KR20160000681U - 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 아동의 발달에 따른 활용도를 고려해 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동 학습 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영아기는 차량의 저면에, 유아기는 전면에 구비된 스캐닝 센서를 이용하여 학습교재에 포함되어 있는 패턴정보를 스캐닝하고, 스캐닝된 패턴정보에 대응하는 학습 내용을 출력하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치에 관한 것이다.

Description

패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치{Vehicle shape learning apparatus for children with patten scanning function}

본 고안은 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동이 놀이를 통해 학습하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 1개의 기기 저면 및 전면에 스캐닝 센서 2개를 구비하여 영유아기 발달단계에 맞춰 학습교재에 포함되어 있는 패턴정보를 스캐닝하고, 스캐닝된 패턴정보에 대응하는 학습 내용을 소리와 여러 가지 색깔의 빛으로 출력하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유아기는 아동의 1세부터 6세의 기간으로서, 뒤집기, 앉기, 잡고 서기, 걷기, 대근육에서 소근육의 신체발달과 옹알이, 말하기와 같은 의사소통, 퍼즐 맞추기, 노래 인지하여 부르기, 개념어 인식하기 등 인지 발달이 극히 두드러지며, 또한 개인차가 점차로 뚜렷해지는 시기이다. 이에 따라 발달 시기 맞춰 아동의 학습내용을 놀이로 경험할 수 있도록 해 주는 것이 매우 중요하다.

이러한 유아기 아동 발달에 맞춘 학습의 중요성으로 인해 영유아기의 아동들에게 다양한 방법으로 학습을 할 수 있는 다수의 학습용 교구 및 장치들이 개발되어 판매되고 있다.

특히, 최근에는 필기구 형태로 구성되어 학습 교재의 특정 패턴을 스캔하면, 스캔된 패턴에 대응하는 학습 콘텐츠를 음성으로 출력하는 스캔 기능을 가지는 터치펜을 이용한 학습 장치들이 개발되어 판매되고 있다.

스캔 기능을 가지는 터치펜은 말 그대로 펜 형태로 구성되고 펜촉단에는 펜촉(심) 대신 적외선 센서 및 카메라 등으로 구성되는 스캐닝 센서가 비교적 넓게 구성된다.

이러한 학습 장치를 이용하는 대상이 유아기 및 초등 저학년의 아동들이다. 따라서 영아기에는 펜을 쥐고 그 펜촉, 즉 스캐닝 센서를 학습교재의 패턴에 정확하게 위치시키기 어려우며, 놀이가 아닌 학습으로만 접근하기에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

즉, 대근육 및 소근육의 발달과정과 인지발달에 따라 놀이를 통해 학습이 가능할 수 있는 디테일한 기능의 반영이 필요하다.

등록특허 제10-0878038호(2008.10.29.)

