지문인식기능을 갖춘 대화형 완구 {CONVERSATION TYPE TOY HAVE FUNCTION OF FINGER PRINT RECOGNITION}

본 발명은 완구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이용자의 지문을 입력받아 입력된 지문에 따라 음성 또는 영상을 입출력할 수 있는 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구에 관한 것이다.

일반적으로, 완구는 어린 아동들이 가지고 노는 장난감으로, 그 형태로는 사람이나 동물 또는 만화캐릭터 등을 형상화한 고정형 또는 작동형의 인형과, 건물이나 자동차 또는 비행기 등의 대형물체를 축소한 미니어춰(Miniature)와, 모조의 칼과 총 등 많은 종류가 있으며, 이러한 완구 중 상기한 고정형의 인형은 도 1에 도시된 바와 같다.

그러나, 상기와 같은 종래의 완구들은, 대체적으로 고정하여 움직이지 않거나 움직이더라도 단순한 동작만을 반복하도록 되어 있어, 이를 이용하는 어린이들의 두뇌발달이나 정서함양에는 도움이 되지 못하기 때문에, 근래에 들어 완구에 어린이들의 두뇌발달과 정서함양에 도움을 줄 수 있는 다양한 기능을 접목하여 완구의 활용도를 넓히고 상품성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 연구의 일환으로, 완구에 지문인식기능과 AV신호 및 기구제어신호의 입출력기능을 포함시킴으로써, 완구에 대한 활용도를 넓히고 상품성 및 구매력을 향상시킬 수 있는 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 완구를 도시한 외관 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 도시한 외관사시도,

도 3은 도 2에 도시된 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구에 외부 주변기기를 연결한 상태를 도시한 외관사시도,

도 4는 도 2에 도시된 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구의 개략적인 제어블록구성도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 도시한 외관사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 완구 몸체 2, 100: 지문입력기

3: 표시부 4: 마이크로폰

5: 스피커 6: 키패드

10: 지문입력부 20: 지문인식부

30: 신호입력부 40: 제어부

50: 기억부 60: TTS부

70; 신호출력부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구는, 지문을 입력하고 입력된 지문을 등록된 지문과 비교하는 지문입력수단과, 키신호나 AV신호를 입력하는 신호입력수단과, AV신호를 출력하는 신호출력수단과, AV신호를 저장하는 기억부 및, 상기 지문입력수단에서 지문을 비교한 결과 또는 상기 신호입력수단을 통해 입력된 키신호에 따라 AV신호의 입출력 및 완구의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 도시한 외관사시도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구는, 소정형태(예를 들면, 동물)의 인형 몸체(1)와 이 인형 몸체(1)의 전면부에 부착된 지문입력기(2)와 표시부(3)와 마이크로폰(4)과 스피커(5) 및 키패드(6)로 구성된다.

여기서, 상기 지문입력기(2)는 이용자가 손가락의 지문부위를 밀착하면 지문의 영상을 스캐닝하여 전기적인 신호로 변환하는 것이고, 상기 표시부(3)는 영상을 디스플레이하는 것으로, 액정표시소자형의 표시부를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 마이크로폰(4)은 입력되는 음성을 전기적인 음성신호로 변환하고, 상기 스피커(5)는 전기적인 음성신호를 가청의 음성신호로 변환하며, 상기 키패드(6)는 본 발명의 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 동작시키기 위한 다수의 키버튼을 구비하고 이용자가 상기 키버튼을 조작하면 그에 상응하는 키신호를 발생한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구는 도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 키신호를 입력하는 키보드(KB)나 AV신호를 입력하는 캠코더(Camcoder; CC) 또는 텔레비젼(Television; TV) 등의 외부 주변기기를 연결하여 사용할 수 있다.

한편, 도 4는 도 2에 도시된 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구의 개략적인 제어블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구의 제어블록은, 지문입력부(10)와 지문인식부(20)와 신호입력부(30)와 제어부(40)와 기억부(50)와 TTS부(60)와 신호출력부(70)로 구성된다.

상기 지문입력부(10)는 몸체(1)에 부착된 지문입력기(2)를 포함하는 것으로, 상기 지문입력기(2)를 통해 스캐닝된 지문의 영상을 신호처리하여 디지털형태의 지문영상데이터로 변환하며, 상기 지문인식부(20)는 상기 지문입력부(10)에서 변환된 지문영상데이터를 기억부(40)에 등록된 지문데이터들과 비교하여 그 비교결과에 상응하는 비교결과신호를 제어부(40)로 입력한다.

