KR20150029391A - 다기능 놀이학습용 완구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 놀이학습용 완구에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구는 완구 몸체와; 상기 완구 몸체에 수용되어 책읽기 콘텐츠, MP3 콘텐츠, 전화 콘텐츠 및 사용자 등록 콘텐츠를 포함하는 멀티콘텐츠를 제공하는 멀티콘텐츠 제공장치를 포함하며, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 상기 멀티콘텐츠 중 하나를 선택하기 위한 콘텐츠 모드 선택키를 포함하는 사용자 명령을 입력하는 입력부와; 상기 멀티콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 대상물의 영상 정보를 제공하는 영상 처리부와; 상기 콘텐츠 대상물에 대응하는 오디오 정보를 저장하는 콘텐츠 저장부; 및 상기 영상 정보에 대응하는 오디오 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 놀이학습용 완구{MULTI-FUNCTION TOY FOR STUDYING AND PLAYING}

본 발명은 다기능 놀이학습용 완구에 관한 것으로, 특히 책 읽기, 카드놀이, 퍼즐, MP3 플레이어, 전화 기능 등의 멀티콘텐츠를 제공하는 다기능 놀이학습용 완구에 관한 것이다.

영유아나 미취학 아동들을 대상으로 어학교육이나 사물인지 교육을 할 때에는 단어나 문장, 그림이 수록된 시각 교재를 사용하는 것이 일반적이고, 그 밖에 CD, 테이프, MP3 파일 등의 청취용 음성 교재와 VTR 테이프, DVD 타이틀 등의 영상 교재가 함께 제공되는 예도 많다.

그러나, 종래의 교재나 교구에 의한 일반적인 학습이나 오디오나 비디오 테이프를 이용한 학습은 감수성이 예민하고 주위가 산만한 유아의 경우 학습 과정에서 별다른 흥미를 느낄 수 없기 때문에 학습에 대한 능동적인 참여를 기대하기 어려울 뿐만 아니라 즐기면서 배우려는 아이들 특성에 맞지 않아 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 종래의 말하는 인형이나 RFID를 이용한 학습용 완구의 경우 개별적인 단순 반복 형태의 작동을 취하고 있어 방대하고 효과적인 교육내용의 전달이 어렵고 아이들이 동화책의 특정 페이지를 펼쳤을 때 해당 페이지에 대응되는 내용을 들려주는(오디오 정보를 출력하는) 것이 아니라 동화책의 처음부터 들려주어 올바른 학습이 되지 않을 뿐만 아니라 유아나 어린이들이 쉽게 식상해 하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 10-2008-0050108

