KR20070011628A - 센서 및 저항체를 활용한 주판과 셋톱 킷과 주판에 연결을분리할 수 있는 전자주판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 “전자주판”에 관한 것으로 기존의 방식을 변형 제작하여 모양의 심플함을 주는 것에 있다. 일반 컴퓨터가 없으면 일반 주판으로 사용하고 컴퓨터가 있는 곳에서는 컴퓨터와 연결하여 사용하고 컴퓨터가 없고 대신 TV 또는 다른 디스플레이장치들이 존재하면 그 디스플레이장치에 연결하여 사용할 수 있도록 고안 되었습니다.

기존 공개된 특허 같은 경우는 코일을 주판알에 적용하거나 광센서를 바닦에 회로기판위에 장착하여 CDS센서 붙여 조도의 영향에서 조금이나마 오류를 줄이기 위해서 중간에 가리개를 하는 등에 작업이 되었고 센서들의 인식을 원활하게 하기위하여 하부에 위치하게 하여 주판알이 고유의 센서를 지나가야 하거나 하부의 센서들을 인지하게 되어 있었습니다. 그러나 본 발명은 하부에 센서가 위치하는 것이 아니라 주판알이 끼워져 있는 관통관과 그 관통관과 주판알 사이에 위치하게 하고 더욱 중요한 것은 회로 즉 센서들의 움직임에 대한 데이터부나 연산부 검출부 등이 하부에 위치하게 되어 있으나 본 발명은 하부가 아니라 다른 곳에 위치하여 회로 즉 센서들의 움직임에 대한 데이터부나 연산부 검출부등이 분리되어 있는 것이 즉 전자주판은 컴퓨터와 연결하기위한 장치를 필요에 따라 분리 할 수 없게 되어 있는 것을 분리하여 이동의 용이성과 모양의 간편성을 높일 수 있는 것이 첫 번째 특징입니다. 그리고 두 번째로 컴퓨터만을 활용하게 되어 있는 기존의 전자주판의 형식을 과감히 탈피하여 다른 종류의 디스플레이장치들과도 연동하게 하는 기술을 고안 한 것이 또 하나의 특징입니다. 이 모두가 하나의 틀 안에서 이루어지려고 하다 보니 변화를 가질 수 없었던 것 같습니다. 그러나 저희는 셋톱 킷이라는 것을 추가하여 모양의 다양한 변화와 기능의 확대를 할 수 있는 기술입니다.

전자주판, 주판, 주판알, 센스, 분리, 셋톱 킷, 디스플레이 연결장치, 전송버튼

Description

센서 및 저항체를 활용한 주판과 셋톱 킷과 주판에 연결을 분리할 수 있는 전자주판{electron jupan}

도 1 : 종래기술 자석을 활용한 도면

도 2 : 종래기술 광센서를 이용한 도면

도 3 : 종래기술 주판알에 코일을 감은 기술을 활용한 도면

도 4 : 종래기술 마그네틱센서를 활용한 도면

도 5 : 본 고안기술의 대표도면

도 6 : 본 고안기술의 단면도

도 7 : 본 고안기술의 센서부의 각각의 특정한 값을 한 쌍식갖는 다는 것을 보여주도록 한 설계 단면도

도 8 : 본 고안기술의 전체 가상도

도 9: 본 고안기술의 주판과 분리되는 셋톱 킷 가상도.

도 10 : 본 고안기술의 셋톱 킷 도면

도 11 : 본 고안기술의 셋톱 킷의 단면도

101 : 주판알 102 : 주판알과 관통관 사이에 위치한 센서

200 : 관통관 주판일이 끼워진 부분 201 : 관통관 속에 센서

202 : 테두리의 주판속에 들어 있는 저항체 또는 포토센서의 선들을 처리한 곳

203 : 관통관에 뚫어 놓은 구멍

400 : 테두리 센서의 값들과 인식이 되게 하기 위한 연결 동로

500 : 셋톱킷

501 : 셋톱 킷과 주판을 연결하는 수놈 502 : 셋톱 킷과 주판을 연결하는 암놈 503 : 셋톱 킷과 컴퓨터가 정확하게 연결 된 것인지 알려 주는 LED전원인식장치 504 : 각종 디스플레이 연결장치