상기 신호입력부(30)는 몸체(1)의 마이크로폰(4) 및 키패드(6) 또는 외부의 주변기기(예를 들면, 키보드, 캠코더 등)로부터 입력되는 키신호와 AV신호를 입력받아 이를 제어부(40)로 전달하며, 입력된 키신호 중 외부입력의 키보드로부터 입력되는 키신호는 그에 상응하는 디지털형태의 문자데이터로 변환하고 입력된 AV신호 중 아날로그형태의 신호는 디지털형태의 데이터로 변환한다.

상기 제어부(40)는 상기 지문인식부(20)로부터 입력되는 비교결과신호 및 상기 신호입력부(30)를 통해 입력되는 키패드(6)로부터의 키신호에 따라 지문입력부(10)를 통해 입력된 지문데이터와 신호입력부(30)를 통해 입력되는 문자와 AV데이터를 기억부(50)에 기억시킴과 더불어, 기억부(50)에 기억된 문자데이터를 TTS부(60)으로 인가하거나 기억부(50)에 기억된 AV데이터를 신호출력부(70)로 인가한다.

상기 기억부(50)는 지문입력부(10)를 통해 입력된 지문데이터와 상기 신호입력부(30)를 통해 입력되는 문자와 AV데이터를 기억하고. 제어부(40)로부터의 제어신호에 따라 기억된 지문데이터와 문자와 AV데이터를 독출하여 제어부(40)로 전달한다.

상기 TTS부(Text To Speech; 60)는 문자데이터를 음성신호로 변환하는 변환알고리즘을 내장하고 제어부(40)로부터 출력된 문자데이터를 음성신호로 변환하여 신호출력부(70)로 인가한다. 여기서, TTS부(60)로부터 변환된 음성신호는 신호출력부(70)를 통해 완구의 몸체(1)에 부착된 스피커(5) 또는 외부의 주변기기(예를 들면, 텔리비젼 등)를 통해 출력할 수 있다.

상기 신호출력부(70)는 상기 기억부(50)로부터 독출된 AV데이터를 출력하는 것으로, 아날로그 출력단자를 통해서는 AV데이터를 아날로그신호로 변환하여 출력하고 디지털출력단자를 통해서는 디지털형태의 AV신호를 출력한다. 이와 더불어, 신호출력부(70)는 제어부(40)로부터 인가되는 완구를 동작시키기 위한 동작신호를 출력하도록 되어 있어, 본 발명이 적용된 완구가 작동완구일 경우에는 완구를 작동시키는 액츄에이터로 동작신호를 인가하여 완구를 동작시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 이용자의 지문을 등록하고자 할 때, 키패드(6)에서 지문을 등록하기 위한 키버튼을 조작하면, 그에 상응하는 키신호가 키패드(6)로부터 발생하여 신호입력부(30)를 통해 제어부(40)로 입력된다.

상기 키패드(6)로부터 입력된 키신호에 의해 제어부(40)는 지문을 등록받기 위한 지문등록모드로 전환하며, 지문을 입력받기 위한 제어신호를 지문인식부(20)를 통해 지문입력부(10)로 인가한다.

이와 동시에, 제어부(40)는 지문을 입력하도록 안내하는 안내문구를 표시하기 위한 디스플레이신호를 신호출력부(70)를 통해 표시부(3)로 인가하며, 상기 제어부(40)로부터의 디스플레이신호에 의해 표시부(3) 상에는 지문입력을 안내하는 안내문구가 표시된다.

이때, 이용자가 지문입력기(2)에 손가락의 지문부위를 밀착시키면, 지문입력기(2)에 의해 손가락의 접촉이 감지되어 손가락의 지문부위가 스캐닝되며, 스캐닝된 영상에 상응하는 전기적인 신호가 지문입력기(2)로부터 발생된다.

상기 지문입력기(2)로부터 발생된 전기적인 신호는 지문입력부(10)에서 신호처리되어 디지털형태의 지문영상데이터로 변환되며, 이 지문입력부(10)로부터 변환된 지문영상데이터는 지문인식부(20)를 통해 제어부(40)로 전달된 다음 기억부(50)에 기억된다.

참고적으로, 여러명의 지문을 등록하고자 할 때는, 키패드(6)를 조작하여 각 입력된 지문마다 순번을 등록하거나, 신호출력부(70)에 키보드(KB)를 연결하고 키보드(KB)를 이용해 이용자의 이름을 문자형태로 타이프하여 입력할 수도 있다.

한편, 상기와 같이 지문의 등록을 마친 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 동작시키고자 할 경우에는 지문입력을 통한 로그인(Log In) 과정을 거치게 되는데, 이에 대한 상세한 동작과정은 하기와 같다.

본 발명의 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 동작시키고자 할 때, 이용자가 지문입력기(2)에 손가락의 지문부위를 밀착시키면, 지문입력기(2)에 의해 손가락의 접촉이 감지되어 손가락의 지문부위가 스캐닝되며, 스캐닝된 영상에 상응하는 전기적인 신호가 지문입력기(2)로부터 발생된다.