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일반적인 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생되는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 다기능 놀이학습용 완구를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 어학 학습뿐만 아니라 책 읽기, 카드놀이, 퍼즐 맞추기, MP3, 전화 기능 등 멀티콘텐츠를 제공할 수 있는 다기능 놀이학습용 완구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 영유아와의 상호작용으로 학습효과를 증대시킬 수 있는 다기능 놀이학습용 완구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 퍼즐 조립시에 퍼즐 세트나 퍼즐 블록과 관련된 정보 또는 다양한 종류의 피드백을 제공할 수 있는 다기능 놀이학습용 완구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구는 완구 몸체와; 상기 완구 몸체에 수용되어 책읽기 콘텐츠, MP3 콘텐츠, 전화 콘텐츠 및 사용자 등록 콘텐츠를 포함하는 멀티콘텐츠를 제공하는 멀티콘텐츠 제공장치를 포함하며, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 상기 멀티콘텐츠 중 하나를 선택하기 위한 콘텐츠 모드 선택키를 포함하는 사용자 명령을 입력하는 입력부와; 상기 멀티콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 대상물의 영상 정보를 제공하는 영상 처리부와; 상기 콘텐츠 대상물에 대응하는 오디오 정보를 저장하는 콘텐츠 저장부; 및 상기 영상 정보에 대응하는 오디오 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구에서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는, 통신 인터페이스를 통해 외부 장치로부터 콘텐츠나 프로그램을 수신하여 상기 멀티콘텐츠를 갱신하는 콘텐츠/프로그램 갱신부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구에서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 혼잣말하기, 춤추기를 포함하는 플레이 콘텐츠를 더 제공하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구에서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 상기 완구 몸체의 내부에 설치되어 해당 부위가 움직일 수 있도록 하는 모션장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구에서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 상기 완구 몸체의 외부에 설치되어 해당 부위의 터치를 감지하는 적어도 하나의 터치 센서를 더 포함하며, 상기 출력부는 상기 터치 센서에 의해 감지된 신호에 따라 대응되는 오디오 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구에서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는 상기 완구 몸체의 내부에 설치되어 상기 완구 몸체의 기울기를 감지하는 기울기 센서를 더 포함하며, 상기 출력부는 상기 기울기 센서에 의해 감지된 신호에 따라 대응되는 오디오 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구에 의하면, 영유아나 어린이가 완구를 가지고 놀면서 책 읽기, 사물놀이, 카드놀이, 음악 듣기 등 다양한 교육 콘텐츠에 자연스럽게 노출되도록 함으로써 언어, 음악, 논리수학, 신체운동 등 다중지능이 조화롭게 발현되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구에 의하면, 동화책이나 학습 교재 등의 특정 페이지를 펼쳤을 경우 해당 페이지의 그림이나 글자, 문단배치 등의 영상을 인식하여 인식된 영상에 대응되는 출력정보를 제공함으로써 교재의 위치나 형태에 상관없이 정확한 내용을 출력할 수 있고, 교재의 첫 페이지부터 출력되는 문제점을 해소할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구에 의하면, 퍼즐 세트의 조립시에 사용자에게 퍼즐 세트나 퍼즐 블록과 관련된 정보 혹은 퍼즐의 조립을 유도할 수 있는 다양한 종류의 피드백을 제공할 수 있도록 하여 사용자와 상호작용이 가능토록 하고, 교육 효과를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구에 의하면, 등록 모드를 통해 놀이학습용 완구에 패키지화되어 있는 동화책 외에도 엄마, 아빠가 집에 있는 그림책이나 특별히 읽어주고 싶은 동화책을 자신의 음성으로 녹음하여 등록한 후 자녀에게 들려줄 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구를 이용한 멀티콘텐츠 제공 개념을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티콘텐츠 제공장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구를 이용하여 유아에게 그림책을 읽어주는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 책 읽기, 카드, 블록 콘텐츠 제공과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MP3 콘텐츠 제공과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전화 콘텐츠 제공과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등록 모드 제공과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구를 이용한 멀티콘텐츠 제공 개념을 도식화한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구는 책 읽기 콘텐츠(book), 카드 콘텐츠(card), 퍼즐 콘텐츠(puzzle), MP3 콘텐츠(MP3), 전화 콘텐츠(talk), 사용자 등록 콘텐츠(user) 등 다양한 콘텐츠를 제공하며, 완구 몸체(100)와; 상기 몸체에 구비되어 놀이나 학습 등 다양한 콘텐츠를 제공하는 멀티콘텐츠 제공장치(200)를 포함한다.

상기 완구 몸체(100)는 멀티콘텐츠 제공장치(200)를 수용할 수 있는 완구로서, 특정 캐릭터나 형상에 한정되지 않고 유아나 어린이들이 좋아하는 다양한 종류의 캐릭터 인형, 로봇, 공룡, 우주선 등이 될 수 있다. 다만, 유아나 어린이들에게 인형이 실제로 보고, 말하는 것처럼 느껴질 수 있도록 눈과 입을 구비하고, 또한 완구를 안거나 쉽게 잡을 수 있는 형상을 갖는 것이 정서적 친밀감을 높일 수 있을 것이다.

상기 멀티콘텐츠 제공장치(200)는 인형 몸체(100)에 구비되어 책 읽기, 카드, 퍼즐, MP3, 전화, 플레이, 사용자 등록 기능 등 사용자에 의해 선택된 콘텐츠를 제공하거나 전화수신 기능을 제공한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티콘텐츠 제공장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 멀티콘텐츠 제공장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 멀티콘텐츠 제공장치(200)는 입력부(210), 영상 처리부(220), 콘텐츠 저장부(230), 프로그램 저장부(240), 콘텐츠/프로그램 갱신부(250), 출력부(260), 통신부(270) 및 제어부(280)를 포함한다.

상기 입력부(210)는 멀티콘텐츠 제공장치(200)의 동작을 설정하기 위한 사용자 명령을 입력하기 위한 것으로, 예를 들면 전원 온/오프, 모드 선택(콘텐츠 모드 또는 등록 모드 선택), 재생시작, 중단 등의 입력 수단이다. 이러한 입력부(210)는 예를 들면, 버튼이나 터치 패널 형태로 인형의 배 부분에 구현될 수 있으며, 터치 패널로 구현되는 경우 선택되는 콘텐츠 모드에 따라 입력 키(터치 키) 화면이 적응적으로 변경될 수 있다. 즉, 선택된 콘텐츠 모드가 MP3인 경우 곡 선택을 위한 방향키, 재생키, 중단키 등이 제공될 수 있고, 책 읽기 콘텐츠의 경우 언어선택 기능키가 제공될 수 있다.

또한, 상기 사용자 등록 콘텐츠는 엄마, 아빠 등의 사용자가 직접 책의 내용을 녹음하여 자녀들에게 들려주기 위한 것이다. 이를 위해 입력부(210)는 녹음, 저장 등의 사용자 입력 수단을 더 구비할 수 있다. 다른 실시예로, 사용자 등록 콘텐츠는 부모용 애플리케이션을 통해 등록할 수도 있다.

