WO2016010357A1 - 조립 유닛 - Google Patents

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WO2016010357A1
WO2016010357A1 PCT/KR2015/007332 KR2015007332W WO2016010357A1 WO 2016010357 A1 WO2016010357 A1 WO 2016010357A1 KR 2015007332 W KR2015007332 W KR 2015007332W WO 2016010357 A1 WO2016010357 A1 WO 2016010357A1
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signal
assembly unit
coupling
proximity sensor
coupling element
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PCT/KR2015/007332
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English (en)
French (fr)
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이택진
이석
김재헌
김익재
이성온
서민아
허수정
김형석
김병직
정희철
신정훈
유현복
팽혜선
조재현
박진성
이병호
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Science and Technology KIST
Original Assignee
Korea Institute of Science and Technology KIST
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F9/00—Games not otherwise provided for
    • A63F9/06—Patience; Other games for self-amusement
    • A63F9/12—Three-dimensional [3D] jig-saw puzzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H30/00—Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02—Electrical arrangements
    • A63H30/04—Electrical arrangements using wireless transmission
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/451—Execution arrangements for user interfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/436—Interfacing a local distribution network, e.g. communicating with another STB or one or more peripheral devices inside the home
    • H04N21/4363—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network
    • H04N21/43637—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network involving a wireless protocol, e.g. Bluetooth®, RF or wireless LAN [IEEE 802.11]

Definitions

  • the present invention relates to an assembly unit, and more particularly, to an assembly unit capable of providing a collective structure by another joinable toy assembly unit or mutual coupling.
  • Toy which used to provide entertainment for the sight, the sense of touch, and the sense of hearing, is becoming a smart device by adopting advanced technologies such as touch, voice, pupil movement, and motion detection.
  • Toy which is a simple still life made of traditional wood, metal, and plastic materials, is becoming a multi-dimensional complex, dynamic, and emotional device as it is fused and combined with advanced medical technologies such as robot, remote control, and imaging, and advanced medical technologies such as brain recognition.
  • Modern cutting-edge toy industry is based on root industry ability such as casting, mold, welding, cutting processing, heat treatment, surface treatment, etc., IT, CT, robot industry, cultural industry, psychological and medical theory Is made.
  • Such a puzzle mechanism is a key component for detecting a state of assembling completed by the construction of a piece of the electrically conductive passageway of the puzzle pieces in the set of puzzle pieces, discontinuity is generated between the puzzle pieces, so In reality, there is a problem that is disconnected, there is a problem that does not properly communicate that the assembly of the puzzle play equipment is completed because the transfer of electricity from the one side to the other side is not made properly even when the assembly is completed.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an assembly unit that can identify the other assembly unit that recognizes the coupling position or the mutual coupling position and the coupling position with the other assembling toy assembly unit.
  • the present invention provides an assembly unit capable of exchanging various contents through interworking of an external terminal or an assembly unit such as a smartphone and displaying contents through a display.
  • the body A display disposed on at least one surface of the body; A coupling element formed on at least one surface of the body; A detection sensor attached to each of the coupling elements and detecting an object proximate to the coupling element; A communication module for transmitting the first signal sensed by the detection sensor; And a control unit for exchanging an identification signal with an entity that transmits the second signal when receiving the second signal within a predetermined time from when the first signal is transmitted.
  • the controller may determine the adjacent object by analyzing the identification signal.
  • the entity transmitting the second signal may be any one of another assembly unit and an external terminal.
  • the sensor may be configured of at least one of a magnetic proximity sensor, an optical proximity sensor, an ultrasonic proximity sensor, an inductive proximity sensor, and a capacitive proximity sensor.
  • the optical proximity sensor may be an infrared proximity sensor.
  • the optical proximity sensor may be provided with a pair of light transmitting unit and the light receiving unit in each coupling element.
  • the coupling element may comprise at least one of a mechanical coupling element and a magnetic coupling element.
  • the communication module may receive content from an external terminal, and the controller may control the display to display the content.
  • the controller may analyze the first signal to determine whether the adjacent object is coupled with the body and the coupling position.
  • the controller may transmit coupling information and coupling location information to an external terminal through the communication module.
  • the communication module may receive the modified content according to the coupling information and the coupling position information from the external terminal, and the controller may control the display to display the modified content to the outside.