상기 지문입력기(2)로부터 발생된 전기적인 신호는 지문입력부(10)에서 신호처리되어 디지털형태의 지문영상데이터로 변환되며, 이 지문입력부(10)로부터 변환된 지문영상데이터는 지문인식부(20)로 입력된다.

상기 지문입력부(10)로부터 변환된 지문영상데이터는 지문인식부(20)에 의해 기억부(50)에 기억된 지문데이터들과 비교되며, 그 비교결과에 따른 비교결과신호가 지문인식부(20)로부터 제어부(40)로 입력된다.

즉, 지문인식부(20)에서는 입력된 지문을 기억부(50)에 등록된 지문들과 비교하여 일치되는 지문이 있는지, 일치되는 지문은 어떤 지문인지에 대한 비교결과를 제어부(40)로 제공하는 것이다.

상기 지문인식부(20)로부터 입력되는 비교결과신호에 따라 제어부(40)는 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하면, 로그인이 되었음을 안내하는 안내문구를 표시하기 위한 디스플레이신호를 신호출력부(70)를 통해 몸체(1)의 표시부(2)로 인가하는 반면, 입력된 지문이 등록된 지문과 일치하지 않으면, 로그인이 실패하였음을 안내하는 안내문구를 표시하기 위한 디스플레이신호를 신호출력부(70)를 통해 몸체(1)의 표시부(2)로 인가한다.

상기 제어부(40)로부터의 디스플레이신호에 따라 몸체(10)의 표시부(2) 상에는 로그인이 되었음을 안내하는 안내문구 또는 로그인이 실패하였음을 안내하는 안내문구가 표시되고, 제어부(40)는 로그인이 된 경우에만 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 동작시킨다.

참고적으로, 복수개의 지문이 등록된 경우에는 로그인된 지문의 순번 또는 이용자의 이름을 표시부(2) 상에 표시되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 로그인 과정을 통해 로그인이 성공한 경우에 이용자는 지문인식기능을 갖춘 대화형 완구를 작동시킬 수 있는데, 이중, 먼저, 음성을 녹음하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

음성을 녹음하고자 할 때, 이용자가 키패드(6)의 녹음버튼을 누르면, 키패드(6)로부터 그에 상응하는 키신호가 발생되어 제어부(40)로 입력되고, 제어부(4)는 키패드(6)로부터의 키신호에 따라 음성을 녹음하기 위한 모드로 전환된다.

그 다음, 이용자가 몸체(1)의 마이크로폰(4)을 통해 음성을 입력하면, 입력된 음성은 마이크로폰(4)을 통해 전기적인 음성신호로 변환되며, 이 마이크로폰(40을 통해 변환된 전기적인 음성신호는 신호입력부(30)를 통해 디지털형태의 음성데이터로 변환된다.

상기 신호입력부(30)를 통해 변환된 디지털형태의 음성데이터는 제어부(40)에 의해 소정의 어드레스를 부여받아 기억부(50)에 기억된다.

음성신호를 입력하는 다른 방법으로는, 신호입력부(30)에 키보드(KB)를 연결하여 문자를 타이프해서 입력하는 방법이 있는 데, 이 경우에는 키보드(KB)로부터 발생된 키신호가 신호입력부(30)에서 디지털형태의 문자데이터로 변환된 다음 제어부(40)에 의해 소정의 어드레스를 부여받아 기억부(50)에 기억된다.

그리고, 영상 및 음성을 녹화하고자 할 때, 이용자가 신호출력부(70)에 영상 및 음성을 입력할 수 있는 주변기기 즉, 캠코더(CC)를 연결하고 이 캠코더(CC)를 통해 영상 및 음성을 입력하면, 캠코더(CC)로부터 입력된 영상 및 음성에 상응하는 전기적인 AV신호가 발생하여 신호입력부(30)로 입력된다.

여기서, 캠코더(CC)로부터 아날로그형태의 AV신호가 입력되는 경우에는 신호입력부(30)에서 상기 입력된 아날로그형태의 AV신호가 디지털형태의 데이터로 변환된 다음, 제어부(40)에 의해 소정의 어드레스를 부여받아 기억부(50)에 기억된다.

반면, 디지털형태의 AV신호가 입력되는 경우에는 신호입력부(30)에서의 신호변환없이 곧장 제어부(40)에 의해 소정의 어드레스를 부여받아 기억부(50)에 기억된다.

한편, 이용자가 상기와 같이 녹음 또는 녹화된 영상 또는 음성을 재생하고자 할 때는, 지문입력에 의한 로그인 과정을 완료한 상태에서, 키패드(6)의 재생버튼을 누르면, 그에 상응하는 키신호가 키패드(6)로부터 발생하여 제어부(40)로 입력된다.

