KR20130015407A - 퍼즐 완구용 퍼즐 조각 및 그 퍼즐 조각을 포함한 퍼즐 완구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 퍼즐 완구는, 본체에 수용되는 조각 세트를 구성하는 퍼즐 조각의 하면에 광 반사용 격자가 복수 형성되며, 상기 격자의 표면이 물리적인 가공에 의해서 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 구성함으로써 퍼즐 조각의 제조 원가를 현저하게 절감할 수 있어서 퍼즐 완구의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

퍼즐 완구용 퍼즐 조각 및 그 퍼즐 조각을 포함한 퍼즐 완구{Puzzle piece for puzzle toy and puzzle toy including the same}

본 발명은 조립식 퍼즐 완구에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 퍼즐 조각이 조립될 때 그 퍼즐 조각이 제 위치에 조립이 되었는지 여부와 그 퍼즐 조각에 대한 정보를 사용자에게 알려 주는 퍼즐 완구로서 광센서가 적용된 퍼즐 완구에 관한 것이다.

일반적으로 그림 또는 문자 퍼즐 놀이기구는 복수의 퍼즐 조각으로 이루어진 퍼즐 조각 세트를 보드와 같은 본체에 사용자가 배치하여 각 퍼즐 조각들에 그려진 그림 또는 문자 등이 하나로 일관 되게 짜 맞추어진 형태의 완성된 그림 또는 문자를 구성하게 된다.

본 출원인은 이와 같은 퍼즐 놀이기구로서 광센서를 이용하여 퍼즐 조각의 조립 여부 및 그 퍼즐 조각의 종류를 인식하여 사용자에게 알려주는 퍼즐 완구를 발명하여 한국특허 제1005344호로 등록받은 바 있다.

한국특허 제1005344호는 복수의 퍼즐 조각을 포함하는 조각 세트 및 상기 조각 세트를 수용하는 본체를 포함하는 퍼즐 완구에 있어서, 상기 퍼즐 조각 각각의 이면에는 다수의 격자가 형성되어 있으며, 상기 본체는 각각의 격자에 대응하도록 배치되며 상기 격자 쪽을 향하여 빛을 조사하는 발광 소자 및 상기 격자에 의해 반사된 빛을 감지하는 수광 소자, 상기 수광 소자로부터 감지된 신호에 의해 상기 격자의 색깔을 판단하여 그 격자에 관한 출력신호를 발생하는 신호 분석부, 상기 신호 분석부로부터 수신된 각 격자의 출력신호를 분석하여 상기 조각 세트의 격자의 배열을 인식하여 그 조각 세트의 조립 완료 여부 및 그 조각 세트가 조립 완료되었을 때 그 조각 세트의 종류를 판단하는 피드백 호출부 및 상기 피드백 호출부로부터 수신된 신호에 의해 완성된 조각 세트에 관한 정보를 출력하는 피드백 처리부를 포함하고 있다. 한국특허 제1005344호는 하나의 본체에 다수의 조각 세트를 조합할 수 있으며 각 퍼즐 조각의 하면에 형성된 다수의 격자의 배열에 의해 그 퍼즐 조각이 결합된 조각 세트의 종류 및 그 조각 세트의 조립 완성 여부를 용이하게 인식하여 사용자에게 적절한 정보를 제공할 수 있으므로 사용자 및 제조자 모두에게 비용 부담을 경감할 수 있다. 또한, 퍼즐 조각이 지정된 위치에 배치되었는지를 인식하기 위한 장치의 구조가 간단하여 퍼즐 완구의 내구성이 향상되는 효과를 제공한다.

그런데, 한국특허 제1005344호에서 각 퍼즐 조각의 이면에는 발광 소자에서 발신되는 빛을 반사하는 격자 구조가 형성되어 있다. 이러한 격자 구조는 일반적으로 흰색 또는 검정색을 채색함으로써 반사율에 차이가 발생하도록 함으로써 수광소자에서 수신되는 신호의 차이에 의해 그 격자의 정보를 인식하는 원리를 사용한다.

