KR20200053847A - 키 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 바닥면으로부터 일정 높이에 설치되며, 반사면이 후방으로 일정각도로 뉘어지게 설치되는 거울; 상측에 거울이 안착 지지되는 거울 지지대; 및 거울 지지대의 하측에 인출 가능하게 결합되어 일정 거리의 바닥면에 놓여질 수 있는 인출부와, 일단이 거울 지지대의 내부에 고정되고 타단이 인출부에 연결되되 상면에 거울의 반사면 하단과의 이격 거리에 따라 계산된 키 환산값이 인쇄된 인쇄지를 포함하는 키 확인수단;을 포함하며, 발 끝에서 눈까지의 거리를 Tb, 눈에서 머리 끝까지의 거리를 Th라 하면, 키 환산값은 Th + Tb이고 Tb는
Figure pat00039
이므로 키 환산값은
Figure pat00040
인 것을 특징으로 하는 키 측정 장치가 제공된다.
이에 의하면, 기울어진 거울의 반사를 이용하여 사용자의 키를 혼자서 실시간으로 측정 가능함으로써 원리에 대해 과학적 호기심을 가질 수 있으며, 그 과학적 호기심으로 바탕으로 학교 및 과학관 등에서 교육적인 용도로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Description

키 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법 {APPARATUS FOR MEASURING A HEIGHT AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 키 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 거울을 이용하여 혼자서도 간편하게 키를 측정할 수 있도록 하는 키 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정에서 키를 측정하기 위해서 줄자 또는 눈금이 표시된 인쇄지를 벽에 붙여서 측정하는 방식을 사용하고 있다.
이러한 키 측정 방식은 다른 사람의 도움을 받아야 가능하다는 점에서 다소 불편이 따른다. 이를 감안하여 특허문헌 1에는 유리, 거울, 사물이 비치는 재질을 이용하여 자신의 신장을 혼자서도 쉽게 측정할 수 있는 키 측정 장치가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1을 이용한 키 측정 장치는 거울의 반사 원리를 단순하게 이용하는 것에 불과하며, 사용자에게 과학적 호기심을 불러일으키기에는 부족한 측면이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2008-0002245호 (공개일자: 2008년 07월 01일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 거울의 반사 원리를 이용해 자신의 키를 혼자서도 쉽게 측정할 수 있게 하는 키 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 장치는, 바닥면으로부터 일정 높이에 설치되며, 반사면이 후방으로 일정각도로 뉘어지게 설치되는 거울; 상측에 거울이 안착 지지되는 거울 지지대; 및 거울 지지대의 하측에 인출 가능하게 결합되어 일정 거리의 바닥면에 놓여질 수 있는 인출부와, 일단이 거울 지지대의 내부에 고정되고 타단이 인출부에 연결되되 상면에 거울의 반사면 하단과의 이격 거리에 따라 계산된 키 환산값이 인쇄된 인쇄지를 포함하는 키 확인수단;을 포함하며, 발 끝에서 눈까지의 거리를 Tb, 눈에서 머리 끝까지의 거리를 Th라 하면, 키 환산값은 Th + Tb이고 Tb는
Figure pat00001
이므로 키 환산값은
Figure pat00002
인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 장치에 있어 Th는, 피 측정자들의 평균 두상의 크기를 감안하여 임의의 값으로 설정하거나, 피 측정자별로 직접 측정하여 대입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 장치에 있어 거울의 반사면과 수직을 이루는 제1가상선과, 피 측정자의 시선과 거울의 반사면 하단을 잇는 제2가상선이 이루는 각을 θ1, 제1가상선과, 피 측정자의 발 끝과 거울의 반사면 하단을 잇는 제3가상선이 이루는 각을 θ2, 제2가상선과, 바닥면과 수평하게 거울의 반사면 하단을 잇는 제4가상선이 이루는 각을 θ3 , 제3가상선과 제4가상선이 이루는 각을 θ라 하면, θ1 = θ + α, θ1 = θ2 및 θ3 = θ2 +α의 관계가 성립되고,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
에 의해 산출된 θ =
Figure pat00005
, θ3 =
Figure pat00006
에 의해 성립되는
Figure pat00007
로부터 Tb가 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 방법은, 거울을 바닥면으로부터 일정높이에 설치하되, 반사면이 후방으로 일정각도로 뉘어지게 설치하는 단계; 발 끝에서 눈까지의 거리를 Tb, 눈에서 머리 끝까지의 거리를 Th라 하면 거울의 반사면과의 이격 거리에 따라 계산된 키 환산값(T = Th + Tb)을 계산하는 단계; 계산된 키 환산값(T = Th + Tb)을 거울의 반사면과 멀어지는 수직 방향으로 바닥면에 표시하는 단계; 및 피 측정자가 거울과의 이격 거리를 조절하면서 반사면에 보이는 발 끝이 반사면 하단과 일치되는 위치의 키 환산값을 확인하는 단계;를 포함하며, Tb는