  • the communication module may perform data communication in at least one of Bluetooth, infrared communication, Zigbee communication, and UWB (Ultra Wide Band).
  • the assembly unit of the present inventors can recognize the other assembling toy assembly unit or the other assembly unit that recognizes and engages with each other and the coupling position.
  • various contents can be exchanged through interworking with an external terminal, and contents can be displayed through a display.
  • FIG 1 is an external view of an assembly unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an assembly unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining a communication relationship between an assembly unit and an external terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of an infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the operation of recognizing whether the assembly unit is coupled according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of recognizing whether the assembly unit is coupled according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the operation of recognizing whether the assembly unit is coupled according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the coupling position recognition operation of the assembly unit according to an embodiment of the present invention.
  • ordinal numbers such as second and first
  • first and second components may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • FIG. 1 is an external view of an assembly unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of an assembly unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an assembly unit and an exterior according to an embodiment of the present invention.
  • an assembly unit includes a body 16, a display 12, a coupling element 11, a detection sensor 13, a communication module 15, and a controller ( 14) can be configured to include.
  • the body 16 may be in the shape of a polyhedron or a solid figure as a housing part of the assembly unit 10. A space for accommodating parts may be formed inside the body 16.
  • the body 16 may be made of, for example, a plastic material.
  • Coupling element 11 may be formed on at least one surface of the body 16.
  • the coupling element 11 may be formed to a size that can be combined with other assembly units or general toy assembly units.
  • the coupling element 11 may comprise, for example, at least one of a mechanical coupling element and a magnetic coupling element.
  • the mechanical coupling element may be configured by, for example, one or more coupling studs 11 formed on at least one surface of the body 16.
  • the coupling stud 11 may include a portion protruding outward from the center of the body and a through hole portion.
  • the assembly unit 10 may be coupled to each other by fitting the portion projecting out of the coupling stud 11 to the through-hole portion of the other assembly unit.
  • the magnetic coupling element may, for example, comprise at least one neodymium magnet.
  • the coupling element and the coupling stud may be used interchangeably with the same meaning.
  • the number of coupling elements or coupling studs may be variously formed, and may be formed singularly or asymmetrically.
  • the display 12 may be disposed on at least one surface of the body to display visual content to the outside.
  • the display 12 may be disposed on only one surface of the body 16, disposed on corresponding both sides of the body 16, or disposed over the front surface of the body 16.
  • the display 12 may be, for example, an LCD, LED, OLED, PDP type display.
  • the sensing sensor 13 may be attached to each of the coupling elements 11 to detect an object proximate to the coupling element 11.
  • the sensor 11 may be attached to each of the coupling studs 11 to detect an object proximate to the coupling studs 11.
  • the sensing sensors 13 attached to each of the coupling studs 11 may independently operate to detect adjacent objects and may transmit a first signal which is a detection signal according to the detection result. Therefore, when an object is close to only a part of the coupling stud 11, some coupling studs may detect an adjacent object and transmit a first signal, which is a detection signal, and may not transmit a detection signal from another coupling stud.
  • the sensing sensor 13 may be configured, for example, of at least one of a magnetic proximity sensor, an optical proximity sensor, an ultrasonic proximity sensor, an inductive proximity sensor, and a capacitive proximity sensor.
  • the magnetic proximity sensor can detect the proximity object by using the principle that when the object is close to the magnetic field, an induction current flows to the nearby object by electromagnetic induction and the oscillation of the change of impedance of the detection coil is stopped by the induction current.
  • the optical proximity sensor uses a reflection principle of an optical signal to emit an optical signal from a light source, and detect a proximity object by detecting a reflection signal reflected from a proximity object.
  • the ultrasonic proximity sensor may detect the proximity object by receiving the ultrasonic signal periodically radiated and the ultrasonic signal reflected from the surface of the proximity object.
  • the inductive proximity sensor may detect a proximity object by detecting the size of the high frequency oscillator that changes as the object approaches.
  • the capacitive proximity sensor can detect a proximity object by detecting a capacitance of a capacitor that changes when an object whose dielectric constant exceeds a predetermined value approaches.
  • the sensor 13 is configured using an infrared sensor among the optical sensors as an example.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of an infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the infrared sensor may include a light transmitter 31 for emitting infrared light and a light receiver 32 for detecting a reflected infrared signal.