이와 같은 구조로 작동되는 퍼즐 완구에 있어서 격자에 채색을 하는 방법은 필름지에 격자무늬로 채색된 필름을 퍼즐 조각의 이면에 부착함으로써 형성된다. 그런데 이와 같이 격자에 채색을 하는 경우 잉크를 사용하여 필름지에 인쇄하는 과정을 거치게 되는데 잉크에 의한 인쇄공정은 비용이 높은 공정이므로 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 또한, 일정한 반사율이 되도록 채색을 하여야 하는 데 인쇄 상태에 따라 각 격자면이 동일한 색상이라도 반사율이 다를 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 광센서를 사용하여 격자무늬가 형성된 퍼즐 조각의 정보를 감지하는 퍼즐 완구에 있어서, 퍼즐 조각에 형성하는 격자의 구조를 개선함으로써 잉크에 의한 인쇄공정을 제거하여 제조원가를 낮추어 생산성이 향상된 퍼즐 완구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 퍼즐 완구용 퍼즐 조각은, 하면에 광 반사용 격자가 복수 형성된 퍼즐 조각에 있어서,

상기 격자의 표면이 물리적인 가공에 의해서 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 된 점에 특징이 있다.

상기 격자의 표면은 단면 구조상 경사지게 형성됨으로써 격자 상호 간의 경사도에 따라 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다.

상기 격자의 표면의 질감이 다르게 가공함으로써 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다.

상기 격자에 다수의 홈부를 형성함으로써 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다.

상기 퍼즐 조각을 복수 포함하는 조각 세트; 및 상기 조각 세트를 수용하는 본체를 포함하는 퍼즐 완구를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 퍼즐 조각 및 그 퍼즐 조각을 포함한 퍼즐 완구는 퍼즐 조각의 하면에 형성되는 격자의 표면을 물리적으로 가공함으로써 발광소자에서 발신된 광이 격자 표면에 반사된 후 수광소자에 입사되는 광량을 달리하여 격자 정보를 감지할 수 있도록 하여, 고가의 인쇄공정을 생략함으로써 퍼즐 완구의 제조원가를 낮추어 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퍼즐 완구의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 퍼즐 완구의 개략적 시스템 구성도이다.
도 3은 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제1실시 예에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제2실시 예에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제3실시 예에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퍼즐 완구의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 퍼즐 완구의 개략적 시스템 구성도이다. 도 3은 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제1실시 예에 따른 단면도이다. 도 4는 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제2실시 예에 따른 단면도이다. 도 5는 도 1에 포함된 퍼즐 조각의 제3실시 예에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 퍼즐 완구(10)는 조각 세트(20)와, 본체(30)를 포함하고 있다.

상기 조각 세트(20)는 복수의 퍼즐 조각(22)을 포함하고 있다. 상기 조각세트(20)는 복수 개가 마련될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 퍼즐 완구(10)로서 널리 사용되고 있는 퍼즐 놀이 기구를 예로 들어 도면과 함께 본 발명의 구체적인 실시 형태의 하나를 예시하고 있다. 상기 구성조각(22)들이 지정된 위치에 배치되었을 때 하나의 일관된 그림 또는 문자를 구성하게 되며, 이러한 조각 세트(20)의 개념은 종래에 널리 알려진 퍼즐 놀이 기구와 다를 바 없다.

상기 조각 세트(20)는 복수의 퍼즐 조각(22)을 포함하고 있다. 또한, 상기 조각 세트(20)는 후술하는 본체(30)에 수용된다. 즉, 상기 조각 세트(20)는 조립이 완료된 상태에서 본체(30)에 잘 맞도록 수용된다.

상기 퍼즐 조각(22)의 하면에 광 반사용 격자(26)가 복수 형성되어 있다. 상기 퍼즐 조각(22)은 복수 개가 서로 맞추어져 하나의 조각 세트(20)를 구성한다. 본 실시 예에서, 상기 격자(26)는 정사각형 형태로 이루어져 있으나 상기 격자(26)의 형태는 정사각형 이외에 예컨대 직사각형, 원형, 벌집 모양 등이 채용될 수 있다.