또한, 상기 입력부(210)는 사용자의 음성을 입력하기 위한 음성 입력부를 구비할 수 있으며, 음성 입력부는 마이크로 구현될 수 있다. 마이크는 완구 사용자가 대략 1m 이내에서 말할 때 입력 가능한 소형 마이크로서, 마이크의 위치는 사용자가 인식 가능하도록 완구의 외부에 마련된다.

상기 영상 처리부(220)는 책의 표지 또는 페이지, 카드의 그림, 퍼즐의 모양 등 각각의 콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 대상물의 적어도 일부를 촬영하는 촬상부(222)와, 촬상부(222)에 의해 촬영된 영상으로부터 책의 해당 페이지 또는 카드, 퍼즐 관련 정보를 출력할 수 있도록 특정 영상을 추출하는 영상 추출부(224)를 포함한다.

상기 촬상부(222)는 카메라를 포함하며, 카메라는 책이나 카드에 그려진 그림의 촬영이 용이하도록 인식 화면각도(angle)가 75도 이상이고, 인식 최소 가능범위인 23cm 이상의 높이에 장착되는 것이 바람직하다. 완구가 인형이나 로봇, 공룡인 경우 한쪽 눈에 카메라를 장착할 수 있다.

상기 콘텐츠 저장부(230)는 사용자에게 제공될 각각의 콘텐츠 관련 정보를 저장하고 있으며, 본 실시예에서는 책 읽기/카드/퍼즐 콘텐츠(231), MP3 콘텐츠(233), 플레이 콘텐츠(235), 사용자 등록 콘텐츠(237)를 제공하기 위한 동영상 파일이나 오디오 파일, 책/카드/퍼즐 등의 이미지를 저장하고 있다.

상기 책 읽기 콘텐츠(231)는 국내외 유명 출판사의 한글/영어 그림책의 도서 음원을 다양하게 접할 수 있는 콘텐츠로, 그림책의 각 페이지의 그림 또는 문단배치 등의 이미지를 촬영하고, 해당 그림책의 내용을 유명성우, 배우, 원어민의 목소리로 녹음한 다음 촬영된 이미지와 녹음된 음성파일을 매칭하여 저장한 후 사용자가 그림책을 펼쳤을 때 해당 페이지의 음성파일을 실행시켜 녹음된 음성을 들려준다. 이에 따라 영유아나 어린이 등의 사용자가 인형과 함께 자연스럽게 책을 읽고 놀면서 독서 습관 및 표현력과 상상력, 창의력을 키울 수 수 있다.

또한, 엄마, 아빠가 그림책의 내용을 직접 녹음해서 사용할 수 있다. 즉, 엄마, 아빠 등의 사용자가 입력부(210)의 등록 모드를 선택한 다음 책의 표지 및 각 페이지를 촬영하고, 해당 페이지에 대응되도록 자신의 음성을 녹음하여 음성파일로 저장함으로써 이후 책을 펼쳤을 때 녹음된 자신의 음성으로 자녀에게 책을 읽어 줄 수 있다. 이 경우, 엄마, 아빠가 책을 읽어주는 것처럼 영유아가 인식하여 책에 대한 관심이나 집중도를 높일 수 있을 것이다.

상기 카드 콘텐츠(231)는 사물놀이카드를 통해 한글/영어/숫자에 대한 카드놀이를 즐길 수 있는 콘텐츠로, 사물놀이카드를 이용하여 사물인지(What am I?), 스무고개, 끼리끼리, 색깔놀이(Color game) 등을 즐길 수 있다.

일 예로, 사용자가 사물놀이카드 콘텐츠 중 사물인지 콘텐츠를 선택한 다음 토기 그림이 그려진 카드를 선택하여 인형 근처에 가져가면 인형에서 토끼 그림을 인식해서 토끼 영상에 대응되는 "토끼" 또는 "rabit"이라는 음성을 출력한다. 즉, 영유아가 사물놀이카드를 들고 엄마에게 "이거 뭐야?" 묻는 대신 인형 앞에 가지고 가면 인형에서 사물놀이카드에 그려진 그림을 인식해서 사물의 명칭을 음성으로 출력하여 영유아의 호기심을 채우고, 영어로 출력할 경우 영어 발음도 익힐 수 있도록 한다.

다른 예로, 사용자가 사물놀이카드 콘텐츠 중 스무고개 콘텐츠를 선택하면 인형에서 "나는 동물이고요 다리가 8개에요. 엉덩이에서 실을 뽑아서 둥글둥글 집을 지어요. 엉덩이에서 나온 실로 지은 집에 붙은 다른 곤충들, 나비나 파리 등을 먹고 살아요. 나는 누구일까요?"라는 음성이 출력된다. 사용자가 사물놀이카드들 중에서 거미 그림이 그려진 카드를 선택하여 인형 앞에 가져 가면 인형에서 거미 그림을 인식해서 "딩동댕, 참 잘했어요" 라는 음향, 음성을 출력하여, 거미가 아닌 다른 그림이 그려진 카드를 가지고 가면 "땡, 다시 생각해 봐요"라는 음향, 음성을 출력할 수 있다.