  • the light transmitter 31 and the light receiver 32 may be provided in a pair in each coupling element 11.
  • the communication module 15 may transmit the first signal under the control of the controller 14 when the sensing sensor 13 detects a proximity object.
  • the communication module 15 may include, for example, at least one module of a short range communication module and a wireless communication module.
  • the short range communication module may be configured of, for example, a Near Field Communication (NFC) module, a Radio Frequency Identification (RFID) module, an infrared communication module, a Bluetooth module, or a ZigBee module.
  • the wireless communication module may be, for example, It may be configured as a Wi-Fi module, a 3G module, or a Long Term Evolution (LTE) module.
  • the assembly unit 10 may perform data communication with another assembly unit or an external terminal through the communication module 15.
  • the controller 14 may be configured as a micro controller unit (MCU), and when the second signal is received within a predetermined time from when the first signal is transmitted, the controller 14 may exchange an identification signal with an entity that has transmitted the second signal.
  • the entity for transmitting the second signal may be any one of the other assembly unit and the external terminal 20, and the controller 14 may determine the adjacent object by analyzing the exchanged identification signals.
  • FIG. 5 is a view for explaining the operation of recognizing the assembly unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5b is a view for explaining the operation of recognizing the assembly unit according to another embodiment of the present invention
  • 5C is a view for explaining an operation of recognizing whether or not an assembly unit is coupled according to another embodiment of the present invention.
  • the first assembly unit 103 detects the second assembly unit 104 through a detection sensor when the second assembly unit 104 approaches within a predetermined distance.
  • the first assembly unit 103 transmits the first signal, which is a detection signal, through the communication module.
  • the second assembly unit 104 also detects the first assembly unit 103 and transmits the first signal.
  • the first signal transmitted from the first assembly unit 103 and the second assembly unit 104 is transmitted to the external terminal 200, the external terminal 200 is the first assembly unit 103 and the second assembly unit ( A second signal is sent to 104.
  • the first assembly unit 103 and the second assembly unit 104 When the first assembly unit 103 and the second assembly unit 104 receive the second signal within a predetermined time from when the first signal is sent, the first assembly unit 103 and the second assembly unit 104 transmit an identification signal ID to each other through the external terminal 200. Replace it.
  • the control unit analyzes the exchanged identification signals to determine the combined counterpart unit.
  • the first assembly unit 105 detects the second assembly unit 106 through a detection sensor when the second assembly unit 106 approaches within a predetermined distance.
  • the first assembly unit 105 transmits the first signal, which is a detection signal, through the communication module.
  • the second assembly unit 106 also detects the first assembly unit 105 to transmit the first signal.
  • the first signal transmitted from the first assembly unit 105 and the second assembly unit 106 is transmitted to the third assembly unit 107, and the third assembly unit 107 is formed of the first assembly unit 105 and the first assembly unit 105.
  • the second assembly unit 106 transmits a second signal.
  • the control unit analyzes the exchanged identification signals to determine the combined counterpart unit.
  • the first assembly unit 108 detects the second assembly unit 109 through a detection sensor when the second assembly unit 109 approaches within a predetermined distance.
  • the first assembly unit 108 transmits the first signal, which is a detection signal, through the communication module.
  • the second assembly unit 109 also detects the first assembly unit 108 and transmits the first signal.
  • the first signal transmitted from the first assembly unit 108 and the second assembly unit 109 is transmitted to each communication module, and the first assembly unit 108 and the second assembly unit which have received the first signal from the other party.
  • 109 transmits a second signal.
  • the first assembly unit 108 and the second assembly unit 109 receive the second signal within a predetermined time from when the first signal is sent, they exchange the identification signals ID.
  • the control unit analyzes the exchanged identification signals to determine the combined counterpart unit.
  • FIG. 8 is a view for explaining the coupling position recognition operation of the assembly unit according to an embodiment of the present invention.
  • a sensing sensor attached to each coupling element may operate independently to detect a proximity object.
  • the second coupling element 111b of the first assembly unit 101 detects the second assembly unit 102 to send a first signal, and the first coupling element 112a of the second assembly unit 102 is the first.
  • the assembly unit 101 is detected and the first signal is sent.