Figure pat00008
이므로 키 환산값은
Figure pat00009
에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 방법에 있어 Th는, 피 측정자들의 평균 두상의 크기를 감안하여 임의의 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 키 측정 방법에 있어 거울의 반사면과 수직을 이루는 제1가상선과, 피 측정자의 시선과 거울의 반사면 하단을 잇는 제2가상선이 이루는 각을 θ1, 제1가상선과, 피 측정자의 발 끝과 거울의 반사면 하단을 잇는 제3가상선이 이루는 각을 θ2, 제2가상선과, 바닥면과 수평하게 거울의 반사면 하단을 잇는 제4가상선이 이루는 각을 θ3 , 제3가상선과 제4가상선이 이루는 각을 θ라 하면, θ1 = θ + α, θ1 = θ2 및 θ3 = θ2 +α의 관계가 성립되고,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
에 의해 산출된 θ =
Figure pat00012
, θ3 =
Figure pat00013
에 의해 성립되는
Figure pat00014
로부터 Tb가 산출되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 키 측정 장치 및 방법에 의하면, 기울어진 거울의 반사를 이용하여 사용자의 키를 혼자서 실시간으로 측정 가능함으로써 원리에 대해 과학적 호기심을 가질 수 있으며, 그 과학적 호기심으로 바탕으로 학교 및 과학관 등에서 교육적인 용도로 활용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키 측정 장치를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 키 확인수단을 완전히 인출한 상태의 사시도이다.
도 3은 도 1의 측면을 보인 개략도이다.
도 4는 도 1의 키 측정 장치를 이용한 측정 방법을 보인 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키 측정 장치를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 키 확인수단을 완전히 인출한 상태의 사시도이며, 도 3은 도 1의 측면을 보인 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 측정 장치는, 거울(10); 거울 지지대(20); 및 키 확인수단(30);을 포함할 수 있다.
거울(10)은 바닥면(F)으로부터 일정 높이(h)에 설치되며, 전면에 마련되는 반사면(11)이 도 1의 후방으로 일정각도(α)로 뉘어지게 설치된다. 거울 지지대(20)는 내부에 수용공간이 형성된 사각 박스 형태로서 그 상측에 거치대(도시 생략)가 마련되어 거울(10)의 후면을 지지하도록 설치될 수 있다.
키 확인수단(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 거울 지지대(20)의 내부 하측에 인출식으로 설치되는 것으로, 거울 지지대(20)의 하측에 인출 가능하게 결합되어 일정 거리의 바닥면(F)에 놓여질 수 있는 인출부(31)와, 일단이 거울 지지대(20)의 내부공간에 고정되고 타단이 인출부(31)에 연결되되 상면에 거울(10)의 반사면 하단과의 이격 거리(S)에 따라 계산된 키 환산값(T)이 인쇄된 인쇄지(32)를 포함한다. 인쇄지(32)는 일정 길이를 가지며, 인출부(31)가 거울 지지대(20)의 하측으로부터 미 인출시에는 거울 지지대(20)의 내부공간에 감김 상태로 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 발 끝(FO)에서 눈(EY)까지의 거리를 Tb, 눈(EY)에서 머리 끝(HE)까지의 거리를 Th라 하면, 키 환산값(T)은 Th + Tb로 정의할 수 있다. 이때, Th는 피 측정자(A, 가상실선)들의 평균 두상의 크기를 감안하여 임의의 값으로 설정할 수 있으며, 다만, 오차를 배제하기 위해서는 피 측정자(A) 별로 직접 측정하여 대입할 수 있다.
아울러, 거울(10)의 반사면(11)과 수직을 이루는 제1가상선(L1)과, 피 측정자(A)의 시선과 거울(10)의 반사면(11) 하단을 잇는 제2가상선(L2)이 이루는 각을 θ1라 가정한다. 또, 제1가상선(L1)과, 피 측정자(A)의 발 끝(FO)과 거울(10)의 반사면(11) 하단을 잇는 제3가상선(L3)이 이루는 각을 θ2라 가정한다. 또, 제2가상선(L2)과, 바닥면(F)과 수평하게 거울(10)의 반사면(11) 하단을 잇는 제4가상선(L4)이 이루는 각을 θ3라 가정한다. 그리고, 제3가상선(L3)과 제4가상선(L4)이 이루는 각을 θ라 가정하면, θ1 = θ + α, θ1 = θ2 및 θ3 = θ2 +α의 관계가 성립될 수 있다.