상기 퍼즐 콘텐츠(231)는 전용놀이판 위에서 사용자가 퍼즐을 조립하여 모양을 맞추면 인형이 이를 인식하여 해당 모양에 대한 이야기를 들려주는 콘텐츠로서, 사용자에게 퍼즐의 완성을 유도하는 음성을 출력하거나 퍼즐 블록의 변동 또는 완성 정도에 따라 사용자에게 오디오 정보를 제공할 수 있도록 할 수 있다.

상기 MP3 콘텐츠(233)는 MP3 플레이어 기능의 콘텐츠로서, 영유아의 발달특성에 맞춘 감성을 자극하고 언어 및 음악지능 발달을 돕는 다양한 음원들을 MP3 콘텐츠를 통해 들을 수 있다.

상기 플레이 콘텐츠(235)는 혼잣말하기, 춤추기, 감성센서작동 등의 기능을 수행하는 것으로, 혼잣말하기는 감탄사, 의성어, 캐릭터송 등을 일정 간격(예를 들면 6초)으로 자동으로 랜덤 재생하며, 춤추기는 음악이나 소리가 들리는 경우 목이나 날개 등을 마치 춤을 추듯 움직이며, 감성센서작동은 터치 센서나 기울기 센서를 자극할 경우 감성 LED와 함께 작동하는 것이다.

상기 사용자 등록 콘텐츠(237)는 놀이학습용 완구에 패키지화되어 있는 콘텐츠 외에 특별히 읽어주고 싶은 동화책을 자신의 음성으로 녹음하여 자녀에게 들려주거나 카드, 블록 등을 신규로 등록하기 위한 것이다. 이러한 사용자 등록 콘텐츠(237)는 부모용 애플리케이션을 통해 등록할 수 있다.

상기 전화 콘텐츠(239)는 모바일 앱을 통해 대화를 나눌 수 있는 콘텐츠로서, 엄마나 아빠가 완구를 통해 영유아(사용자)와 대화를 나눌 수 있도록 한 것이다. 즉, 엄마나 아빠가 예를 들면, 모바일 앱을 통해 완구에 전화를 걸어 말을 하면 완구의 입을 통해 영유아에게 그대로 전달되어 영유아와 전화통화를 할 수 있다. 또한, 다른 콘텐츠 작동 중 전화가 걸려오는 경우 전화 수신이 우선이며, 통화 종료 후 이전에 진행중이던 콘텐츠로 자동 전환되도록 구성될 수 있다.

상기 프로그램 저장부(240)는 콘텐츠 제공장치(200)에 사용되는 각종 프로그램을 저장하며, 예를 들면, 콘텐츠 제공장치(200)의 프로그램 수행환경을 설정하기 위한 설정프로그램, 설정된 수행 환경에 따라 제어 명령에 따라 각각의 프로그램을 제어하는 제어프로그램, 영상 처리부(220)로부터의 이미지에서 이미지를 특정(식별)하기 위한 영상인식(식별)프로그램, 동영상이나 오디오 파일을 재생할 수 있도록 특정 동영상이나 오디오 포맷으로 된 파일을 재생할 수 있고 퍼즐 세트에 대응하는 정보를 출력할 수 있는 콘텐츠 재생 프로그램 등을 포함할 수 있다. 또한, 필요시에는 데이터베이스에 접근하고 수정하기 위한 데이터베이스 프로그램을 더 포함할 수 있다.

상기 콘텐츠/프로그램 갱신부(250)는 와이파이, USB 또는 블루투스 인터페이스를 통해 외부 장치로부터 콘텐츠나 프로그램을 수신하고 수신된 프로그램을 콘텐츠 저장부(230)나 프로그램 저장부(240)에 저장한다. 이러한 콘텐츠/프로그램 갱신부(250)를 통해 특정 교재나 퍼즐, 사물놀이카드에 대한 콘텐츠를 외부 장치로부터 수신하여 지속적으로 갱신(업데이트) 할 수 있다.

상기 출력부(260)는 제어부(280)의 제어에 따라 영상 처리부(220)에 의해 처리된 영상에 대응하는 콘텐츠를 출력하거나 사용자에게 퍼즐의 완성을 유도할 수 있는 음성신호를 출력하고 퍼즐 블록의 변동 또는 완성 정도에 따라 사용자에게 오디오 정보를 제공할 수 있도록 한다.