상기 격자(26)는 상기 퍼즐 조각(22)의 하면을 물리적으로 가공함으로써 격자(26) 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 되어 있다.

도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 "A-A" 선에 따른 개략적인 단면도이다.

상기 격자(26)의 하면을 물리적으로 가공하는 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 격자(26)의 표면을 단면 구조상 경사지게 형성함으로써 격자 상호 간의 경사도에 따라 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다. 도 3을 참조하면 α<β의 값을 가짐으로써 각 격자(26)의 광 반사율이 다르게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 격자(26)의 표면의 질감이 다르게 가공함으로써 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다. 도 4를 참조하면 상기 격자(26)의 표면 거칠기가 거칠수록 광 반사율이 낮으며, 상기 격자(26)의 표면 거칠기가 덜할수록 광 반사율이 높아진다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 격자(26)에 다수의 홈부(28)를 형성함으로써 격자(26) 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 할 수 있다. 상기 격자(26)에 홈부(28)가 많을수록 광 반사율이 낮으며, 상기 격자(26)에 홈부(28)가 적을수록 광 반사율이 높다.

상기 격자(26)의 광 반사율에 따라 그 격자(26)에 일정한 값을 대응시킬 수 있다. 예컨대, 각 격자(26)의 광 반사율이 50%인 경우에는 0을 부여하고, 상기 격자(26)의 반사율이 25%인 경우에는 1을 부여할 수 있다. 이와 같이 각 격자(26)의 광 반사율에 따라 0 또는 1의 값을 대응시키면, 상기 퍼즐 조각(22)은 하면에 이진수의 배열을 형성하게 된다. 상기 퍼즐 조각(22)의 하면에 형성된 이진수의 배열은 그 퍼즐 조각(22)의 고유의 주소 또는 명칭으로 정의할 수 있다. 상기 퍼즐 조각(22)이 모두 조립되어 완성된 조각 세트(20)를 구성하는 경우에는 그 조각 세트(20)의 고유의 주소 또는 명칭이 상기 격자(26)의 배열에 의해 정의된 이진수로 치환될 수 있다. 이와 같은 원리는 한국특허 제1005344호에서 공지된 것이다.

상기 본체(30)는 상기 퍼즐 조각(22)을 수용하는 공간을 구비하고 있다. 상기 본체(30)에 구비된 공간의 바닥에는 발광 소자(32)와 수광 소자(34)가 짝을 이루어 다수 배치되어 있다. 상기 발광 소자(32)는 상기 퍼즐 조각(22) 각각의 격자(26)에 대응하도록 배치되어 있다. 상기 발광 소자(32)는 빛이 발생 되는 소자이다. 상기 발광 소자(32)가 빛을 발생하도록 하기 위한 배터리와 같은 에너지 공급원은 상기 본체(30) 또는 그 본체(30)의 외부에 설치될 수 있다. 상기 발광 소자(32)는 상기 격자(26) 쪽을 향해 빛을 조사한다. 상기 발광 소자(32)로는 예컨대 발광 다이오드가 채용될 수 있다. 상기 수광 소자(34)는 상기 발광 소자(32)에서 조사된 빛 중 상기 격자(26)에 반사되어 오는 빛을 감지하는 것이다. 상기 수광 소자(34)에서 감지되는 빛의 양은 상기 격자(26)의 광 반사율에 따라 달라진다. 따라서, 상기 격자(26)의 광 반사율에 따라 상기 수광 소자(34)에 감지되는 빛의 양이 다르므로 상기 격자(26)의 광 반사율을 상기 발광 소자(32)와 상기 수광 소자(34)를 이용하여 구별할 수 있다. 상기 수광 소자(34)는 공지된 광센서를 채용할 수 있으므로 그 수광 소자(34) 자체의 구조에 대해서는 상세한 서술을 생략하기로 한다.

또한, 상기 본체(30)는 신호 분석부(36)와, 피드백 호출부(37)와, 피드백 처리부(38)를 포함하고 있다.

