KR960003523B1 - 터치식 음성출력 학습기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

터치식 음성출력 학습기

제1도는 본 발명에 따른 터치식 음성출력 학습기의 전기적 동작설명을 위한 블럭도.

제2도는 전도성 물질을 이용한 방법.

제3도는 다른 극성을 갖는 두 전도성 물질을 이용한 방법.

제4도는 인체와 절연성 물질간의 전기적 특성변화를 이용한 방법.

제5도는 압력을 가하여 두 단자를 연결시키는 방법.

제6a도는 단순 터치전극 사용 예시도.

제6b도는 터치전극과 어스전극 사용 예시도.

제6c도는 터치전극과 어스전극 사용시 터치된 위치 교정 예시도.

제6d도는 다수의 터치전극과 어스전극 사용 예시도.

제6e도는 다수의 터치전극과 어스전극을 사용한 4X4 터치전극 구성 예시도.

제7도는 제6도의 터치부를 이용하여 구성한 터치식 음성출력기의 흐름도.

제8도는 전도성 물질을 터치시 신호를 검지하는 회로의 예시도.

제9도는 음성 출력부의 구성도.

제10도는 음성출력 반복모듈의 작동을 설명하기 위한 흐름도.

제11도는 제5도의 터치부를 이용한 터치식 음성출력 학습기.

제12도는 제11도의 제본시 실시예.

제13도는 완성된 터치식 음성출력 학습기의 구성도.

제14도는 음성출력 지구본의 예시도.

제15도는 음성출력 명함의 예시도.

제16도는 음성출력 완구의 예시도.

본 발명은 터치식 음성출력 학습기에 관한 것으로, 특히 자동 터치 스위치를 통하여 음성모듈에 연결시켜 사람이 손을 대면 음성모듈에 저장된 소리를 출력시켜 그것을 들을 수 있으며 또한 음성출력 반복기능을 갖는 터치식 음성출력 학습기에 관한 것이다.

어린이가 자라나면서 그림책이나 동화책을 보면서 사물이나 자연의 모습을 배우게 되며 또한 사물에 대한 단어를 글자의 모양을 보고 배우게 되는데 단지 그림이나 글자등을 보는 것만으로는 그 교육의 효과가 온전히 이루어 지지 않는다. TV를 통한 시청각 교육처럼 책을 통해 그림에 대한 정보를 소리로 들을 수 있다면 효과가 커질 것이며 또한 그 내용을 일정시간 동안 반복적으로 들려줌으로 더욱 교육 효과를 크게 할 수 있을 것이다.

본 발명은 이렇게 그림이나 글자를 보는 것외에 음성정보를 들려줌으로서 그 교육효과를 극대화 시키기 위해 고안된 것으로서 그림이나 글자가 나타난 그림판이나 학습도구 등에 손으로 터치할 때 음성정보를 출력시키며 또한 음성정보를 반복적으로 출력시켜 교육효과를 더욱더 높이는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 다수의 터치부를 구성시 터치부의 위치와 터치 스위치간의 오동작을 해결하는 한방법을 제공하기 위한것이다.

가. 터치를 통해 음성을 출력할 수 있는 방법 고찰

사람이 터치하여 음성을 출력하기 위해서는 제1도와 같은 구성이 필요하며 터치부(1), 스위치 (1'), 검지부(2), 음성출력모듈(3), 음성출력반복모듈(3'), 스피커(4)로 이루어 진다. 터치부(1)는 사람이 손으로 댈 때 그 손을 댄 사실과 손을 댄 위치등을 파악할 수 있는 기능이 있으며 스위치 (1')는 음성출력 반복모듈(3')을 구동시키기 위해 사용된다. 검지부(2)는 터치부(1)를 통해 터치된 신호를 음성출력모듈(3)이 알수 있는 신호로 만들어 주며 음성출력모듈(3)은 터치 된 위치에 정의된 음성 데이타가 호출되어 그 해당 그림이나 글씨의 음성정보를 스피커(5)를 통해 출력시키게 된다. 음성출력 반복모듈(3')은 음성출력 반복모듈을 위한 스위치 (1')로 부터 ON 신호가 왔을 때 음성출력기내에 저장된 음성정보를 일정기간 반복해서 들려주도록 한다. 이렇게 동작되는 터치식 음성출력기의 구현 방법에는 여러 가지가 있으며 이를 다음에 나타낸다.

