. 이때 각 면에 발생하는 면압은 가속도 성분에 강구(B)의 질량을 곱한 값 만큼이 된다. 즉, 각 면에서 센싱된 가속도 신호를 모션 센서의 특정 움직임을 신호화 할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에서 2중 도체 도료 박막군이 정지 상태일 때의 외관도로서, 제1박막(a1), 제3박막(a2)의 각 필름은 떨어져서 N1-N2 스위치 오프(Off) 상태를나타낸다. 도 6은 본 발명에서 2중 도체 도료 박막군이 일정량의 가속도를 받고 있는 경우 또는 주위의 자장에 의해 강구(B)가 자력을 받을 때의 외관도로서, 움직임에 상당하는 면압이 강구(B)로부터 전달되며 이에 의해 제1박막(a1)이 눌려 제1박막(a1)과 제3박막(a2)이 접촉되어 있는 상태, 즉 도 3의 N1-N2 스위치가 온(On) 상태가 된다.
도 7은 도 6의 경우보다 더욱 큰 가속도를 받고 있는 경우의 2중 도체 도료 박막군의 외관도로서, 강체로부터 받는 면압에 의해 두 박막군이 모두 탄성 변형하여 두 스위치(N1-N2, N3-N4)가 모두 온(On) 상태가 된다. 이의 작동 예를 테이블로 표시한다면 아래와 같은 [표]를 얻을 수 있다. 아래의 [표]는 육면체의 모든 면에 3중 도체 도료 박막군을 이용해서 3단 스위칭을 적용한 모션 센서로서, 어느 순간에 두개의 모션 센서에서 들어온 신호의 상태를 보여준다.
[표]
모션 센서 번호 및 장착 위치 다면체의 면 번호 스위칭단계 상태 모션 센서 번호 및 장착 위치 다면체의 면 번호 스위칭단계 상태
1번 모션 센서(오른쪽/팔목) 1 N1 온 2번 모션 센서(왼쪽/발목) 1 N1 오프
N2 온 N2 오프
N3 오프 N3 오프
2 N1 온 2 N1 오프
N2 오프 N2 오프
N3 오프 N3 오프
3 N1 온 3 N1 오프
N2 온 N2 오프
N3 온 N3 오프
4 N1 오프 4 N1 온
N2 오프 N2 오프
N3 오프 N3 오프
5 N1 오프 5 N1 온
N2 오프 N2 오프
N3 오프 N3 오프
6 N1 오프 6 N1 온
N2 오프 N2 온
N3 오프 N3 온
한편, 가속도 스위치를 도 8 내지 도 9에서와 같이 압전소자 박막군으로 구성하는 경우 강구(B)의 면압에 의해 압전소자(a3)에서 발생하는 신호는 온/오프의 신호가 아닌 일련의 전압 변화 신호로 발생하며 이 신호값은 박막군이 받고 있는 가속도의 세기에 해당하는 값이 된다.
도 10은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 가속도 센싱 방법의 흐름도이다.
도 10에 있어서, 인체의 운동 정확도 평가/운동 분석 시스템(도시되지 않음)에 이용하기 위한 방법으로 모델의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하고(단계 S100), 모델의 운동에 따라 모션 센서의 가속도 신호를 무선 송출한다(단계 S110).
S110 단계에서 무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 시간별로 기록하고(단계 S120), 기록된 모션 센서의 신호를 분석하여 운동의 기본 모형을 결정한다(단계 S130). S130 단계에서 운동의 기본 모형이 결정되면 사용자의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하고(단계 S140), S140 단계에서 모션 센서가 사용자에게 장착되면 사용자의 운동에 따라 모션 센서의 가속도 신호를 무선 송출한다(단계 S150).
S150 단계에서 가속도 신호가 무선 송출되면 무선 송출된 신호를 수신받아 시간별로 기록하여(단계 S160), 모델의 운동과 사용자의 운동 데이터를 비교 분석하고(단계 S170), 사용자의 운동/자세 교정 부위를 결정하고, 교정한다(단계 S180). S180 단계를 수행한 후에 사용자의 운동/자세가 교정되었는가 판단하여(단계 S190), S190 단계에서 사용자의 운동/자세가 교정되지 않았으면 S140 단계로 복귀하고, S190 단계에서 사용자의 운동/자세가 교정되었으면 모든 단계를 종료한다.