따라서 본 고안의 목적은 차량 1개의 기기 저면 및 전면에 스캐닝 센서 2개를 구비하여 영유아기 발달단계에 맞춰 학습교재에 포함되어 있는 패턴정보를 스캐닝하고, 스캐닝된 패턴정보에 대응하는 학습 내용을 소리와 여러 가지 색깔의 빛으로 출력하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치는; 차량 형상으로 형성되는 본체; 상기 차량 형상의 본체 하부에 구성되는 제1센서와, 상기 차량 형상의 전면에 구성되는 제2센서를 구비하여 학습 교재에 포함되어 있는 학습정보 패턴을 스캔하여 출력하는 스캔부; 학습정보에 대응하는 출력정보를 출력하는 출력부; 및 상기 스캔부를 통해 스캐닝된 학습정보 패턴을 분석하여 대응하는 학습정보를 로딩하고, 상기 로딩된 학습정보에 대응하는 출력정보를 상기 출력부를 통해 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1센서는 상기 본체의 하부에 복수개가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부는, 상기 학습정보를 음성, 경보음 및 오디오 중 하나 이상으로 출력하는 오디오 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부는, 다수의 색을 발광하는 디스플레이부를 포함하되, 상기 디스플레이부는 상기 본체의 차량 형상의 천정부에 구성되고, 상기 제어부는, 상기 학습정보의 검출 시마다 상기 디스플레이부를 통해 학습정보에 따라 미리 설정되어 있는 색을 표시하거나, 랜덤하게 또는 순차적으로 상기 색들을 교번하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력부의 출력을 온/오프하는 출력 스위치 버튼을 포함하는 입력부를 더 포함하되, 상기 입력부는 상기 본체부의 하부에 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 유아기의 아동들이 좋아하는 장난감 차량의 저면 및 전면에 패턴 스캔 센서가 구성되므로, 아동이 학습교재 위에서 차량을 가지고 노는 것만으로도 학습교재의 학습 내용을 출력할 수 있고, 이로 인해 유아기의 아동들이 쉽고 자연스럽게 학습교재의 내용을 학습할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 고안은 학습교재의 학습정보 패턴을 스캐닝할 때마다 다양한 색을 표시 및 점멸하고, 다양한 소리(음악, 음성, 동물, 주변 사물, 자연 등의 실제 소리)를 출력하여 유아기 아동들에게 놀이의 즐거움을 주고, 시각을 자극하여 아동의 학습정보 패턴 스캐닝 동작을 반복적으로 유도하여 자연스럽고 지속적인 학습을 시킬 수 있는 효과를 갖는다.

즉, 눈과 손의 협응력이 부족하고 대근육 발달 시기인 영아기에는 차량을 잡고 굴리는 놀이를 통해 학습정보 패턴을 읽어 학습 내용에 대응하는 출력을 발생시킬 수 있는 효과를 갖는다.

이후 눈과 손의 협응력 및 소근육의 발달에 맞춰 차량 전면에 있는 스캐닝 센서를 통해 교재의 그림 개체별 학습 내용별로 정밀하고 정확한 스캐닝이 되어 학습 내용에 대응하는 출력을 발생시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 고안은 저면과 전면 등에 복수의 스캐닝 센서를 구비함으로써 영아기 대근육 발달 시기에는 차량을 굴리며 놀이하는 경우에도 차량 저면에서 학습교재로부터 학습정보 패턴을 읽어 학습 내용의 출력을 발생시킬 수 있는 효과를 갖고, 눈과 손의 협응력 및 소근육이 발달한 시기에는 차량 전면을 학습 교재의 대상에 일대일로 대응해서 학습교재에서 학습정보 패턴을 읽어 학습 내용의 출력을 발생시킬 수 있어 발달단계에 적합한 활용도 및 학습효과를 갖는다.

도 1은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 측면도, 저면도 및 정면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습용 장치가 적용되는 다양한 차량의 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 제어모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습장치의 학습정보 패턴에 따른 디스플레이부 출력 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동 학습 장치를 학습교제에 사용하는 적용례를 나타낸 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 고안에 따른 차량 형상의 아동 학습 장치의 구성 및 동작을 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 측면도, 정면도 및 저면도를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동 학습용 장치가 적용되는 다양한 차량의 형태들을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 아동 학습 장치(200)는 차량 형상의 본체(1) 및 제어모듈(100)로 구성된다.

차량 형상의 본체(1)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 승용차의 형상으로 구성될 수도 있고, 도 3의 (가)와 같이 트럭 형상으로 구성될 수도 있으며, 도 3의 (나)와 같이 기차 형상으로 구성될 수도 있을 것이다. 그 외에도 본체(1)의 형상은 다양한 형상의 차량으로 구성될 수 있을 것이다.

본체(1)에는 학습교재의 학습 내용(또는 "학습정보"라 함)에 대응하는 학습정보 패턴을 스캐닝하기 위핸 스캔부(50)가 구비된다.

상기 스캔부(50)는 차량 형상의 본체(1)의 저면에 구성되는 제1센서(51) 및 본체(1)의 전면에 구성되는 제2센서(52)를 포함한다. 상기 스캔부(50)는 상기 제1센서(51) 및 제2센서(52) 이외에도 본체(1)의 후면에 구성되는 제3센서(미도시) 등을 더 구비할 수도 있을 것이다.