상기 신호 분석부(36)는 상기 수광 소자(34)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 신호 분석부(36)는 상기 수광 소자(34)로부터 감지된 신호에 의해 상기 격자(26)의 색깔을 판단한다. 또한, 상기 신호 분석부(36)는 그 격자(26)에 관한 출력신호를 발생한다. 예컨대, 상기 격자(26)의 광 반사율이 50%일 경우에는 0을, 상기 격자(26)의 광 반사율이 25%일 경우에는 1을 그 격자(26)의 고유번호(ID)로 정의할 수 있다.

상기 피드백 호출부(37)는 상기 신호 분석부(36)와 전기적으로 연결되어 있다. 상기 피드백 호출부(37)는 상기 신호 분석부(36)로부터 수신된 각 격자(26)의 출력신호를 분석한다. 즉, 상기 피드백 호출부(37)는 상기 퍼즐 조각(22)의 하면에 형성된 격자(26)의 배열을 인식함으로써 그 퍼즐 조각(22)들이 조립되어 완성된 상기 조각 세트(20)의 격자(26)의 배열을 인식한다. 따라서, 상기 피드백 호출부(37)는 상기 조각 세트(20)의 조립 완료 여부 및 그 조각 세트(20)가 조립 완료되었을 때 그 조각 세트(20)의 종류를 판단한다. 상기 조각 세트(20)의 종류에 관한 데이터는 상기 본체(30)에 마련된 메모리에 데이터베이스 형태로 저장되어 있다.

상기 피드백 처리부(38)는 상기 피드백 호출부(37)와 전기적으로 연결되어 있다. 상기 피드백 처리부(38)는 상기 피드백 호출부(37)로부터 수신된 신호에 의해 완성된 조각 세트(20)에 관한 정보를 출력한다. 상기 피드백 처리부(38)에 의해 출력되는 조각 세트(20)에 관한 정보는 예컨대 음성 또는 영상으로 출력될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 피드백 처리부(38)에 의해 출력되는 정보는 스피커(40)를 통한 음성과, 디스플레이(45)를 통한 영상으로 출력된다. 예컨대 상기 조각 세트(20)가 호랑이에 관한 것이면 호랑이의 울음소리가 상기 스피커(40)를 통해 출력되고, 호랑이 영상이 상기 디스플레이(45)를 통해 출력된다.

이와 같이 상기 퍼즐 완구(10)는 상기 퍼즐 조각(22)의 하면에 형성된 격자(26)의 광 반사율 인식하여 숫자로 변환하여 그 숫자의 배열을 미리 저장된 데이터와 비교함으로써 조각 세트(20)의 조립이 완료되었는지에 대한 판단과 그 조각 세트(20)의 종류를 인식하여 적절한 정보를 출력할 수 있다.

이와 같은 구성요소를 포함하는 퍼즐 완구(10)의 작용을 상세히 서술한다.

먼저, 상기 조각 세트(20)는 퍼즐 조각(22)들이 완전하게 분해된 상태로부터 서술을 시작하기로 한다.

사용자가 상기 퍼즐 완구(10)의 조각 세트(20)를 조립하고자 하는 경우에 상기 본체(30)에는 발광 소자(32)와, 수광 소자(34)에 전원이 공급된 상태에 두거나 스위치를 사용하여 전원이 공급되지 않는 상태로부터 상기 퍼즐 조각(22)을 맞추기 시작한다.