1) 터치부(1)의 구현방법

가) 제2도와 같이 전도성 물질(5)을 직접 터치하여 그 전기신호를 검출 하는 방법으로 사람의 인체에 미세한 전류가 흐름으로 사람이 전도성 물질(5)에 손을 댈 때 전기가 그 물질로 흘러가게 되며 이 신호를 검지부가 검지하게 된다.

나) 제3도와 같이 두개의 전도성물질(5)에 극성을 부여하여 한 전도성 물질(5')에는 플러스 전극을 연결하고 또 한 전도성 물질(5'')에는 마이너스 전극을 연결하여 두 전극을 일정한 간격을 두고 설치한 후 사람이 터치함으로 이 두 전극에 영향을 줌으로 검지부가 검지하게 된다.

다) 제4도와 같이 절연성 물질(6)뒤에 전도성 물질(5)을 부착하여 손을 댈때 사람의 손과 전도성 물질간에 발생하는 전기적인 변화를 인지하여 검지하게 된다.

라) 제5도와 같이 유연한 물질(7) 뒤에 전도성 물질(5)을 부착 하고 그 뒤에 다시 한쌍의 전도성물질(8)을 설치하여, 사람이 유연한 물질(7)을 누룰때 그 부분이 압력으로 들어가 그 밀의 한 쌍의 전도성물질(8)을 연결시켜 주어 검지부가 검지하게 된다.

2) 터치한 곳의 위치를 검출하는 방법

터치신호 자체를 검지하는 것 이외에도 터치부가 많은 경우에 터치한 부분이 어느 지점인지, 즉 전체의 영역에서 터치한 지점이 어디인지를 파악하는 방법이 필요하다. 이에 대한 고안을 도면을 통해 설명한다.

제6a도는 단순 터치전극의 사용예시도로서 터치 전극을 갖는 어떤 면에 하나의 전극(A, B)가 이루어져 있는 예이다. A와 B는 서로 연결되어 있으며 B는 터치시에 신호를 검지하는 검지판의 역할을 하며 A는 그 검지판(B)의 신호를 전달해 주는 선로의 역할을 하게 된다. C는 전기를 통하지 않는 부도체이다. 이와 같이 구성하였을 시에 사람이 B의 부분에 터치하면 A를 통해 그 신호가 전달이 되는 것이다. 그리고 C의 부분을 터치하면 부도체이므로 무효한 신호가 되는 것이다. 그러나 이 구성도에서 A부분의 한 지점인 D(사람이 터치한 터치 면적)에 터치하게 되더라도 A나 B는 같은 터치전극 위치가 되는 것이다. 이것은 B의 전극 위치에 사람이 터치하기를 원하는 데 A위치에 터치해도 B의 위치에 터치한것으로 나타나게 되는 것이다. 이러한 문제점을 보완한것이 제6b도로서 단순 터치전극 외에 어스전극을 C 부분에 부여함으로서 제6a도의 문제점을 보완할수 있게 되는 것이다.

제6b도는 터치전극(A, B)와 어스전극(C)로 구성된 터치전극 구성예로 B의 부분을 터치하였을 때만 터치효과를 낼 수 있는 기능을 갖는다. 어스전극(C)는 사람이 터치해도 어스로 연결되어 있어서 터치의 효과를 나타내지 못하게 되어 터치전극(B)만이 사람이 터치하게되면 터치회로로 연결되어 터치효과를 낼수가 있게 된다. 즉 A부분을 사람이 터치할때 차지하는 면적(D) 보다 가늘게 하면 사람이 A부분을 터치시에 어스전극(C)도 같이 터치하게 되어 어스 전극을 터치한 것이 되므로 무효한 터치가 되게 되는 것이다. 그러므로 제6b도는 B부분만 터치하였을 때 유효한 터치 신호가 발생되게 된다.