상기 저면에 설치되는 제1센서(51)는 아동이 본체(1)를 정상적으로 잡고 학습교재의 상부를 굴려 지나갈 때, 학습교재에 포함되어 있는 학습정보 패턴을 스캐닝하고, 전면에 설치되는 제2센서(52)는 아동이 본체(1)를 쥐고 본체(1)의 전면을 학습교제에 갖다 댈 때, 학습교재에 포함되어 있는 학습정보 패턴을 스캐닝한다. 상기 스캔부(50)는 말 그대로 이미지 센서들로 구성될 수도 있고, RFID 리더기로 구성될 수 있을 것이다.

또한, 본체(1)의 하부에 스피커를 구성하여 상기 스캔부(50)에 의해 스캐닝된 학습정보 패턴에 대응하는 학습정보를 음성, 경보음 및 오디오 중 하나 이상으로 출력되도록 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 본체(1)의 상부, 예를 들어, 도 1 및 도 2의 승용차의 천장 상부에는 아동 학습 장치(200)의 동작상태 및 학습정보 패턴에 대응하는 학습정보를 표시하기 위해 적어도 제1디스플레이부(43-1)를 포함하는 디스플레이부(43)가 구성된다. 상기 제1디스플레이부(43-1)는 상기 스캔부(50)를 통해 학습정보 패턴의 스캐닝 시 상기 학습정보의 검출 시마다 상기 제1디스플레이부(43-1)를 통해 학습정보에 따라 미리 설정되어 있는 색을 표시하거나, 다수의 색상들을 랜덤하게 또는 순차적으로 교번하여 표시한다.

본체(1)는 상부, 즉 도 1에서 보이는 바와 같이 차량의 보닛 상부에 전원의 온/오프 상태를 표시하기 위해 디스플레이부(43)에 제2디스플레이부(43-2)를 더 포함하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 설명에서는 상기 제1디스플레이부(43-1)가 다수의 색을 발광하는 발광 다이오드(LED)로 구성되는 경우를 설명하였으나, 액정표시장치(LCD) 등과 같은 그래픽 표시장치가 적용될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 제1디스플레이부(43-1)와 제2디스플레이부(43-2)의 위치는 바뀌어 본체(1)에 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 도 2의 (나)에서 보이는 바와 같이 본체(1)의 하단부에는 전원버튼(스위치)(31) 및 스피커 온/오프 버튼(32) 등과 같은 출력 온/오프 버튼 등이 구성될 수 있다.

제어모듈(100)은 상기 스캔부(50)를 통해 입력되는 학습정보 패턴을 분석하고, 학습정보 패턴에 대응하는 학습정보를 스피커를 통해 출력하거나, 디스플레이부(43)를 통해 동작상태 및 학습정보를 표시한다. 즉, 제어모듈(100)은 본 고안에 따른 아동 학습 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.

제어모듈(100)의 구성은 하기 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동 학습 장치의 제어모듈(100)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치의 학습정보 패턴에 따른 디스플레이부(43)의 출력 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 고안에 따른 패턴 스캐닝 기능을 가지는 아동 학습 장치를 학습교제에 사용하는 적용례를 나타낸 도면이다.

본 고안의 제어모듈(100)의 구성 및 동작을 설명하기에 앞서 본 고안에 적용되는 학습교재(110)는 각 페이지별로 서로 다른 학습정보(111)와, 상기 학습정보(111)에 대응하는 학습정보 패턴(112)을 포함하여 구성된다.