505 : 화면에 표시된 것에 대한 값의 이동을 용이하게 하기위한 이동버튼

506 : 화면에 아타난 커서를 자유롭게 움직이게 하고 결정된 것을 눌러 인식하게 하는 버튼

507 : 저장장치를 인식하게 하는 곳

508 : 각종 전자주판의 값의 변화를 인지하여 디스플레이장치로 보내 주는 회로기판

509 : 스피커 600 : 엔터키

700 : LED 전원 인식 장치

A : 주판알과 관통관 사이에 위치하는 센서

A-1 : 관통관속에서 위치한 센서가 상부에 돌출한 모양

B : 주판알과 관통관 사이에 위치하는 센서

B-1 : 관통관속에서 위치한 센서가 상부에 돌출한 모양

C : 주판알과 관통관 사이에 위치하는 센서

C-1: 관통관속에서 위치한 센서가 상부에 돌출한 모양

D : 주판알과 관통관 사이에 위치하는 센서

D-1 : 관통관속에서 위치한 센서가 상부에 돌출한 모양

E : 주판알과 관통관 사이에 위치하는 센서

E-1 : 관통관속에서 위치한 센서가 상부에 돌출한 모양

본 고안은 센서 및 저항 체를 활용한 주판에 연결부를 따로 분리할 수 있는 전자주판에 대한 것이다. 전자주판은 수학적인 암기능력향상과 수리능력발달을 위하여 전자계산기와 컴퓨터가 보급된 현재에도 많은 사람이들 관심을 가지고 있으며 2003년 이후 교육 사업분야에서 많은 학원이 생겼으며 EBS방송등에도 교육이 되어지고 있는 상황이다. 유사 분야에서 선행 특허 들이 다수 출원 되어 있다. 학습능력발달을 위하여 컴퓨터와 연결하여 사용할 수 있도록 대한민국 공개특허공보 제 2003-0021208호에서 “전자주판”이라는 제목으로 제안되었고 이 발명이 갖는 광학식 주판알 검출의 문제를 개선하기 위해 고안된 대한민국 실용신안공보 20-0328805

“전자주판의 주판알 위치 검출장치”등의 선행 기술들이 제안되었다. 그러나 공개특허공보 제2003-0021208호 “전자주판”은 자릿대에 놓여진 주판알의 위치를 검색하기위하여 광학식 검출장치를 사용하고 있어 조도에 따라 잘못된 결과가 발생할 수 있고 이를 개선한 대한민국 실용신안공보 20-0328805 “전자주판의 주판알 위치 검출장치”는 도2에서 보는 바와 같이 주판알 하부에 설치된 210 소자가 230 광학 센서의 인식범위 중간 쯤에 위치해 있을 경우 어떻게 해설할 것인지에 문제가 발생하게 됨은 물론 두 가지 경우가 모두 제작상 어려움이 있다. 위 두가지 선행기술들은 모두 주판알의 위치 정보 해석과정에서 빈번한 오류를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 구성시에 위치정보인식을 위하여 주판틀 부분에 위치 검출을 위한 추가 소자가 사용되고 있어서 제작 시 많은 비용 투입 될 수밖에 없다. 예로 광학센서가 인식하는 기준 조도 이상 또는 이하의 공간에서 주판을 구동하게 되면 광학 센서부로 부정확한 인식 값이 전달되어 인식에 오류가 발생하게 되고 이를 해결하기 위해서는 추가적인 광원 또는 센서를 설치하거나 부가적인 첨가물을 삽입하여 해결하여야 한다. 그리고 종래의 전자주판이라 함은 주판에 컴퓨터를 연결할 수 있는 장치를 말하였습니다. 하지만 주판의 셋톱 킷을 분리하여 주판의 고유 한 사용과 셋톱 킷을 연결하여 전자주판으로의 변화와 전자주판의 컴퓨터라는 특정한 것이 아니라 여러 가지 디스플레이장치에도 인식하게끔 한 것입니다.