제6c도는 상기 제6b도를 사용할 경우 터치 신호가 A를 통해 전달 되지만 선로가 가늘기 때문에 나타나는 에러 발생 요인을 제거하기 위해 A'나 A''를 또 만듦으로 B에서의 터치신호를 정확하게 전달할수 있게 된다. A-A'를 터치해도 그 사이에 어스전극(C)가 있으므로 신호를 발생 시킬수가 없게 된다.

제6d도는 여러개의 터치전극을 사용시 많은 전달 전극(A', A'', B', E')가 만들어 지게 되는 데 이 때도 어스전극이나 2개이상의 전극이 동시에 터치하였을 때는 동작하지 않도록 하였다.

제6e도는 제6b도 내지 제6d도를 이용하여 4X4 전극을 나타낸 실시예도 이다.

제7도는 제6도를 이용하여 터치부를 구성한 것을 터치시 음성이 출력되는 기능을 갖는 제1도의 작동을 설명하기 위한 흐름도로서, 시작신호로 부터 단계(101)에서 터치부(1)의 신호의 검지후 다음단계(102)로 진행되어, 이 단계(102) 에서 터치부(1)이 터치되었는지를 확인하여 터치되지 않았으면 상기단계(101)로 복귀 되고, 터치되었으면 단계(103)으로 진행된다.

상기단계(103)에서는 터치부를 터치회로(2)에 접속한 다음 단계(104)로 진행된다.

단계(104)에서는 터치부가 한개인가를 판별하여 한개이면 단계(105)로 진행되고, 그렇지 않으면 상기단계(101)로 복귀된다. 상기단계(105)에서는 터치된 전극을 해당신호를 음성출력모듈(3)에 전달하고 단계(106)으로 진행되어 이단계(106)에서 해당 음성신호를 스피커(4)에 전달하고 단계(107)로 진행된다.

단계(107)에서는 스피커(4)를 통해 음성을 출력하고 작동을 종료한다.

3) 검지부 구현방법

검지부(2)를 구현하는 방법에는 여러가지 방법이 있으며 예로서 일 실시예를 두었다.

제8도는 전도성물질(5)를 터치시 신호를 검지하는 회로의 일실시예로서 터치 전극이 저항 R1을 통해 콘덴서 C1에 연결되어 사람이 터치전극에 손을 대면 그 전류가 콘덴서 C1를 통해 트렌지스터 TR1의 베이스 전극을 구동시키게 되며 저항 R2가 TR1의 베이스와 Vcc사이에 연결되며 저항 R3이 TR1의 베이스와, 어스와 연결된 R6와 연결된다. 그리고 저항 R5와 콘덴서 C3가 병렬로 연결된 상태에서 저항 R6와 TR1의 에미터를 연결하고 저항 R4가 TR1의 콜렉와 Vcc를 연결하고 있다.

TR1의 콜렉터와 TR2의 베이스 사이에 콘덴서 C2와 저항 R7이 연결되어 있으며 TR2의 에미터는 어스되고 TR2으 콜렉터는 저항 R8를 통해 Vcc에 연결된다. TR2의 콜렉터는 음성모듈의 스위치 입력부에 연결되어 음성모듈을 구동시키게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 터치스위치 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다. 터치부(1)에서 신호가 검지되면, 인체에 흐르는 미소전류가 저항 R1 및 C1을 통해 트랜지스터 TR1의 베이스 단자에 공급되어 트랜지스 TR1이 턴 온(Turn on) 되므로 트랜지스터 TR2는 턴 오프(Turn off) 된다. 그러므로 트랜지스터 TR2의 컬렉터 단자에는 논리적 “고”상태가 된다. 따라서 음성 출력모듈(3)이 동작하여 해당 음성 데이타가 출력된다.

4) 음성 출력모듈 구현방법

음성출력모듈(3)은 고기능의 회로가 하나의 칩으로 다양하게 제작되어 있으며 음성출력 칩을 쉽게 이용할 수 있다. 음성출력모듈(3)은 대개 제9도와 같이 입력신호를 갖는 제어 로직(14)과 어드레스 발생기(11) 및 음성데이타가 저장된 메모리(12)를 통해 연결된 D/A변환기(13) 그리고 출력을 내게하는 OP앰프(OP)와 스피커(4)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 음성출력모듈(3)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 제1도의 터치부(1)를 통해 논리신호가 제어로직부(14)에 인가되면 이 제어로직부(14)는 메모리(12) 인에이블 신호를 발생시켜 메모리(12)를 구동시키는 한편, 입력된 논리신호에 해당하는 어드레스 발생기(11) 제어신호를 어드레스 발생기(11)에 공급한다.