상기 학습정보 패턴(112)은 학습교재(110)의 각 페이지의 특정 위치에 그에 대응하는 모든 학습정보(도 6의 예: "기역" 및 "강아지"에 대한 학습정보)를 포함하도록 구성될 수 있을 것이다. 또한, 상기 학습정보 패턴(112)은 각 페이지의 특정 구획 별로, 예를 들어, 'ㄱ''기역'에 대응하는 부분에는 "기역"에 대한 학습정보 패턴(112)이 인쇄되고, 강아지 이미지 및 '강아지'에 대응하는 부분에는 "강아지"에 대한 학습정보 패턴(112)이 인쇄도록 구성될 수도 있을 것이다.

그리고 학습교재(110)가 브로마이드 및 매트 형태로 구성되는 경우, 학습정보 패턴(112)은 브로마이드 및 매트에 일정 구역별로 구성되는 다수의 학습정보별로 인쇄되도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 설명에서는 학습정보 패턴(112)가 인쇄되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 상기 학습정보 패턴(112)은 RFID 태그에 저장되고, 상기 RFID 태그가 학습교재(110)의 학습정보별로 삽입되도록 구성될 수도 있을 것이다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 제어모듈(100)의 구성 및 동작을 설명하면, 제어모듈(100)은 제어부(10), 저장부(20), 입력부(30), 출력부(40) 및 스캔부(50)를 포함한다.

저장부(20)는 본 고안에 따른 아동 학습 장치(200)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시 영역, 학습정보 패턴에 대한 패턴 정보 및 각 패턴정보에 대응하는 학습정보를 저장하는 데이터 영역을 포함한다. 상기 패턴은 숫자, 문자, 1차원 바코드, 2차원바코드(QR 코드) 또는 임의의 도형 패턴 등이 될 수 있으며, 일반적인 코드정보가 될 수도 있고, 텍스트 형태의 학습정보가 될 수도 있을 것이다. 상기 패턴 정보가 텍스트 형태의 학습정보인 경우에는 저장부(20)에 패턴 정보에 대한 학습정보가 저장되어 있지 않아도 될 것이다. 그리고 전자의 경우, 상기 학습정보는 학습교재의 내용에 대응하는 음성데이터, 디스플레이부 표시 패턴 정보 및 영상 데이터 등이 될 수 있을 것이다. 상기 디스플레이부 표시 패턴 정보란 디스플레이부(43)가 다수의 색을 표시할 수 있는 적어도 하나 이상의 발광다이오드로 구성되는 경우, 점등할 색 순서 및 색 별 점멸횟수 등과 같은 정보가 될 수 있을 것이다.

입력부(30)는 상기 전원 온/오프 버튼(31) 및 스피커 온/오프 버튼(32)의 조작에 의한 전원 온/오프 신호 및 스피커 온/오프 신호를 생성하여 제어부(10)로 출력한다.

출력부(40)는 제어부(10)의 제어를 받아 디스플레이부(43)를 제어하기 위한 디스플레이 제어부(41) 및 스피커(44)를 통해 출력할 음성 데이터, 즉 오디오 데이터를 처리하기 위한 오디오 출력부(42)를 포함한다.

스캔부(50)는 상술한 바와 같이 본체(1)의 저면에 구성되는 제1센서(51) 및 제2센서(52)를 온/오프하고, 온 시 상기 제1센서(51) 및 제2센서(52) 중 적어도 하나로부터 학습정보 패턴을 스캔하여 상기 학습정보 패턴에 대응하는 센싱 신호를 학습정보 데이터로 변환하여 제어부(10)로 출력한다. 아동이 도 6의 (가)와 같이 차량 형상의 아동 학습장치(200)를 정상적으로 들고 학습교재(110) 상부를 이동시키는 경우 스캔부(50)의 센서들 중 제1센서(51)를 통해 학습교재의 해당 페이지에 구성된 학습정보 패턴을 스캔하여 출력한다. 반면, 아동이 차량 형상의 아동 학습 장치(200)를 도 6의 (나)와 같이 전면부가 학습교재(110)의 상부를 향하도록 갖다 대는 경우 제2센서(52)를 통해 학습교재(110)의 해당 페이지에 구성된 학습정보 패턴(112)을 스캔하여 출력한다.