도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 가속도 센싱 방법의 다른 흐름도이다.
도 11에 있어서, 사용자의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하고(단계 S200), 사용자의 운동에 따라 모션 센서의 가속도 신호를 무선 송출한다(단계 S210). S210 단계에서 가속도 신호가 무선 송출되면 무선 송출 신호를 수신하여(단계 S220), 수신된 신호에 해당하는 미디 프로토콜을 발생시킨다(단계 S230). S230 단계에서 미디 프로토콜이 발생되면 미디 음을 발생시키고 샘플링 음을 발생시킨다(단계 S240).
S220 단계에서 무선 송출 신호가 수신되면, 수신된 신호에 해당하는 게임기조작 제어신호를 발생하고(단계 S250), 게임기 조작을 실현한다(단계 S260). 또한, S220 단계에서 무선 송출 신호가 수신되면, 수신된 신호에 해당하는 조명/전자장치 제어 신호를 발생시키고(단계 S270), 조명/전자장치를 작동시킨다(단계 S280).
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
결국, 본 발명에 의한 가속도 센싱 모션 센서 및 그 센싱 방법에 따르면 다음과 같은 이점이 발생한다.
즉, 모델과 사용자의 신체 여러 부위에 장착한 모션(Motion) 센서의 움직임에 의해 발생하는 가속도를 감지하여 이를 전기적 신호로 만듬으로써 모델과 사용자의 율동 차이를 소형/경량의 장치로 제작하여 정밀하게 센싱할 수 있고, 박막군의 배열도 도체 도료 박막군과 압전소자 박막군중에 하나, 또는 각각을 1개에서부터 여러 개로 배열 하므로써, 여러 단계의 가속도를 구분하여 신호화 할 수 있으며 다면체 케이스의 모든 면에 박막군을 장착하여 여러 방향의 가속도를 측정할 수 있다.

Claims (13)

  1. 다면체 케이스속에 강구가 들어있는 모션 센서에 있어서, 상기 다면체 케이스의 바깥면을 형성하면서 안쪽에 도체 도료가 프린트되고 도체 도료가 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1면체;
    상기 제1면체의 안쪽에 설치되어 우측면에 도체 도료가 프린트되고, 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제1박막;
    상기 제1박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제2박막;
    상기 제2박막의 우측에 설치되고 필름의 양쪽면에 각각 도체 도료가 프린트되어 있고 도체 도료가 선과 연결되어 케이스 바깥으로 연결되는 구조를 갖는 제3박막;
    상기 제3박막의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제4박막;
    상기 제1면체 안쪽에 설치되어 박막식 압전소자로 이루어진 압전체층; 및
    상기 압전체층의 우측에 설치되어 박막의 중앙에 구멍이 뚫려 있는 제5박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1박막과 상기 제2박막 및 상기 제3박막을 하나의 도체 도료 박막군이라 하고, 단일 도체 도료 박막군으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도체 도료 박막군은
    하나 이상 중첩 배열됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 압전체층과 상기 제5박막을 하나의 압전소자 박막군이라 하고, 단일 압전소자 박막군으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 압전소자 박막군은
    하나 이상 중첩 배열됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    다면체의 모든 면에 장착할 수 있는 상기 도체 도료 박막군과 상기 압전소자 박막군 중 한 종류만 선택되어 구성됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2박막과 상기 제4박막 및 상기 제5박막의 구멍의 형상은 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  8. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 도체 도료 박막군과 상기 압전소자 박막군은 상기 강구로부터의 면압에 의해 온/오프 또는 전압의 변화와 같은 전기적 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 다면체 케이스는
    형상과 크기가 사면체, 육면체, 팔면체 등으로 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 강구의 모양은
    정구, 타원형구 또는 다면체 등 그 형상에 있어서 어떤 형태로든 변형이 가능함을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 모션 센서는
    수은 스위치로 대치될 수 있으며 상기 수은 스위치의 형상은 일반적인 일자형 튜브 모양의 형상에서부터 다면체 형상의 튜브를 갖고 2개 이상의 단속단자를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 가속도 센싱 장치.