  • the first coupling element 111a of the first assembling unit 101 and the second coupling element 112b of the second assembling unit 102 may be out of the detection range even when the other assembly unit is close to the first signal. It cannot be sent.
  • the first signal may include an identification signal for distinguishing the coupling elements 11a, 111b, 112a, and 112b from which the signal is transmitted.
  • the first signal is transmitted to the external terminal, and the external terminal determines the coupling position between each assembly unit by using the identification signal for each coupling element included in the first signal.
  • each assembly unit may control the position of content to be displayed by controlling the display based on the determined coupling position.
  • the first assembly unit 101 displays the content on the display surface corresponding to the second coupling element 111b
  • the second assembly unit 102 displays the content on the display surface corresponding to the first coupling element 112a. do. Therefore, the content may be displayed to the outside on the display surface of the hatched area, and the content may be controlled to be displayed on other areas or other content.
  • the coupling positions between the assembly units may be determined by exchanging signals between other assembly units or assembly units other than an external terminal.
  • ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or an ASIC, and ' ⁇ part' performs certain roles.
  • ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware.
  • ' ⁇ Portion' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functionality provided within the components and the 'parts' may be combined into a smaller number of components and the 'parts' or further separated into additional components and the 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.

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Abstract

조립 유닛이 개시된다. 상기 조립 유닛은 몸체; 상기 몸체의 적어도 일면에 배치되는 디스플레이; 상기 몸체의 적어도 일면에 형성되는 결합요소; 상기 결합요소 각각에 부착되며 상기 결합요소에 근접한 물체를 감지하는 감지센서; 상기 감지센서에 의해 감지된 제1신호를 송출하는 통신모듈; 및 상기 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하면 상기 제2신호를 송출한 개체와 식별신호를 교환하는 제어부를 포함한다.

Description

조립 유닛
본 발명은 조립 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다른 결합 가능한 장난감 조립 유닛 또는 상호간 결합에 의하여 집합적인 구조물을 제공할 수 있는 조립 유닛에 관한 것이다.
최근 들어 토이 산업이 첨단사업으로 진화되고 있는 경향을 보이고 있다. 시각·촉각·청각 위주로 오락거리를 제공하거나 작동되던 토이가 터치, 음성, 동공 움직임, 모션감지 등 첨단기술을 채용하면서 스마트 기기화되고 있다. 전통적인 목제, 금속제, 플라스틱 소재의 단순 정물적이던 토이가 로봇, 원격제어, 영상 등 공학기술과 뇌 인지 등 첨단 의학기술과 융·복합을 이루면서 다차원의 복합적, 역동적, 감성적 장치로 변화를 거듭하고 있다. 현대의 첨단 토이산업은 주조, 금형, 용접, 절삭가공, 열처리, 표면처리 등 뿌리산업 능력을 기반으로 하며 여기에 IT, CT, 로봇산업, 문화산업, 심리학적· 의학적 이론 등이 융·복합되어 만들어진다.
최근에는 퍼즐 조각이 완전하게 조립이 완료된 경우에 조립완료 결과를 사용자에게 알려주는 기능을 하는 퍼즐 놀이기구가 다수 개발되고 있다. 등록실용신안 제270,724호에서는 완성된 퍼즐 놀이기구의 조립완료 여부를 감지하기 위한 수단으로서 전기 전도성을 가지는 물질을 각 퍼즐 조각에 설치하여 그 퍼즐 조각들이 지정된 위치에 완전하게 조립되었을 때 전기적으로 하나의 전기전달통로가 구성되도록 하였다. 따라서, 그 전기 전달통로의 일 측으로부터 발생한 전기적 신호가 전기 전달 통로를 통과하여 타 측에 도달하게 되면 퍼즐 놀이기구의 조립이 완료된 것으로 인정되는 구조를 가지는 것이다. 이와 같이 그 퍼즐 놀이기구의 조립이 완료되었을 때, 일 측으로부터 전기를 공급하여 타 측에서 상기 퍼즐 조각들에 설치된 하나의 전기전달통로를 통과한 전기를 감지한 경우에 음성으로 조립이 완료되었음을 알리는 음성으로 사용자에게 알리는 기능을 구현하였다.