제어부(10)는 본 고안에 따른 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(10)는 스캔부(50)를 제어하고 스캔부(50)를 통해 입력되는 학습정보 패턴 데이터를 입력받고 상기 학습정보 패턴 데이터에 대응하는 학습정보 패턴을 식별하는 패턴 검출부(11), 및 제1실시예에 따라 상기 패턴 검출부(11)를 통해 검출된 학습정보 패턴에 대응하는 콘텐츠, 즉 학습정보를 저장부(20)로부터 읽어와 출력부(40)를 통해 출력한다. 상기 콘텐츠 출력부(12)는 상기 학습정보 패턴이 직접적인 학습정보인 경우, 상기 패턴 검출부(11)에서 분석된 학습정보 패턴 정보를 그대로 출력부(40)로 출력할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 학습정보 패턴이 학습정보가 포함되어 있는 경우, 예를 들어, 학습정보 패턴 정보가 "기역" "강아지" 등과 같은 학습정보인 경우 그대로 출력부(40)의 오디오 출력부(42)로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 물론, 디스플레이부(43)가 문자를 표시할 수 있는 액정표시장치인 경우 디스플레이부(43)를 통해서 학습정보가 출력되도록 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 디스플레이부(43)가 다수의 색을 표시하는 발광 다이오드로 구성되는 경우, 제어부(10)의 콘텐츠 출력부(12)는 학습정보 패턴이 읽혀지면 읽혀질 때마다 도 4의 (가) 내지 (다)와 같이 디스플레이 제어부(41)를 제어하여 랜덤하게 결정되는 색을 표시하거나, 미리 결정된 순서에 따른 색을 표시한다. 또한 콘텐츠 출력부(12)는 학습정보 패턴에 대응하는 학습정보가 오디오 데이터인 경우, 제어부(10)의 제어를 받아 오디오 데이터의 주파수 특성에 따른 색들을 표시하도록 제어할 수도 있을 것이다.

한편, 본 고안은 전술한 전형적인 바람직한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 실용신안등록청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 고안에 속하는 것으로 보아야 한다.

1: 본체 10: 제어부
11: 패턴 검출부 12: 콘텐츠 출력부
20: 저장부 30: 입력부
40: 출력부 41: 디스플레이 제어부
42: 오디오 출력부 43: 디스플레이부
44: 스피커 50: 스캔부
51: 제1센서 52: 제2센서
60: 통신부 100: 제어모듈
110: 학습교재 111: 학습정보
112: 학습 정보 패턴 200: 아동 학습 장치

Claims (5)

1. 차량 형상으로 형성되는 본체;
   상기 차량 형상의 본체 하부에 구성되는 제1센서와,
   상기 차량 형상의 전면에 구성되는 제2센서를 구비하여 학습 교재에 포함되어 있는 학습정보 패턴을 스캔하여 출력하는 스캔부;
   학습정보에 대응하는 출력정보를 출력하는 출력부; 및
   상기 스캔부를 통해 스캐닝된 학습정보 패턴을 분석하여 대응하는 학습정보를 로딩하고, 상기 로딩된 학습정보에 대응하는 출력정보를 상기 출력부를 통해 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1센서는 상기 본체의 하부에 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 출력부는,
   상기 학습정보를 음성, 경보음 및 오디오 중 하나 이상으로 출력하는 오디오 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 출력부는,
   다수의 색깔의 빛을 발광하는 디스플레이부를 포함하되,
   상기 디스플레이부는 상기 본체의 차량 형상의 천정부에 구성되고,
   상기 제어부는,
   상기 학습정보의 검출 시마다 상기 디스플레이부를 통해 학습정보에 따라 미리 설정되어 있는 색을 표시하거나, 랜덤하게 또는 순차적으로 상기 색들을 교번하여 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 출력부의 출력을 온/오프하는 출력 스위치 버튼을 포함하는 입력부를 더 포함하되,
   상기 입력부는 상기 본체부의 하부에 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 스캐닝 기능을 가지는 차량 형상의 아동 학습용 학습장치.

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