이러한 출력부(260)는 스피커나 오디오 증폭기로 구성되어 사용자에게 음성, 음향, 음악 등 다양한 오디오 신호 출력을 제공할 수 있다. 또한, 출력부(260)는 인형의 입 주위, 또는 입 안에 설치되는 모션장치를 포함하여 오디오 신호 출력시 출력되는 오디오 신호의 세기에 따라 완구의 입이 움직이도록 구성할 수 있다. 이는 오디오 VU METER의 동작과 유사하다. 소프트웨어로 오디오의 동작을 구현할 경우 실제 출력되는 오디오보다 입이 늦게 동작해서 동기와 되지 않고, 느리게 동작한다는 느낌을 갖게 하므로 기계적으로 동작하도록 설계하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제어부에서 오디오의 강약에 맞춰 모션장치를 구성하는 모터에 일정한 전압(약 3V)을 출력함으로써 모터를 통해 입이 움직이도록 할 수 있다.

상기 통신부(270)는 앱 통신 및 데이터 전송을 위한 것으로, 블루투스, 와이파이(Wi-Fi) 등의 통신모듈일 수 있다. 모바일 앱의 톡(Talk) 기능을 통해 대화를 나눌 수 있으며, 이러한 톡은 앱스토어, 구글 플레이에서 무료로 다운로드 가능하다.

상기 제어부(280)는 콘텐츠 제공장치(200)를 구성하는 각 기능 블록들을 제어하며 특히, 입력부(210)를 통해 입력되는 사용자로부터의 제어명령을 수신하고, 영상 처리부(220)로부터 영상 정보를 수신하여 해당 영상에 대응되는 콘텐츠를 콘텐츠 저장부(230)에서 추출하여 출력부(260)를 통해 출력하도록 제어한다.

상기 제어부(280)는 프로그램 저장부(240)에 저장된 설정프로그램들을 이용하여 콘텐츠 제공장치(200)에서 제공할 언어를 사용자가 결정할 수 있도록 하고, 콘텐츠 저장부(230)에 저장된 콘텐츠를 반복하여 듣거나 사용자가 선택할 수 있는 다양한 설정 메뉴를 입력부(210)를 통해 표시하고, 입력부(210)를 통해 수신된 제어 명령을 통해 다양한 프로그램 환경을 설정할 수 있도록 한다.

또한, 제어부(280)는 영상인식 프로그램을 이용하여 영상 처리부(220)에서 처리된 영상에 대응하는 콘텐츠를 콘텐츠 저장부(230)로부터 로딩하고 이를 콘텐츠 재생 프로그램을 이용하여 해당 콘텐츠의 포맷에 따라 콘텐츠를 재생하거나 해당 영상에 대응하는 오디오 정보를 출력부(260)로 출력할 수 있다.

이러한 일련의 과정은 제어부(280)에서 수행될 수 있는 제어 프로그램을 이용하여 구성될 수 있다. 구체적으로는 사용자로부터 입력된 콘텐츠 선택 신호에 따라 해당 프로그램을 로딩할 수 있고, 예를 들어, 책 콘텐츠를 진행하는 경우 영상 처리부(220)로부터 영상을 수신하여 영상인식 프로그램을 통해 콘텐츠 저장부(230)의 책 콘텐츠에서 대응되는 정보를 추출하여 출력부(260)를 통해 출력하도록 구성된다. 이때, 출력되는 콘텐츠 정보는 영상 처리부(220)에 의해 처리된 영상에 대응되는 부분으로, 예를 들면, 사용자가 특정 페이지를 펼쳤을 때 해당 페이지를 촬영하여 촬영된 영상으로부터 이미지를 추출한 다음, 영상 인식프로그램을 통해 책 콘텐츠에서 해당 페이지의 오디오 정보를 추출하여 출력부(260) 예를 들면 스피커를 통해 출력되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구의 구성을 나타낸 도면으로, 본 실시예는 펭귄 형상의 봉제인형에 멀티콘텐츠 제공장치를 탑재하여 다기능 놀이학습용 완구를 구현한 예를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 완구 몸체(100)는 펭귄 형상의 봉제인형으로서 머리부(110), 몸통(120), 날개(130), 다리(140)를 구비하며, 머리부(110)는 펭귄 얼굴을 특징지을 수 있는 눈, 부리, 목, 양볼로 구성된다. 머리부(110)와 몸통(120)은 전자장치가 탑재되므로 이를 보호하기 위해 내부는 가벼운 플라스틱 재질로 이루어지며, 겉은 봉제로 감싸고, 날개(130)는 비고정식으로 봉제로 이루어진다. 다리(140)는 몸통에 고정되어 있으며, 인형이 서 있을 때 안정감을 위해 가죽 재질 또는 딱딱한 봉제 형태가 바람직하다. 부리(111)는 오디오 신호 출력시 입의 움직임을 더 잘 표현할 수 있도록 앞으로 돌출되어 있으며 말랑말랑한 플라스틱 재질로 구현할 수 있다.