따라서,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
에 의해 산출된 θ =
Figure pat00017
, θ3 =
Figure pat00018
에 의해 성립되는
Figure pat00019
로부터 Tb가 산출될 수 있다.
즉, Tb는
Figure pat00020
이므로 키 환산값(T)은
Figure pat00021
로 정의될 수 있다.
[실험: 피 측정자의 발 측정위치에 따른 키 환산값 차이 측정]
아래 표 1에 개시된 바와 같이, 본 발명의 키 측정 장치를 이용해 피 측정자 15명을 대상으로 위 수식에 의해 계산되어 표시된 키 환산값(T)을 측정하였으며, 각 피 측정자의 실제키와 비교하여 오차를 확인하였다. 단, 거울(10)의 반사면(11)이 뉘어진 각도(α)는 피 측정자가 거울(10)로부터 너무 멀어지지 않도록 8도, 10도, 12도로 설정하였고, 눈(EY)에서 머리 끝(HE)까지의 거리를 가르키는 Th는 직접 측정된 수치를 적용하였다. 그리고, 거울(10)의 반사면(11) 하단 높이(h)는 바닥면(F)으로부터 25센치미터로 고정값을 적용하였다.
<표 1>
Figure pat00022
Figure pat00023
위와 같은 실험에 있어서, 발 가운데와 발 끝(FO)을 보고 확인된 키 환산값(T) 중 오차값이 큰 데이터를 정리하면 아래 표2와 같다.
<표 2>
Figure pat00024
표 2를 참조하면, 각 피 측정자의 발 가운데를 기준으로 확인되는 키 환산값(T)이 각 피 측정자의 실제키와 8센치미터 내외의 오차를 보였으며, 각 피 측정자의 발 끝(FO)을 기준으로 확인되는 키 환산값(T)이 각 피 측정자의 실제키와 4센치미터 내외의 오차를 보여 발 끝(FO)을 기준으로 키 환산값(T)을 확인하는 것이 실제키와 오차가 상대적으로 적다는 것을 확인할 수 있었다.
아울러, 위와 같은 실험에 있어 거울(10)의 반사면(11) 각도에 따른 키 환산값(T)의 오차값은 큰 차이가 없었으며, 피 측정자가 거울(10)로부터 너무 멀어지지 않도록 반사면(11)의 각도를 10도 내외로 설정함이 바람직함을 알 수 있었다.
이하, 도 4를 참조하여 상술한 본 발명의 키 측정 장치를 이용한 측정 방법에 대해 살펴본다. 도 4는 도 1의 키 측정 장치를 이용한 측정 방법을 보인 사시도이다.
먼저, 거울(10)을 바닥면(F)으로부터 일정높이(h)에 설치하되, 반사면(11)이 후방으로 일정각도(α)로 뉘어지게 설치한다.
위 거울(10)의 설치각도에 따라 발 끝(FO)에서 눈(EY)까지의 거리를 Tb, 눈(EY)에서 머리 끝(HE)까지의 거리를 Th라 하면 거울(10)의 반사면(11)과의 이격 거리(S)에 따라 키 환산값(T = Th + Tb)을 계산한다. 이때, 키 환산값(T = Th + Tb)에 대한 계산은 위 수식을 참고하기로 하며, 반복되므로 생략한다.
인출부(31)를 완전히 인출하여 인쇄지(32)를 바닥면(F)에 펼친 후, 계산된 키 환산값(T = Th + Tb)을 거울(10)의 반사면(11)과 멀어지는 수직 방향으로 표시한다. 따라서, 표시되는 키 환산값(T = Th + Tb)은 거울(10)의 반사면(11) 아래에서 1센치미터부터 200센치미터까지 표시된다.