그러나, 이러한 퍼즐 기구는 조립완료 상태를 감지하기 위한 핵심구성요소로서 전기 전도성을 가지는 하나의 전기 전달통로를 퍼즐 조각 세트에 구성함으로 인해서, 그 퍼즐 조각들 사이사이에서 불연속성이 발생하여 전기 전달 통로가 현실적으로 단절되는 문제점이 있어서, 조립이 완료된 상태에서도 상기 일 측으로부터 타 측으로 전기의 전달이 제대로 이루어지지 아니하여 그 퍼즐 놀이기구의 조립이 완료되었음을 제대로 알려주지 못하는 문제점이 있다.
또한, 그 퍼즐 기구를 유아나 어린이들이 사용하는 경우에는 물이나 타액 등에 의해 퍼즐 조각에 설치된 전기 전달 통로가 손상되거나, 사용자에게 감전의 위험성이 따르는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다른 결합 가능한 장난감 조립 유닛 과의 결합 여부 또는 상호간 결합 여부 및 결합 위치를 인지하고 결합한 상대방 조립 유닛을 식별할 수 있는 조립 유닛을 제공하는데 있다.
또한, 스마트폰과 같은 외부 단말기 또는 조립 유닛 상호간 연동을 통하여 다양한 컨텐츠 교환이 가능하며 디스플레이를 통하여 컨텐츠 표시가 가능한 조립 유닛을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몸체; 상기 몸체의 적어도 일면에 배치되는 디스플레이; 상기 몸체의 적어도 일면에 형성되는 결합요소; 상기 결합요소 각각에 부착되며 상기 결합요소에 근접한 물체를 감지하는 감지센서; 상기 감지센서에 의해 감지된 제1신호를 송출하는 통신모듈; 및 상기 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하면 상기 제2신호를 송출한 개체와 식별신호를 교환하는 제어부를 포함하는 조립 유닛을 제공한다.
상기 제어부는 상기 식별신호를 분석하여 상기 근접한 물체를 판별할 수 있다.
상기 제2신호를 송출한 개체는 다른 조립 유닛 및 외부 단말기 중 어느 하나일 수 있다.
상기 감지센서는 자기 근접센서, 광학 근접센서, 초음파 근접 센서, 유도성 근접 센서 및 용량성 근접 센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
상기 광학 근접센서는 적외선 근접센서일 수 있다.
상기 광학 근접센서는 광 송신부 및 광 수신부가 각각의 결합요소에 하나의 쌍으로 마련될 수 있다.
상기 결합요소는 기계적 결합 요소 및 자기적 결합 요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 통신모듈은 외부 단말기로부터 컨텐츠를 수신하며, 상기 제어부는 상기 디스플레이를 제어하여 상기 컨텐츠를 표시할 수 있다.
상기 제어부는 제1신호를 분석하여 상기 근접한 물체와 상기 몸체간의 결합 여부 및 결합위치를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 통신모듈을 통하여 결합여부 정보 및 결합위치 정보를 외부 단말기로 전송할 수 있다.
상기 통신모듈은 상기 결합여부 정보 및 결합위치 정보에 따라 변형된 컨텐츠를 상기 외부 단말기로부터 수신하며, 상기 제어부는 상기 디스플레이를 제어하여 상기 변형된 컨텐츠를 외부로 표시할 수 있다.
상기 통신모듈은 블루투스, 적외선 통신, 지그비 통신 및 UWB(Ultra Wide Band) 방식 중 적어도 하나의 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.
본 발명인 조립 유닛은 다른 결합 가능한 장난감 조립 유닛 또는 상호간 결합 여부 및 결합 위치를 인지하고 결합한 상대방 조립 유닛을 식별할 수 있다.
또한, 외부 단말기와의 연동을 통하여 다양한 컨텐츠 교환이 가능하며 디스플레이를 통하여 컨텐츠를 표시할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 외형도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 구성 블록도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛 및 외부 단말기간의 통신관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 감지센서의 개념도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면,
도6은는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면,
도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면 및
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 결합 위치 인지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 외형도, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 구성 블록도, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛 및 외부 단말기간의 통신관계를 설명하기 위한 도면이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛은 몸체(16), 디스플레이(12), 결합요소(11), 감지센서(13), 통신모듈(15) 및 제어부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 몸체(16)는 조립 유닛(10)의 하우징 부분으로 다면체 또는 입체도형의 형상일 수 있다. 몸체(16)의 내부에는 부품을 수용하기 위한 공간이 형성되어 있을 수 있다. 몸체(16)는 예를 들면 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
몸체(16)의 적어도 일면에는 결합요소(11)가 형성될 수 있다. 결합요소(11)는 다른 조립 유닛 또는 일반적인 장난감 조립 유닛과 결합이 가능한 규격으로 형성될 수 있다.