상기 머리부(110) 전면 중앙에는 부리(111)가 앞으로 돌출되어 있으며, 부리 아래쪽에는 카메라(222)가 장착되어 있다. 카메라(222)는 이미지의 인식률을 결정하는 중요한 요소로써, 카메라의 설치 높이와 각도는 인식률에 직접적인 영향을 미친다. 본 실시예에서는 넓은 공간을 볼 수 있도록 화각(angle of view)이 일반 휴대폰의 40도보다 넓은 75도 정도인 것이 바람직하며, 설치 높이는 바닥에서 카메라의 렌즈 중앙까지 20~30cm가 바람직하나 여기에 한정되지 않고 카메라의 사양에 따라 적정 높이와 각도로 설치될 수 있다. 또한, 카메라의 위치는 펭귄 인형의 움직임(모션)에 영향을 받지 않는 부분으로 선정될 수 있다. 카메라의 화소는 인식률에는 영향이 크지 않으나 높으면 인식률 향상에 도움이 될 수 있으며, 실제 카메라로 촬영되는 이미지는 VGA급으로 촬영되어 인식 알고리즘을 이용하여 분석하게 된다. 또한, 인형을 받침대 위에 올려놓거나 안고 사용할 수 있으므로 인형의 크기 또한 특별히 제한되지 않는다.

상기 부리(111)의 위쪽에는 마이크(212)가 장착되어 있으며, 사용자가 대략 1m 이내에서 말할 때 입력 가능한 소형 마이크로 구성될 수 있다.

또한, 눈, 부리, 목 부분에는 모션 장치(264)가 장착되어 눈, 부리, 목이 움직일 수 있도록 한다. 예를 들면, 눈은 양쪽 눈을 감았다 뜰 수 있도록 하며, 일정한 주기 또는 특정 신호출력시 등 필요한 경우 감았다 뜰 수 있도록 한다. 이러한 눈의 움직임은 제어부의 소프트웨어를 통해 제어할 수 있다. 즉, 소프트웨어 개발 도구(SDK)와 함수를 제공하여 함수를 호출하는 경우 눈을 감고 있거나 뜰 수 있고, 이들 함수를 번갈아 호출함으로써 깜박이게 구현할 수 있다. 눈의 감는 동작은 눈꺼풀을 만들어서 감거나 뜨는 동작을 구현할 수 있다.

부리의 움직임은 하드웨어 방식으로 동작하도록 구현할 수 있다. 즉, 스피커로 오디오신호가 출력되면 출력되는 오디오신호의 강약에 따라 입이 자연스럽게 움직이도록 한다. 제어부에서 오디오신호의 강약에 따라 모터에 일정한 전압(약 3V)을 출력함으로써 모터를 통하여 입이 움직일 수 있도록 한다. 부리와 이를 구동하는 모터는 펭귄 인형 몸체와 강하게 고정하지 않고, 실과 내부 솜으로 채워줌으로써 동작이 자연스럽게 부리 주변까지 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 너무 강하게 고정할 경우 부리가 크게 벌려지지 않고 동작이 부자연스럽게 된다.

목의 움직임은 모터나 전자석을 사용하여 구현할 수 있다. 모터를 사용하는 경우, 목 내부에 모터와 기어를 장착하여 목이 좌우로 움직일 수 있도록 하며, SDK와 함수 호출을 토해 구현할 수 있다. 다만, 책 읽기 모드에서는 목은 움직이지 않고 중앙에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 목의 움직임은 좌우 15도 각도 범위 내이며 디자인에 따라 변경될 수 있다. 전자석을 사용하는 경우, 코일을 이용한 전자석을 양쪽에 두고 코일에 전류를 흘렸다 끊었다 하여 진자처럼 움직이도록 구현할 수 있다.

또한, 머리부(110)의 양 볼에는 감성 LED(266)가 각각 장착되어 펭귄 인형의 감정상태를 표시할 수 있으며, 이러한 감성 LED(266)는 터치 센서(268), 기울기 센서 등과 연동되어 해당 센서의 작동에 따라 LED 색상이 변화한다. 감성 LED(266)는 외부로 돌출되어 있지 않고 인형 내부에서 점등하여 은은한 빛을 내도록 구현할 수 있다.

상기 머리부(110)와 몸통(120) 사이에는 멀티콘텐츠 제공장치의 모드를 선택하기 위한 모드버튼(214)이 리본형태로 마련된다. 모드 선택을 위한 입력버튼은 1개이며 입력버튼을 한 번 누를 때마다 리딩(Reading)/플레잉(Playing)/씽잉(Singing)으로 모드가 변경된다. 여기서, 리딩은 책 읽기/카드/퍼즐 콘텐츠를, 플레잉은 플레이 콘텐츠를, 씽잉은 MP3 콘텐츠를 각각 의미한다.