본 발명으로 선행 기술들이 내포하고 있던 센서 인식에서 발생될 수 있는 인식 오류 문제와 금속성의 문제인 자석환경등에 관련된 오류를 해결하고 인식 감도를 향상 시킬 수 있으며 특정한 환경 즉 컴퓨터가 있어야 하는 것을 주판과 전자회로 기판의 분리로 이동과 활용의 폭을 확대한 것에 있다. 이는 일반주판에 비해 상당히 고액인 것은 사실입니다. 그리고 더욱이 중요한 것은 전자주판이 컴퓨터에만 적용을 하면 사용의 제약을 받을 수밖에 없게 됩니다. 현재 많은 디스플레이장치를 사용하고 있습니다. 이에 셋톱 킷에 여러 가지 디스플레이장치를 인식 할 수 있게 하 여 활용폭을 넓게 하면 다양한 공간에서 학습과 게임을 즐길 수 있을 것입니다. 이것이 첫 번째 특징입니다. 어릴적에 발명자는 주판으로 로라도 타고 주판을 뒤집어 벌도 받고 했던 기억이 있습니다. 역시 지금의 아이들도 주판으로 같은 놀이를 하지요 하지만 선행기술들 같은 경우 주판의 하부에 회로도가 위치하여 이런 행동들을 하기에는 많은 부담이 따르게 됩니다. 즉 고가의 전자주판이 손상되게 되지요. 그리하여 전자주판 자체를 다시 구매를 해야 할 지도 모릅니다. 하지만 본 발명은 회로기판이 주판과 별개의 위치에 존재하므로 이 경우 전자주판의 모든 것을 구매하는 것이 아니라 센서들이 장착된 전자주판만 구매를 하여 구입의 부담을 줄여줄 수 있게 됩니다. 두 번째 특징입니다.

본 고안은 컴퓨터가 반듯이 있어야 사용하는 일반적인 전자주판의 기능에 컴퓨터가 사용되지 않는 환경에서는 주판만을 분리하면 사용할 수 있도록 만드는 것에 주안을 두었습니다. 즉 상기의 전자주판들은 고액의 전자주판을 특정한 곳에서 사용하도록 한 것을 어느 곳에서든 한가지로 가능하게 한 것에 있습니다. 특정한 컴퓨터라는 장치만을 한 것이 아니라 어떤 종류의 것이든 상관없게 디스플레이장치에서도 인식하게끔 한 것입니다.

본 고안은 일반적인 전자주판의 기능을 회로기판의 아래쪽에 위치하도록 고안하여 분리 사용할 수 없도록 되어있습니다. 하지만 저희 발명품은 회로기판을 따로 위치하여 분리도 할 수 있도록 하였습니다. 특정장치인 컴퓨터라는 장치에만 인식하게끔 된 기능을 여러 가지로 확대할 수 있는 셋톱 킷을 개발하여 컴퓨터에만 연결하 여 사용할 수 있는 전자주판만이 아니라 일반적인 주판의 사용과 여러 가지 디스플레이장치와도 연결이 용이하게 하고 저장장치를 내부에 인식할 수 있는 장치를 함께하여 사용의 편의성을 주고자 합니다. 주요구성은 각종 센서가 장착된 주판과 여러 가지 디스플레이 장치들이 연결이 가능하도록 하는 셋톱 킷과 디스플레이장치에 사용될 연결선들로 구성이 되어집니다. 그리고 전자주판의 고장으로 전자주판 전체를 구매하는 것이 기존의 선행기술들입니다. 또 하나 저희 발명의 특징은 전자주판과 전자주판을 컴퓨터 또는 여러 가지 디스플레이장치들과도 연결이 가능하게 하는 셋톱 킷에 기술이 있습니다. 종래의 기술들은 전체를 구매하여 소비자에게 손해를 주게 되는 기술들이었으나 저희는 전자주판과 셋톱 킷으로 분리하여 둘 중 어느 하나의 이상으로 하나만 구매를 하여 구매자의 구매에 따른 비용부담을 줄여 줄 수 있는 기술들입니다.