상기 어드레스 발생기(11)에서는 입력되는 제어신호에 따라 어드레스를 생성하여 메모리(12)에 전달하고, 메모리(12)는 입력된 어드레스에 해당하는 디지탈 음성 데이타를 출력하게 된다. D/A변환기(13)는 입력되는 디지탈 음성 데이타를 아날로그 신호로 변환시켜 연산증폭기(OP)는 이를 증폭하여 스피커(4)를 통해 출력하게 된다.

나. 음성출력 반복모듈 구현

음성출력 모듈에 저장된 내용을 반복적으로 일정기간동안 출력하기위해서는 음성출력 반복기능을 요청하는 스위치(1')를 인식한후 음성출력모듈(3)에 저장된 음성정보를 출력하고 이를 다시 반복출력하게되며 또한 일정시간이 경과된후에 이를 멈출 수 있는 기능이 있어야 한다.

제10도는 음성출력 반복모듈의 작동을 설명하기위한 흐름도로서 시작신호로부터 단계(20)에서 스위치 (1')를 ON시키면 다음단계(202)로 진행되어, 이단계(202)에서 스위치 (1')가 ON되었는지를 확인하며 OFF되었으면 상기단계(201)로 복귀되고, ON되었으면 단계(203)으로 진행된다. 상기단계(203)에서는 반복시간을 설정한 다음 다음단계로 진행한다.

단계(204)에서는 음성출력모듈(3)에 음성정보 출력을 지시하고 단계(205)로 진행한다. 단계(205)에서는 음성출력모듈(3)이 음성정보를 출력했는지 확인후 단계(206)으로 진행한다. 단계(206)에서는 음성정보가 출력되었는지를 검사하여 음성정보가 출력되었으면 단계(207)로 진행되고 그렇지 않으면 단계(205)로 복귀된다. 상기단계(207)에서는 설정된 반복시간이 경과되었는지를 조사하고 단계(208)로 진행한다. 단계(208)에서는 반복시간이 경과하지 않았으면 단계(204)로 복귀되며 반복시간이 경과되었으면 작동을 종료한다.

1) 터치식 음성출력 그림판

제11도는 제5도의 터치부를 이용한 터치식 그림판(18)과 음성출력수단(19)와 용기(20)으로 이루어지는 터치식 음성출력 학습기의 구성도이다. 그림밑판(15)위에 제5도로 구성된 터치부(17)를 부착하며 그 위에 원하는 그림(16)을 그려서 부착시켜 터치식 그림판(18)을 구성하며 검지부(2), 음성출력모듈(3), 음성출력반복모듈(3'), 스피커(4), 바테리(22)로 구성된 음성출력수단(19)을 밑에 두었다. 그밑에 그 모듈을 실장하는 용기(20)가 밑에 있다. 또한 바테리 착탈을 용이하게 하기위해 뚜껑(21)을 두었다.

2) 터치식 음성출식 학습책

제12도는 제11도의 제본시의 실시예로서 터치부가 구성된 터치식 그림판(18)의 일측부분에 절첩가능한 절첩부(25)를 형성시키고, 상기 절첩부(25)에는 소정간격으로 철끈 등으로 바인딩 하기위한 구멍(26)을 형성시켜 제본할수 있도록 한 상태의 전개도이다.

제13도는 본 발명에 따라 완성된 터치식 음성출력 학습책의 구성도로, 낱장의 터치식 그림판(18)을 서로 묶어서 고정부(31)에 연결하게 되는데, 책장의 전극(33)과 터치회로의 전극(32)가 서로 도선(34)로 연결되어 책장의 터치전극으로부터 오는 신호를 검지부(39)를 통해 음성모듈(35)로 전달시켜주게되며 스피커(36)으로 음성이 출력되게 된다. 또한 본 장치에 필요한 전원을 공급하기 위한 착탈식 바테리 모듈(37)이 고정부(31)의 소정부분에 형성된다. 또한 구멍(38)을 통해 각 낱장의 터치식 그림판(18)을 바인딩하게 된다.