결합 요소(11)는 예를 들면, 기계적 결합 요소 및 자기적 결합 요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
기계적 결합 요소는 예를 들면 몸체(16)의 적어도 일면에 결합 스터드(11)가 하나 또는 복수개 형성되어 구성될 수 있다. 결합 스터드(11)는 몸체의 중심으로부터 외부로 돌출되는 부분과 관통홀 부분을 포함하여 구성될 수 있다. 조립 유닛(10)은 결합 스터드(11)의 외부로 돌출되는 부분을 타 조립 유닛의 관통홀 부분에 끼워 맟춤으로써 상호간 결합될 수 있다. 자기적 결합 요소는 예를 들면 적어도 하나 이상의 네오디뮴 자석을 포함하여 구성될 수 있다. 이하 본 발명의 일실시예에서는 결합 요소와 결합 스터드는 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 결합요소 또는 결합스터드의 개수는 다양하게 형성될 수 있으며 단수로 형성되거나 비대칭적으로 형성될 수도 있다.
디스플레이(12)는 몸체의 적어도 일면에 배치되어 시각적 컨텐츠를 외부로 표시할 수 있다. 디스플레이(12)는 몸체(16)의 일면에만 배치되거나 또는 몸체(16)의 대응되는 양면에 배치되거나 또는 몸체(16)의 전면에 걸쳐 배치되는 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 디스플레이(12)는 예를 들면 LCD, LED, OLED, PDP 방식의 디스플레이가 사용될 수 있다.
감지센서(13)는 결합요소(11) 각각에 부착되어 결합요소(11)에 근접한 물체를 감지할 수 있다. 감지센서(11)는 결합 스터드(11) 각각에 부착되어 결합 스터드(11)에 근접한 물체를 감지할 수 있다. 결합 스터드(11) 각각에 부착된 감지센서(13)는 독립적으로 동작하여 근접한 물체를 감지하며 감지결과에 따라 감지신호인 제1신호를 송출할 수 있다. 따라서, 결합 스터드(11)의 일부에만 물체가 근접한 경우 일부의 결합 스터드는 근접한 물체를 감지하여 감지신호인 제1신호를 송출하고, 다른 결합 스터드에서는 감지신호를 송출하지 못할 수 있다.
감지센서(13)는 예를 들면 자기 근접센서, 광학 근접센서, 초음파 근접센서, 유도성 근접센서 및 용량성 근접센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 자기 근접센서는 자계에 물체가 근접하면 전자 유도에 의해 근접 물체에 유도 전류가 흐르게 되며 유도 전류에 의하여 검출 코일의 임피던스(impedence)의 변화 발진이 정지하게 되는 원리를 이용하여 근접 물체를 감지할 수 있다. 광학 근접센서는 광 신호의 반사원리를 이용한 것으로 광원으로부터 광신호가 방사되고, 근접 물체로부터 반사되는 반사신호를 검출하여 근접 물체를 감지할 수 있다. 초음파 근접센서는 주기적으로 방사되는 초음파 신호와 근접 물체의 표면으로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 근접 물체를 감지할 수 있다. 유도성 근접센서는 물체가 근접함에 따라 변화하는 고주파 발진기의 크기를 검출하여 근접 물체를 감지할 수 있다. 용량성 근접센서는 유전체 상수가 일정 수치를 초과하는 물체가 근접하는 경우 변화하는 캐패시터의 용량을 검출하여 근접 물체를 감지할 수 있다.
이하에서는 광학 감지센서 중 적외선 감지센서를 이용하여 감지센서(13)가 구성된 것을 일례로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 감지센서의 개념도이다.
도4를 참조하면 적외선 감지센서는 적외선을 방사하는 광 송신부(31)와 반사되는 적외선 신호를 검출하기 위한 광 수신부(32)를 포함하여 구성될 수 있다. 광 송신부(31)와 광 수신부(32)는 각각의 결합요소(11)에 하나의 쌍으로 마련될 수 있다.