상기 몸통(120) 내부 아래쪽(배부분)에는 멀티콘텐츠 제공장치의 제어부에 해당하는 안드로이드 셋톱, 와이파이 및 블루투스 수신부 등의 통신부, 기울기 센서, 배터리 등(200')이 탑재된다.

또한, 몸통(120) 아래쪽(배부분)과 다리 사이 양쪽에는 스피커(262)가 설치되며, 머리 뒤쪽(뒤통수) 및 등 부분에는 터치 센서가 설치된다. 스피커(262)는 2개의 서브 스피커로 이루어진 스테레오 스피커를 이격 설치하여 입체적이고 생생한, 사실감 있는 소리를 출력할 수 있다. 터치 센서와 기울기 센서는 감성 LED(266)와 연동되어 있으며 해당 센서의 작동에 따라 LED 색상이 변화한다. 또한, 터치 센서와 기울기 센서는 사용자가 인형의 특정부위, 예를 들면 머리 또는 등 부분을 어루만지는 것을 감지하거나 인형을 기울이는 것을 감지하여 센싱 정도에 따라 "아이 좋아", "헤헤헤", "아이 어지러워", "무서워, 내려줘", "깔깔깔" 등의 다양한 반응이 스피커로 출력되도록 할 수 있다.

또한, 몸통(120)의 오른쪽 등 하단부에는 전원버튼(122)이 배치되고, 엉덩이 아래쪽에는 방열부(124)가 마련되어 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습용 완구을 이용하여 유아에게 그림책을 읽어주는 모습을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 영유아 등의 사용자가 본 발명에 따른 놀이학습용 완구(100) 곁에서 책을 펼치면(마치 엄마 앞에 책을 펼치고 읽어 달라고 하듯이), 놀이학습용 완구(100)에서 책에 그려진 그림이나 문단 모양을 인식해서 해당 페이지의 내용을 들려준다. 이때, 책 읽기 콘텐츠를 사용자가 선택하도록 하거나 책의 표지 또는 해당 페이지에 그려진 그림, 문단모양 등을 인식해서 자동으로 책 읽기 콘텐츠를 진행하도록 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 놀이학습 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 책 읽기, 카드, 블록 콘텐츠/MP3 콘텐츠/전화 콘텐츠 제공과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등록 모드 제공과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 본 실시예들은 멀티콘텐츠 제공장치에서의 신호처리 과정의 일 예를 설명하기 위한 것이다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 입력부를 통한 사용자로부터의 콘텐츠 모드 선택신호 수신 여부를 판단한다(S510).

S510 과정의 판단 결과, 콘텐츠 모드 선택신호를 수신했으면 책 읽기/카드/블록 콘텐츠인지 판단한(S520) 다음, 책 읽기/카드/블록 콘텐츠이면 도 6에 도시된 바와 같이 책 읽기, 카드 또는 블록의 영상을 촬영한다(S521). 다음으로, 촬영된 영상으로부터 특징 정보를 나타내는 이미지를 추출하고(S522) 영상인식 프로그램을 통해 영상을 인식하고(S523) 인식된 영상에 대응되는 관련 콘텐츠를 콘텐츠 저장부에서 추출한(S524) 다음 추출된 콘텐츠에 대응되는 오디오 신호를 출력한다(S525). 다음으로, 종료신호 수신 여부를 판단하여(S526) 판단 결과에 따라 종료하거나 S510의 콘텐츠 모드 선택신호 수신여부를 판단과정(S510)으로 진입한다.

도 5에서, S520 과정의 판단 결과, 책 읽기/카드/블록 콘텐츠가 아니면 MP3 콘텐츠 선택신호인가를 판단하여(S530), MP3 콘텐츠 선택신호이면 도 7에 도시된 바와 같이 입력부에 MP3 콘텐츠 재생을 위한 입력키를 디스플레이하여(S531) 사용자가 원하는 곡을 선택할 수 있도록 한다. 여기서, MP3 콘텐츠 재생을 위한 입력키는 MP3 음악의 재생, 일시 정지, 곡 선택을 위한 입력키로서 예를 들면, 재생 버튼, 이전 버튼, 다음 버튼, 볼륨 조절 버튼 등으로 구성될 수 있다. 다음으로, 입력키 수신 여부를 확인하여(S532) 입력키에 따른 MP3 음악을 재생하며(S533), 종료신호를 수신(S534)할 때까지 MP3 음악을 재생한다. S532 과정의 판단 결과, 입력키를 수신하지 못했으면 기 설정된 시간(S535) 동안 MP3 입력키를 디스플레이(S531) 한 다음 종료한다.

도 5에서, S530 과정의 판단 결과, MP3 콘텐츠 선택신호가 아니면 전화 콘텐츠 선택신호인가를 판단하여(S540) 전화 콘텐츠 선택신호이면, 도 8에 도시된 바와 같이 기 설정된 번호 예를 들면, 엄마 또는 아빠의 휴대폰으로 전화통화를 연결하여(S541) 통화종료 신호를 수신할 때까지(S541) 전화통화할 수 있도록 한다.