다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 터치식 음성출력 학습기에 관한 것으로, 특히 전도성 물질을 그림이나 글씨등에 부착하거나 절연성물질뒤에 전도성 물질을 부착하고 자동 터치 스위치를 통하여 음성모듈에 연결시켜 사람이 손을 대면 음성모듈에 저장된 소리를 출력시켜 그것을 들을수 있도록 하는데 탁월한 효과가 있다.

3) 음성 출력 지구본

지구의 모형을 통해 지구의 모양이나 각나라의 모양, 수도 등을 표시한 지구본에 음성출력 기능을 넣음으로 사람이 특정지역이나 나라, 지명 등을 누르면 그에대한 음성 데이타가 출력 된다. 제14도와 같이 유연한 물질로 지구본(43)을 만들고 그 안쪽에 전도성 물질(41)과 터치 전극(42)으로 구성된 터치부(1)를 설치하며 그 전극을 음성출력수단(19) 즉, 검지부를 통해 음성출력 모듈을 구동하여 음성이 출력되게 한다.

4) 음성출력 명함

일반 명함은 단순히 이름과 주소를 인쇄하고 있으나 이름이나 명함의 특정한 부분을 터치할때 특정한 음성정보 데이타를 출력시킴으로써 명함을 받는 사람에게 강한 인상을 주게 된다. 제15도에 음성출력 명함의 전개도를 나타내었다. 명함의 내용을 인쇄한 터치부(51) 밑에 음성출력수단(19) 즉, 검지부(56)와 음성출력모듈(55)를 두고 압전 스피커(52)와 바테리(53)을 용기(54) 안에 두어 밀봉함으로 구현할 수 있다.

5) 음성출력 완구

일반 인형이나 모형완구는 정해진 소리나 음성을 출력하나 본 고안은 터치회로를 사용하여 사용자와 대화형식으로 음성을 출력할 수 있다. 제16도에 이를 나타내었다. 터치시 음성출력이 필요한 부분 즉, 터치부가 부착된 팔(62)이나 전도성 물질로 된 머리카락(61)에 터치부(1)를 두고 이를 음성출력수단(19)와 연결하여 사람이 해당 부위를 터치 하였을때 해당 신호가 출력 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 그림이나 글자가 나타난 그림판이나 학습도구등에 손으로 터치할 때 음성정보를 출력시키며 또한 음성정보를 반복적으로 출력시켜 교육효과를 높이는데 탁월한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 음성출력 학습기에 있어서, 터치부(1)가 구비된 다수의 터치식 그림판(18)을 절첩부(25)의 구멍(26)을 통해 절첩 가능하도록 결합하고 상기 결합된 터치식 그림판(18)을 음성출력수단(19)이 구성된 고정부(31)에 결합 구성된 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 학습기.
2. 제1항에 있어서, 상기 터치부가 구비된 터치식 그림판(18) 즉, 상부면에 그림(16)과 터치부(17), 그림밑판(15)으로 구성된것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 학습기.
3. 제1항에 있어서, 상기 터치부(1)는 인체의 접촉여부를 검지하는 검지판(B)와, 상기검지판(B)의 검지 신호를 전달하는 전류통로부(A)와, 상기 검지판(B)의 오동작을 방지하는 어스부(C)로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 학습기.
4. 제1항에 있어서, 상기 그림판(18)대신에 터치부(1)가 구비된 지구나 지역을 본뜬 형태(43)가 음성출력수단(19)에 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 학습기.
5. 문자가 인쇄된 터치부(51)가 음성출력수단(19)에 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 명함.
6. 터치부(1)가 구비된 인형(61, 62)나 완구가 음성출력수단(19)에 결합 구성된 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 인형.
7. 제1항, 제4항 또는 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 음성출력수단(19)은 음성출력 반복모듈(3')을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치식 음성출력 학습기.