  12. 모델의 신체 주요 부위에 모션 센서를 장착하는 단계;
    상기 모델의 운동에 대해 상기 모션센서를 이용하여 가속도 신호를 감지하고 무선 송출하는 단계;
    무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 시간별로 기록하는 단계;
    기록된 상기 모션센서의 신호를 분석하여 운동의 기본 모형을 결정하는 단계; 사용자의 주요 부위에 상기 모션 센서를 장착하는 단계;
    상기 이용자의 운동에 따른 신호를 기록하는 단계;
    상기 모델의 운동과 상기 사용자의 운동을 비교 분석하여 차이점을 분석하는 단계; 및
    상기 사용자의 운동 및 자세를 교정하거나 또는 교정될 부분을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가속도 센싱 방법.
  13. 사용자의 신체 주요 부위에 상기 모션 센서를 장착하는 단계;
    상기 사용자의 가속도 신호를 감지하고 무선 송출하는 단계;
    무선 송출된 가속도 신호를 수신하여 해당 미디 프로토콜을 발생시키고, 게임기 조작 제어신호를 발생시키며, 조명/전기장치 제어신호를 발생시키는 단계;
    및 발생된 제어신호에 의해 연주를 위한 미디 전자음 발생, 게임 플레이, 조명/전기장치가 작동하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가속도 센싱 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082449A (ko) * 2002-09-30 2002-10-31 이중호 모션 센서 및 그 제작 방법
KR100757500B1 (ko) * 2005-12-08 2007-09-11 한국전자통신연구원 서비스 로봇과 사람 사이의 동작기반 인터페이스 시스템 및방법
CN112137623A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 达尔生技股份有限公司 测量装置及测量方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8382685B2 (en) * 2004-02-05 2013-02-26 Ggf Sports Solutions Inc. Electronic safety device for sport-helmets
AT515088B1 (de) 2014-02-14 2015-06-15 Mkw Electronics Gmbh Verfahren für die Ortung von Tieren mit Hilfe von Funkwellen
AT517225B1 (de) 2015-06-12 2016-12-15 Smartbow Gmbh Verfahren für die Ortung von Tieren mit Hilfe von Funkwellen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587827A (ja) * 1991-09-30 1993-04-06 Tokai Rika Co Ltd 加速度センサ
JPH1010146A (ja) * 1996-04-26 1998-01-16 Yaskawa Electric Corp 薄膜磁石付可動部材を備えた加速度センサ及び薄膜磁石の着磁装置。
US5710376A (en) * 1995-12-22 1998-01-20 International Business Machines Corporation Charged mass thin film condenser accelerometer
EP0857977A1 (en) * 1997-01-14 1998-08-12 Casio Computer Co., Ltd. Detecting device, method for manufacturing the detecting device and electronic apparatus using the detecting device
US5987988A (en) * 1996-08-05 1999-11-23 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Acceleration sensor and method for manufacturing thereof
JP2000213967A (ja) * 1999-01-22 2000-08-04 Amutekkusu:Kk 人体動作判別装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496352A (en) * 1994-04-04 1996-03-05 Pacesetter, Inc. Activity sensors for implantable medical devices
JPH09304429A (ja) * 1996-05-20 1997-11-28 Omron Corp 加速度センサとこの加速度センサを用いた加速度センサ装置
FR2755765A1 (fr) * 1996-11-12 1998-05-15 Boutet Paul Capteur analogique d'acceleration lineaire

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587827A (ja) * 1991-09-30 1993-04-06 Tokai Rika Co Ltd 加速度センサ
US5710376A (en) * 1995-12-22 1998-01-20 International Business Machines Corporation Charged mass thin film condenser accelerometer
JPH1010146A (ja) * 1996-04-26 1998-01-16 Yaskawa Electric Corp 薄膜磁石付可動部材を備えた加速度センサ及び薄膜磁石の着磁装置。
US5987988A (en) * 1996-08-05 1999-11-23 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Acceleration sensor and method for manufacturing thereof
EP0857977A1 (en) * 1997-01-14 1998-08-12 Casio Computer Co., Ltd. Detecting device, method for manufacturing the detecting device and electronic apparatus using the detecting device
JP2000213967A (ja) * 1999-01-22 2000-08-04 Amutekkusu:Kk 人体動作判別装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082449A (ko) * 2002-09-30 2002-10-31 이중호 모션 센서 및 그 제작 방법
KR100757500B1 (ko) * 2005-12-08 2007-09-11 한국전자통신연구원 서비스 로봇과 사람 사이의 동작기반 인터페이스 시스템 및방법
CN112137623A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 达尔生技股份有限公司 测量装置及测量方法

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