이 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이, 피 측정자가 인쇄지(32)의 위에 올라선 상태로 거울(10)과의 이격 거리(S)를 전후 조절하면서 반사면(11)에 보이는 발 끝(FO)이 반사면(11) 하단과 일치되는 위치의 키 환산값(T)을 확인함으로써 자신의 키를 혼자서도 쉽게 측정할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 키 측정 장치 및 방법에 의하면, 기울어진 거울의 반사를 이용하여 사용자의 키를 혼자서 실시간으로 측정 가능함으로써 원리에 대해 과학적 호기심을 가질 수 있으며, 그 과학적 호기심으로 바탕으로 학교 및 과학관 등에서 교육적인 용도로 활용할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10: 거울
11: 반사면
20: 거울 지지대
30: 키 확인수단
31: 인출부
32: 인쇄지

Claims (6)

  1. 바닥면으로부터 일정 높이에 설치되며, 반사면이 후방으로 일정각도로 뉘어지게 설치되는 거울;
    상측에 상기 거울이 안착 지지되는 거울 지지대; 및
    거울 지지대의 하측에 인출 가능하게 결합되어 일정 거리의 바닥면에 놓여질 수 있는 인출부와, 일단이 거울 지지대의 내부에 고정되고 타단이 인출부에 연결되되 상면에 상기 거울의 반사면 하단과의 이격 거리에 따라 계산된 키 환산값이 인쇄된 인쇄지를 포함하는 키 확인수단;을 포함하며,
    발 끝에서 눈까지의 거리를 Tb, 눈에서 머리 끝까지의 거리를 Th라 하면, 상기 키 환산값은 Th + Tb이고 Tb는
    Figure pat00025
    이므로 상기 키 환산값은
    Figure pat00026
    인 것을 특징으로 하는 키 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Th는,
    피 측정자들의 평균 두상의 크기를 감안하여 임의의 값으로 설정하거나, 피 측정자별로 직접 측정하여 대입되는 것을 특징으로 하는 키 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거울의 반사면과 수직을 이루는 제1가상선과, 피 측정자의 시선과 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제2가상선이 이루는 각을 θ1,
    상기 제1가상선과, 피 측정자의 발 끝과 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제3가상선이 이루는 각을 θ2,
    상기 제2가상선과, 상기 바닥면과 수평하게 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제4가상선이 이루는 각을 θ3 ,
    상기 제3가상선과 상기 제4가상선이 이루는 각을 θ라 하면,
    θ1 = θ + α, θ1 = θ2 및 θ3 = θ2 +α의 관계가 성립되고,
    Figure pat00027
    ,
    Figure pat00028
    에 의해 산출된 θ =
    Figure pat00029
    , θ3 =
    Figure pat00030
    에 의해 성립되는
    Figure pat00031
    로부터 상기 Tb가 산출되는 것을 특징으로 하는 키 측정 장치.
  4. 거울을 바닥면으로부터 일정높이에 설치하되, 반사면이 후방으로 일정각도로 뉘어지게 설치하는 단계;
    발 끝에서 눈까지의 거리를 Tb, 눈에서 머리 끝까지의 거리를 Th라 하면 상기 거울의 반사면과의 이격 거리에 따라 계산된 키 환산값(T = Th + Tb)을 계산하는 단계;
    계산된 상기 키 환산값(T = Th + Tb)을 상기 거울의 반사면과 멀어지는 수직 방향으로 바닥면에 표시하는 단계; 및
    피 측정자가 상기 거울과의 이격 거리를 조절하면서 상기 반사면에 보이는 발 끝이 상기 반사면 하단과 일치되는 위치의 상기 키 환산값을 확인하는 단계;를 포함하며,
    상기 Tb는
    Figure pat00032
    이므로 상기 키 환산값은
    Figure pat00033
    에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 키 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 Th는,
    피 측정자들의 평균 두상의 크기를 감안하여 임의의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 키 측정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 거울의 반사면과 수직을 이루는 제1가상선과, 피 측정자의 시선과 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제2가상선이 이루는 각을 θ1,
    상기 제1가상선과, 피 측정자의 발 끝과 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제3가상선이 이루는 각을 θ2,
    상기 제2가상선과, 상기 바닥면과 수평하게 상기 거울의 반사면 하단을 잇는 제4가상선이 이루는 각을 θ3 ,
    상기 제3가상선과 상기 제4가상선이 이루는 각을 θ라 하면,
    θ1 = θ + α, θ1 = θ2 및 θ3 = θ2 +α의 관계가 성립되고,
    Figure pat00034
    ,
    Figure pat00035
    에 의해 산출된 θ =
    Figure pat00036
    , θ3 =
    Figure pat00037
    에 의해 성립되는
    Figure pat00038
    로부터 상기 Tb가 산출되는 것을 특징으로 하는 키 측정 방법.
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