도-5는 주판의 주판알을 끼워 놓는 곳에 저항체 또는 포토센서를 삽선하여 관통관(200) 중간 중간에 구멍을 내어 저항체 또는 포토센서를 위치(204)시키고 주판알과 관통관사이에도 저항체 또는 포토센서를 받아들일 수 있는 장치를 위치(102)하여 값의 변화에도 민감하게 하였고 각각의 주판알 사이에 따로 특정 값을 주어 한 쌍씩(A:A-1 , B:B-1, C:C-1, D:D-1,E:E-1)에 같은 저항체 또는 포토센서의 값만을 받아야만 인식할 수 있도록 하였다. 이는 아래알 4개의 위치가 3개의 위치를 항상 침범하도록 되어있기에 이에 대한 오류 값을 없게 하기위해서 각각의 다른 인식 값을 주어 인식하도록 하였습니다.

도-6은 관통관(200)속을 단면으로 나타낸 것이다. 즉 각각의 저항체 또는 포토센서 의 센서와 관통관의 주판알이 위치한 것을 단면으로 나타내 것이다. 이는 주판알들이 움직여 인식하는 모양을 나타낸 것입니다. 즉 각각의 특정한 값이 주어진 것을 표현한 것입니다. 그리고 관통관속의 저항체 또는 포토센서의 위치(200)와 주판알과 관통관사이에 위치한 저항체 또는 포토센서(102)를 나타내었습니다.

도-7은 주판알과 관통관사이에 있는 저항체 또는 포토센서와 관통관속의 저항체 또는 포토센서들에 관한 것입니다. 주판알과 관통관사이에 위치한 5개의 저항체 또는 포토센서들과 관통관속의 5개의 저항체 또는 포토센서의 값이 서로 다른 것을 포현 하였습니다. 그리고 총 10개의 저항체 또는 포토센서가 각각 한 쌍식(A:A-1 , B:B-1, C:C-1, D:D-1,E:E-1)으로 이루어져있어서 다른 값의 저항체나 포토센서는 이식할 수 없게끔 된 것을 나타내었습니다.

도-8은 전자주판으로 사용되는 상황에서의 모양을 나타낸 것이다. 각 관통관을 통하여 인식되어진 값들은 테두리의 연결통로(203)를 통하여 전선의 의하여 값이 이동하고 셋톱 킷(500)과 주판의 연결부(501,502)를 통하여 아날로그신호가 회로기판의 ADC를 만나 디지털신호로 변화하게 되어 컴퓨터 또는 디스플레이장치(504)에 인식하여 표현되도록 한 것이다. 그 값의 결과를 보기위해서 엔터키(600)를 눌러주는 것이고 LED전원장치(700)는 주판과 셋톱 킷(500)의 정상적인 연결상태를 인지할 수 끔 하는 장치이다. 또 하나의 LED전원인식장치(503)는 셋톱 킷(500)과 컴퓨터가 제대로 연결된 것인지를 알려 주는 장치이다.

도-9은 주판과 회로기판이 분리되어진 상태를 나타내 도면이다. 셋톱 킷(500)은 단순한 컴퓨터에 연결되는 장치와 함께 자체 저장장치를 인식하고 프로그램을 삽입하 여 컴퓨터가 아닌 다른 디스플레이장치에서도 사용이 되게 하는 장치입니다. 이에 셋톱 킷(500)에는 저장장치를 인식하는 곳과 각종 디스플레이장치(504)에 전송을 해주기 위한 전송수단장치들이 있는 것입니다.