다시 도1 내지 도3을 참조하면, 통신모듈(15)은 감지센서(13)가 근접 물체를 감지한 경우 제어부(14)의 제어에 의하여제1신호를 송출할 수 있다. 통신모듈(15)은 예를 들면, 근거리 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 근거리 통신 모듈은 예를 들면 NFC(Near Field Communication) 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 모듈, 적외선 통신 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈 또는 ZigBee모듈 등으로 구성될 수 있으며, 무선 통신 모듈은 예를 들어, 와이파이(Wi-fi) 모듈, 3G 모듈 또는 LTE(Long Term Evolution) 모듈 등으로 구성될 수 있다. 조립 유닛(10)은 통신 모듈(15)을 통하여 다른 조립 유닛 또는 외부 단말기와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
제어부(14)는 MCU(Micro Controller Unit)으로 구성될 수 있으며, 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하면 제2신호를 송출한 개체와 식별신호를 교환할 수 있다. 이 때 제2신호를 송출하는 개체는 다른 조립 유닛 및 외부 단말기(20) 중 어느 하나일 수 있으며, 제어부(14)는 교환한 식별신호를 분석하여 근접한 물체를 판별할 수 있다.
이하에서는 도5 내지 도8로부터 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 동작을 설명하기로 한다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조립 유닛의 결합 여부 인지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도5를 참조하면 제1조립 유닛(103)은 제2조립 유닛(104)이 일정 거리 이내로 근접하게 되면 감지센서를 통하여 제2조립 유닛(104)을 감지하게 된다. 제1조립 유닛(103)은 감지신호인 제1신호를 통신모듈을 통하여 송출하게 된다. 이 때 제2조립 유닛(104)도 제1조립 유닛(103)을 감지하여 제1신호를 송출하게 된다. 제1조립 유닛(103) 및 제2조립 유닛(104)으로부터 송출된 제1신호는 외부 단말기(200)로 전송되고, 외부 단말기(200)는 제1조립 유닛(103)과 제2조립 유닛(104)에 제2신호를 송출한다. 제1조립 유닛(103)과 제2조립 유닛(104)은 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하게 되면 외부 단말기(200)를 통하여 서로간의 식별신호(ID)를 교환한다. 제어부는 교환된 식별신호를 분석하여 결합된 상대 조립 유닛을 판별하게 된다.
도6을 참조하면, 제1조립 유닛(105)은 제2조립 유닛(106)이 일정 거리 이내로 근접하게 되면 감지센서를 통하여 제2조립 유닛(106)을 감지하게 된다. 제1조립 유닛(105)은 감지신호인 제1신호를 통신모듈을 통하여 송출하게 된다. 이 때 제2조립 유닛(106)도 제1조립 유닛(105)을 감지하여 제1신호를 송출하게 된다. 제1조립 유닛(105) 및 제2조립 유닛(106)으로부터 송출된 제1신호는 제3조립 유닛(107)으로 전송되고, 제3조립 유닛(107)은 제1조립 유닛(105)과 제2조립 유닛(106)에 제2신호를 송출한다. 제1조립 유닛(105)과 제2조립 유닛(106)은 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하게 되면 제3조립 유닛(107)을 통하여 서로간의 식별신호(ID)를 교환한다. 제어부는 교환된 식별신호를 분석하여 결합된 상대 조립 유닛을 판별하게 된다.
도7을 참조하면, 제1조립 유닛(108)은 제2조립 유닛(109)이 일정 거리 이내로 근접하게 되면 감지센서를 통하여 제2조립 유닛(109)을 감지하게 된다. 제1조립 유닛(108)은 감지신호인 제1신호를 통신모듈을 통하여 송출하게 된다. 이 때 제2조립 유닛(109)도 제1조립 유닛(108)을 감지하여 제1신호를 송출하게 된다. 제1조립 유닛(108) 및 제2조립 유닛(109)으로부터 송출된 제1신호는 각각의 통신모듈로 전송되고, 상대방으로부터 제1신호를 전송받은 제1조립 유닛(108)과 제2조립 유닛(109)은 제2신호를 송출한다. 제1조립 유닛(108)과 제2조립 유닛(109)은 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하게 되면 서로간의 식별신호(ID)를 교환한다. 제어부는 교환된 식별신호를 분석하여 결합된 상대 조립 유닛을 판별하게 된다.