사용자는 상기 본체(30)에 상기 퍼즐 조각(22)을 적절하게 배치한다. 즉, 지정된 위치에 상기 퍼즐 조각(22)을 배치하는 것이다. 상기 퍼즐 조각(22)이 일정한 위치에 배치되면 상기 발광 소자(32)에서 조사된 빛이 상기 퍼즐 조각(22)에 형성된 격자(26)에 반사된 후 상기 수광 소자(34)에 입사된다. 상기 수광 소자(34)는 상기 격자(26)의 광 반사율에 따라 서로 다른 양의 빛을 감지하므로, 상기 격자(26)의 광 반사율을 구분할 수 있다. 상기 수광 소자(34)에서 감지된 신호는 상기 신호 분석부(36)에 전송된다. 상기 신호 분석부(36)에서는 상기 격자(26)의 광 반사율이 50%일 경우에는 0을 할당하고, 상기 격자(26)의 광 반사율이 25%일 경우에는 1을 할당할 수 있다. 이 경우에 상기 퍼즐 조각(22)이 조립되지 않은 부위는 광 반사율이 0%이므로 상기 발광 소자(32)에서 조사된 빛은 상기 수광 소자(34)에 거의 입사되지 않는다. 따라서, 상기 신호 분석부(36)는 상기 퍼즐 조각(22)이 완전하게 조립되지 않았다는 것을 인식할 수 있다.

한편, 상기 퍼즐 조각(22)이 모두 완전하게 지정된 위치에 배치되게 되면, 그 퍼즐 조각(22)들이 하나의 일관된 그림 또는 문자를 구성하게 된다. 이 경우에 상기 신호 분석부(36)에서는 상기 퍼즐 조각(22)들로 이루어진 조각 세트(20) 전체에 대한 이진수 배열을 얻게 된다. 이러한 이진수 배열은 상기 피드백 호출부(37)에서 미리 메모리에 저장되어 있는 조각 세트(20)의 종류에 관한 데이터와 비교함으로써 그 조각 세트(20)의 종류와 그 조각 세트(20)의 조립완료 여부를 판단한다. 상기 피드백 호출부(37)에 전송된 신호에 의해 상기 피드백 처리부(38)에서는 완성된 조각 세트(20)에 관한 정보를 호출하여 상기 스피커(40)와 상기 디스플레이(45)를 통해 관련 정보를 출력한다.

이와 같은 퍼즐 완구의 작동 원리는 한국특허 제1005344호와 대동 소이하다. 다만, 본원 발명의 특징은 퍼즐 조각의 하면에 형성되는 격자(26)를 물리적인 가공에 의해 광 반사율을 달리함으로써 각 격자에 특정한 값을 부여할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같이 퍼즐 조각의 격자를 인쇄방식을 사용하여 형성하지 않고 격자 표면을 물리적인 가공에 의해 광 반사율이 달라지도록 하면 고가의 인쇄공정을 생략할 수 있으므로 퍼즐 완구의 제조 원가가 절감되어 생산성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 특허 제1005344호에서 발현되는 우수한 효과는 그대로 이어받을 수 있는 장점이 있다.

이상, 바람직한 실시 예들을 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 퍼즐 완구 20 : 조각 세트
22 : 퍼즐 조각 26 : 격자
28 : 홈부 30 : 본체
32 : 발광 소자 34 : 수광 소자
36 : 신호 분석부 37 : 피드백 호출부
38 : 피드백 처리부 40 : 스피커
45 : 디스플레이

Claims (5)

1. 하면에 광 반사용 격자가 복수 형성된 퍼즐 조각에 있어서,
   상기 격자의 표면이 물리적인 가공에 의해서 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 된 것을 특징으로 하는 퍼즐 완구용 퍼즐 조각.
2. 제1항에 있어서,
   상기 격자의 표면은 단면 구조상 경사지게 형성됨으로써 격자 상호 간의 경사도에 따라 광 반사율이 달라지도록 된 것을 특징으로 하는 퍼즐 완구용 퍼즐 조각.
3. 제1항에 있어서,
   상기 격자의 표면의 질감이 다르게 가공함으로써 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 된 것을 특징으로 하는 퍼즐 완구용 퍼즐 조각
4. 제1항에 있어서,
   상기 격자에 다수의 홈부를 형성함으로써 격자 상호 간에 광 반사율이 달라지도록 된 것을 특징으로 하는 퍼즐 완구용 퍼즐 조각.
5. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 퍼즐 조각을 복수 포함하는 조각 세트; 및 상기 조각 세트를 수용하는 본체를 포함하는 퍼즐 완구.

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