도-10는 평상시에는 주판으로 사용하다. 여러 가지 디스플레이장치들이 있는 곳에서 그 장치와 연결을 하고 주판(501)과 셋톱 킷(502)를 연결 하여 사용하게 되는 셋톱 킷입니다. 이는 MCU를 내장하여 각각의 주판알들의 움직임에 따른 값을 인식하고 이를 분석하여 데이터값을 만들어 화면에 구성하는 연산 시스템부와 비디오 시스템처리부와 사운드 시스템처리부를 함께 갖고 있는 셋톱 킷을 나타낸 것입니다. 이 시스템부들을 통하여 GUI방식으로 하여 기본적인 코딩을 하여 화면을 구성하고 이를 토대로 펌웨어에 탑제하여 사용하고 변화된 것은 저장장치로부터 받아들여 새롭게 하거나 그 구성위에서 게임이나 학습을 할 수 있게 만드는 것입니다.

도 11은 셋톱 킷에 여러 가지 저장장치를 연결할 수 있게 하여 학습프로그램 및 게임을 컴퓨터에서 down 받아 저장한 것을 MCU와 연산부에서 처리하여 GUI방식으로 형성된 것을 화면에 구성하고 이는 MCU와 ROM이라는 기본적인 메모리에 저장된 간단한 OS로 화면을 구성하고 전자주판에서 받은 전기적 신호를 셋톱 킷과 주판을 연결하는 암놈(502)에 전달하여 501이 전달받고 이를 ADC에서 변환하여 MCU가 연산부와 비디오부와 사운드부에서 처리하여 화면에 구성되어지고 새로운 데이터나 값은 온라인에서 DOWN 받아 저장장치에 삽입 후 펌웨어를 업그레이드하여 기본 화면 구성이나 학습내용의 업등 소프트웨어적인 업그레이드를 할 수 있게 됩니다. 그리고 더욱 중요한 것은 일반적인 컴퓨터에 연결을 할 경우에는 Mouse라는 제품을 통하여 값이나 결과를 보기위해 이동을 원활하게 하는 장치가 있으나 일반적인 디스프레이장치들은 이를 갖고 있지 않은 상태이기에 이에 대한 값의 인식을 원활하게 하고 화면에 구성된 것을 Mouse처럼 편하게 하기위해서 화면에 나타나 커서같은 것을 움직이게 하는 버튼(505,506)의 조합을 갖고 있습니다. (505,506)은 GUI방식에서 사용되는 대표적인 인식기법입니다. 이를 여러 가지 디스플레이장치들에 활용하도록 ROM에서 또는 펌웨어에 탑재하여 사용하게 됩니다.

본 발명으로 선행 기술들이 내포하고 있던 센서 인식에서 발생될 수 있는 인식 오류 문제와 금속성의 문제인 자석환경등에 관련된 오류를 해결하고 인식 감도를 향상 시킬 수 있으며 특정한 환경 즉 컴퓨터가 있어야 하는 것을 주판과 전자회로 기판의 분리로 이동과 활용의 폭을 확대한 것에 있다. 이는 일반주판에 비해 상당히 고액인 것은 사실입니다. 그리고 더욱이 중요한 것은 전자주판이 컴퓨터에만 적용을 하면 사용의 제약을 받을 수밖에 없게 됩니다. 현재 많은 디스플레이장치를 사용하고 있습니다. 이에 셋톱 킷에 여러 가지 디스플레이장치를 인식 할 수 있게 하여 활용폭을 넓게 하면 다양한 공간에서 학습과 게임을 즐길 수 있을 것입니다. 이것이 첫 번째 특징입니다. 어릴적에 발명자는 주판으로 로라도 타고 주판을 뒤집어 벌도 받고 했던 기억이 있습니다. 역시 지금의 아이들도 주판으로 같은 놀이를 하지요 하지만 선행기술들 같은 경우 주판의 하부에 회로도가 위치하여 이런 행동들을 하기에는 많은 부담이 따르게 됩니다. 즉 고가의 전자주판이 손상되게 되지 요. 그리하여 전자주판 자체를 다시 구매를 해야 할 지도 모릅니다. 하지만 본 발명은 회로기판이 주판과 별개의 위치에 존재하므로 이 경우 전자주판의 모든 것을 구매하는 것이 아니라 센서들이 장착된 전자주판만 구매를 하여 구입의 부담을 줄여줄 수 있게 됩니다. 두 번째 특징입니다.