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 조립 유닛의 결합 위치 인지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도8을 참조하면 각각의 결합 요소에 부착된 감지센서는 독립적으로 동작하여 근접 물체를 감지할 수 있다. 제1조립 유닛(101)의 제2결합요소(111b)는 제2조립 유닛(102)을 감지하여 제1신호를 송출하고 제2조립 유닛(102)의 제1결합요소(112a)는 제1조립 유닛(101)을 감지하여 제1신호를 송출한다. 이 때, 제1조립 유닛(101)의 제1결합요소(111a)와 제2조립유닛(102)의 제2결합요소(112b)는 상대방 조립유닛이 근접하더라도 감지범위를 벗어나게 되어 제1신호를 송출할 수 없게 된다. 제1신호에는 신호를 송출한 결합 요소(11a, 111b, 112a, 112b)를 구분할 수 있는 식별신호가 포함될 수 있다. 제1신호는 외부 단말기로 전송되고 외부 단말기는 제1신호에 포함된 결합 요소별 식별신호를 이용하여 각각의 조립 유닛간의 결합 위치를 판별하게 된다.
또한, 각각의 조립 유닛은 판별한 결합 위치를 기준으로 디스플레이를 제어하여 표시하는 컨텐츠의 위치를 제어할 수 있다. 제1조립 유닛(101)은 제2결합요소(111b)와 대응되는 디스플레이면에 컨텐츠를 표시하고, 제2조립 유닛(102)은 제1결합요소(112a)와 대응되는 디스플레이면에 컨텐츠를 표시한다. 따라서, 컨텐츠는 빗금 영역의 디스플레이면에서 외부로 표시되고 그 외의 영역에서는 컨텐츠가 표시되지 않거나 다른 컨텐츠가 표시되도록 제어될 수 있다.
도8의 일례와는 달리 외부 단말기가 아닌 다른 조립 유닛 또는 조립 유닛 상호간에 신호를 교환하여 조립 유닛간의 결합 위치를 판별할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 적어도 일면에 배치되는 디스플레이;
    상기 몸체의 적어도 일면에 형성되는 결합요소;
    상기 결합요소 각각에 부착되며 상기 결합요소에 근접한 물체를 감지하는 감지센서;
    상기 감지센서에 의해 감지된 제1신호를 송출하는 통신모듈; 및
    상기 제1신호를 송출한 시점으로부터 소정의 시간이내에 제2신호를 수신하면 상기 제2신호를 송출한 개체와 식별신호를 교환하는 제어부를 포함하는 조립 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 식별신호를 분석하여 상기 근접한 물체를 판별하는 조립 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2신호를 송출한 개체는 다른 조립 유닛 및 외부 단말기 중 어느 하나인 조립 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지센서는 자기 근접센서, 광학 근접센서, 초음파 근접 센서, 유도성 근접 센서 및 용량성 근접 센서 중 적어도 하나로 구성되는 조립 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학 근접센서는 적외선 근접센서인 조립 유닛.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 광학 근접센서는 광 송신부 및 광 수신부가 각각의 결합요소에 하나의 쌍으로 마련되어 있는 조립 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결합요소는 기계적 결합 요소 및 자기적 결합 요소 중 적어도 하나를 포함하는 조립 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신모듈은 외부 단말기로부터 컨텐츠를 수신하며,
    상기 제어부는 상기 디스플레이를 제어하여 상기 컨텐츠를 표시하는 조립 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 제1신호를 분석하여 상기 근접한 물체와 상기 몸체간의 결합 여부 및 결합위치를 판단하는 조립 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 통신모듈을 통하여 결합여부 정보 및 결합위치 정보를 외부 단말기로 전송하는 조립 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 결합여부 정보 및 결합위치 정보에 따라 변형된 컨텐츠를 상기 외부 단말기로부터 수신하며,
    상기 제어부는 상기 디스플레이를 제어하여 상기 변형된 컨텐츠를 외부로 표시하는 조립 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 통신모듈은 블루투스, 적외선 통신, 지그비 통신 및 UWB(Ultra Wide Band) 방식 중 적어도 하나의 방식으로 데이터 통신을 수행하는 조립 유닛.
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