상기 키패드(6)로부터의 제어신호에 의해 제어부(40)는 기억부(50)에 기억되어 있는 문자데이터를 독출하여 TTS부(60)로 인가하거나, 기억부(50)에 기억되어 있는 영상 또는 음성데이터를 독출하여 신호출력부(70)로 인가하는데, 이러한 선택은 제어부(40)에 프로그램된 동작알고리즘에 따르게 된다.

상기 제어부(40)에 의해 기억부(50)로부터 TTS부(60)로 인가되는 문자데이터는 TTS부(60)에서 전기적인 음성신호로 변환되어 출력되고, 이 TTS부(60)로부터 출력되는 전기적인 음성신호는 신호출력부(70)로 인가된다.

상기 TTS부(60)로부터 신호출력부(70)로 인가되는 음성신호는 신호출력부(70)에 연결되어 있는 몸체(1)의 스피커(5) 또는 텔레비젼(TV) 등의 주변기기를 통해 가청의 음성신호로 변환되어 출력된다.

그리고, 상기 제어부(40)에 의해 기억부(50)로부터 독출되어 신호출력부(70)로 인가되는 AV데이터는 아날로그출력단자를 통해서는 아날로그형태의 AV신호로 변환되어 출력됨과 더불어 디지털출력단자를 통해서는 디지털형태의 AV신호로 출력된다.

상기와 같이 신호출력부(70)로부터 출력되는 AV신호는 몸체(1)의 표시부(3)또는 스피커(5)를 통해 영상 또는 음성의 형태로 변환되어 출력되며, 신호출력부(70)에 연결된 텔레비젼(TV) 등의 주변기기를 통해서도 영상 또는 음성의 출력이 가능하다.

상기와 같은 지문인식기능을 갖춘 대화형완구는, 제어부(40)의 제어알고리즘을 프로그래밍하기에 따라 여러 다양한 동작을 수행하도록 할 수 있는데, 이에 대한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 부모가 신호입력부(30)에 키보드(KB)를 연결하여 소정의 안내문구(예를 들면, "소원을 말하세요" 등)를 타이프하여 입력하면 입력된 안내문구가 기억부(50)에 기억된다.

이후, 아이가 몸체(1)의 지문입력기(2)에 지문을 입력하면 지문입력부(10) 및 지문인식부(20)에 의해 입력된 지문이 판독되어 그 판독결과가 제어부(40)에 입력되고, 제어부(40)는 입력된 지문이 등록된 아이의 지문인 것이 확인되면, 기억부(50)에 부모가 기억시킨 안내문구에 대한 문자데이터를 독출하여 TTS부(60)로 인가한다.

상기 제어부(40)에 의해 기억부(50)로부터 독출되어 TTS부(60)로 인가된 문자데이터는 TTS부(60)에 의해 전기적인 음성신호로 변환되어 몸체(1)의 스피커(5)를 통해 가청의 음성(예를 들면, "소원을 말하세요" 등)으로 출력된다,

이때, 아이가 몸체(1)의 마이크로폰(4)을 통해 음성(예를 들면, "....가 소원이에요" 등)을 입력하면, 아이가 입력한 음성이 기억부(50)에 데이터의 형태로 저장되고, 이후 부모가 다시 이를 확인할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예에서는 완구의 몸체에 표시부와 지문입력기를 분리하여 설치한 경우를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 표시부(3)와 지문입력기(100)를 이중으로 접합 설치하여 일체로 구성할 수 있다.

여기서, 상기한 지문입력기(100)는 액정소자형(Liquid Crystal Device Type)으로서, 빛을 전후방향으로 자유로이 투과할 수 있기 때문에 이용자는 지문입력기(100)를 통해 표시부(3)에 표시되는 내용을 확인하여 볼 수 있으며, 상기한 액정소자형 지문입력기(100)는 투명기판 상에 스위칭소자와 감광형 센서소자가 일정간격으로 배열 설치된 것으로, 지문의 패턴에 따라 반사 또는 흡수되는 빛을 감광형 센서소자를 통해 수광하여 그에 따라 지문을 스캐닝하도록 구성되어 있다.

참고적으로, 상기한 액정소자형 지문입력기(100)에는 각기 스위칭소자와 감광형 센서소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; "TFT")를 이용하는 박막트랜지스터 액정소자형 지문입력기를 사용하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 완구를 통해 이용자의 지문을 등록하고 지문이 등록된 이용자에 한해 AV신호를 입출력할 수 있게 하고, 지문의 인식 결과에 따른 기구제어신호에 의해 완구를 동작시킴으로써, 완구의 상품성 및 구매력을 높이고 활용도를 넓힐 수 있는 효과가 있다.