다시 도 5를 참조하면, S510 과정의 판단 결과, 콘텐츠 모드 선택신호를 수신하지 못했으면 등록 모드 선택신호 수신여부를 판단하여(S560) 등록 모드 선택신호를 수신했으면 도 9에 도시된 바와 같이 책 표지 또는 페이지의 영상을 촬영한(S561) 다음 책 표지 또는 페이지에 대한 음성신호를 수신한다(S562). 촬영 영상과 음성을 매치하여 저장하고, 종료신호를 수신할 때까지 영상 촬영(S561), 음성신호 수신(S562) 및 촬영 영상과 음성의 매치 저장과정(S563)을 반복한다.

예를 들면, '내가 아빠를 얼마나 사랑하는지 아세요?'라는 동화책을 아빠의 음성으로 자녀에게 읽어주고자 하는 경우, 입력키 중 등록 모드 선택 버튼을 누른 다음 동화책을 인형 앞에 놓고 녹음 버튼을 누른 후 "내가 아빠를 얼마나 사랑하는지 아세요?"라고 소리 내어 읽으면 촬상부에서 표지의 영상을 촬영하며, 제어부에서는 수신된 음성을 촬영된 영상과 매치하여 곤텐츠 저장부의 책 읽기 콘텐츠에 저장한다. 이러한 과정을 책의 표지부터 마지막 페이지까지 반복하여 동화책 내용 전체를 녹음하여 책 읽기 콘텐츠에 등록할 수 있다. 이후, 자녀가 '내가 아빠를 얼마나 사랑하는지 아세요?' 동화책을 놀이학습용 완구 앞에 놓으면 멀티콘텐츠 제공장치에서 해당 동화책의 표지 또는 페이지의 영상을 인식하여 각각의 페이지에 대응되는 내용을 아빠의 음성으로 출력한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 놀이학습용 완구에 패키지화되어 있는 그림책 외에도 엄마, 아빠가 집에 있는 그림책이나 특별히 읽어주고 싶은 동화책을 자신의 음성으로 녹음하여 자녀에게 들려줄 수 있으며, 동화책뿐만 아니라 카드, 블록 등도 등록 모드를 통해 등록할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 다기능 놀이학습용 완구을 이용하여 책 읽기, 카드 놀이, 퍼즐 놀이, MP3, 전화 통화 등 다양한 콘텐츠를 접할 수 있다. 이에 따라 영유아나 어린이 등의 사용자가 완구를 가지고 놀면서 일상 속에서 자연스럽게 독서 습관을 키울 수 있으며, 언어지능, 음악지능, 공간지능 등 다중지능을 발달시킬 수 있다.

본 발명에 따른 다기능 놀이학습용 완구은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 인형 몸체 200 : 멀티콘텐츠 제공장치
210 : 입력부 220 : 영상처리부
230 : 콘텐츠 저장부 240 : 프로그램 저장부
250 : 콘텐츠/프로그램 갱신부 260 : 출력부
270 : 통신부 280 : 제어부

Claims (6)

1. 완구 몸체와;
   상기 완구 몸체에 수용되어 책읽기 콘텐츠, MP3 콘텐츠, 전화 콘텐츠 및 사용자 등록 콘텐츠를 포함하는 멀티콘텐츠를 제공하는 멀티콘텐츠 제공장치를 포함하며, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   상기 멀티콘텐츠 중 하나를 선택하기 위한 콘텐츠 모드 선택키를 포함하는 사용자 명령을 입력하는 입력부와;
   상기 멀티콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 대상물의 영상 정보를 제공하는 영상 처리부와;
   상기 콘텐츠 대상물에 대응하는 오디오 정보를 저장하는 콘텐츠 저장부; 및
   상기 영상 정보에 대응하는 오디오 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   통신 인터페이스를 통해 외부 장치로부터 콘텐츠나 프로그램을 수신하여 상기 멀티콘텐츠를 갱신하는 콘텐츠/프로그램 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   혼잣말하기, 춤추기를 포함하는 플레이 콘텐츠를 더 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   상기 완구 몸체의 내부에 설치되어 해당 부위가 움직일 수 있도록 하는 모션장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   상기 완구 몸체의 외부에 설치되어 해당 부위의 터치를 감지하는 적어도 하나의 터치 센서를 더 포함하며,
   상기 출력부는 상기 터치 센서에 의해 감지된 신호에 따라 대응되는 오디오 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.
   
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 멀티콘텐츠 제공장치는
   상기 완구 몸체의 내부에 설치되어 상기 완구 몸체의 기울기를 감지하는 기울기 센서를 더 포함하며,
   상기 출력부는 상기 기울기 센서에 의해 감지된 신호에 따라 대응되는 오디오 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 놀이학습용 완구.

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