Claims (7)

1. 본 발명은 주판알과 주판알을 끼워놓은 관통관에 저항체 또는 포토센서를 내장한 주판(200);

   주판알이 놓여진 관통관에 구멍을 만들어 저항체 또는 포토센서를 인식할 수 있게 만든 주판(203);

   주판알과 관통관 사이에 위치한 저항체 또는 포토센서를 위치하게 한 주판(102);

   주판알 자체의 움직임과 주판알을 끼워놓은 관통관 자체에 저항체 또는 포토센서를 위치하게 한 것을 특징으로 한 전자주판;

   주판과 셋톱 킷을 분리하여 주판으로도 사용이 가능하고 셋톱 킷을 연결하여 전자주판으로도 사용이 가능하게 한 것을 특징으로 한 전자주판;
2. 제 1항에 있어서 셋톱 킷은 특정한 컴퓨터만을 연결하는 것이 아니라 각종 디스플레이장치들과 연결하여 사용할 수 있게 한 것을 특징으로 한 전자주판;

   주판의 테두리에 저항체 또는 포토센서를 인식하여 값을 이동할 수 있게 하였고 회로기판이 하부에 위치하지 않고 테두리에 연결하여 모양의 변화를 줄 수 있게 한 것을 특징으로 한 전자주판;
3. 주판알과 관통관 사이에 위치한 저항체 또는 포토센서가 관통관 위에 뚫어 놓은 곳 에 위치하면 관통관속에 들어있는 저항체 또는 포토센서들이 감지하여 감지된 값을 관통관을 통하여 테두리에 있는 전선들을 따라 이동하여 셋톱 킷에 있는 ADC에 값을 전달하면 이를 디지털 신호로 변화하여 ROM에서 인식하여 펌웨어가 작동하게 되는 것이다. 이렇게 하면 컴퓨터라는 특정장치만을 사용하는 것이 아니라 여러 가지 디스플레이장치들에서도 화면과 사운드를 구성하여 학습을 하거나 게임을 즐길 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 전자주판; 및 셋톱 킷은 ROM만을 인식하는 것이 아니라 저장장치들을 연결할 수 있게 되어 있어서 컴퓨터를 통해서 온라인에서 프로그램을 저장 받아 셋톱 킷에 연결하여 사용할 수 있게 하여 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있다는 특징이 있는 전자주판.
4. 관통관의 일정한 구멍이 위치하여 저항체 또는 포토센서가 서로 한 쌍을 이루며 근접하거나 살짝 밀려서 나오는 주판알에 대해서도 인식을 하게하여 인식의 감도를 높일 수 있다는 것이 특징인 전자주판;및 관통관 속에서 저항체 또는 포토센서의 각각의 값이 일정하지 않고 서로 차이가 있어서 주판알의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 구성된 전자주판.
5. 제 1항에 있어서 관통관속에 저항체 또는 포토센서와 주판알과 관통관사이에 위치한 저항체 또는 포토센서는 한 쌍식으로 되어 있는 전자주판.
6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서 상기 전자주판은 상기 전자주판과 셋 톱 킷으로 연결되고 상기 셋톱 킷에서 전송되는 신호를 근거로 주판알의 정확한 위치를 인식하는 위치분석부를 더 포함하고 데이터를 전송하는 전송부와 자동전송스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자주판.
7. 상기 전자주판과 셋톱 킷이 구성되고 셋톱 킷에는 위치분석과 데이터 전송과 자동 스위치와 화면에 나타난 커서를 조종하는 스위치 또는 전송버튼이 포함되어 있는 것을 특징으로하는 전자주판.

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