KR100935830B1 - 초점이 자동 조절되는 다초점 안경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체렌즈와 연결된 압전소자에 인가되는 전압을 조절함으로써 초점을 자동으로 조절시킬 수 있는 다초점 안경에 관하여 개시한다. 본 발명은 안경의 좌측 및 우측에 형성되는 액체렌즈와 상기 좌우측 액체렌즈의 일 측에 결합되어 상기 액체렌즈의 형태를 변형시키는 압전소자 및 상기 압전소자에 전압을 공급하여 상기 압전소자의 두께를 변형시키는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 액체렌즈의 유동성을 통하여 가변적 초점을 가지는 렌즈의 사용이 가능하고 종래 다초점 안경에 비해 보다 보편적으로 사용할 수 있으며 어지러움 등의 불편을 해소할 수 있다.

액체렌즈, 다초점, 압전소자, 전압, 초점거리, 안경

Description

초점이 자동 조절되는 다초점 안경{Automatically Multifocal Glasses}

본 발명은 다초점 안경에 관한 것으로서, 구체적으로는 액체렌즈와 연결된 압전소자에 인가되는 전압을 조절함으로써 초점을 자동으로 조절시킬 수 있는 다초점 안경에 관한 것이다.

일반적으로 가까이 있는 물체가 잘 보이지 않게 되면 사람들은 돋보기를 주로 사용한다. 그러나 돋보기 사용의 불편함 때문에 가장 많이 사용되는 것이 단초점 안경이다. 단초점 안경은 가까운 거리를 보기 위해 도수를 넣은 렌즈이다. 초점이 하나로 고정되어 있어 가까운 거리에서 작업할 때만 사용이 가능하여 먼 거리를 볼 때는 안경을 벗어야 하는 불편이 따른다.

이 같은 단점을 극복하기 위해 이중초점 안경이 등장하였다. 이중초점 안경은 한 개의 렌즈에 먼 거리를 보는 부분과 가까운 거리를 보는 부분으로 나누어 두 개의 도수가 들어간 렌즈이다. 그러나 이중초점 안경은 노안이 심하지 않은 사람은 사용할 수 없고 가까운 거리와 먼 거리만 잘 보이도록 만들어져 중간 거리가 잘 보이지 않는다는 단점이 있다.

이에 최근에는 다초점 렌즈가 인기를 끌고 있는데 흔히 누진다초점 안경이라 고도 하며, 무수한 초점이 다중으로 이루어져 있어 눈의 초점위치에 따라 도수가 달라지는 렌즈로 구성된다. 원거리를 보는 부위와 근거리를 보는 부위가 중간에 단절되는 일이 없게끔 만들어졌기 때문에, 거리에 상관없이 잘 볼 수 있는 것이다. 주로 40, 50대 초기 노안환자가 사용할 때 눈의 피로가 절감되어 효과가 좋다.

그러나 가격이 비싸고, 안경 착용시 시야가 좁아지며, 사물을 볼 때 시선을 중심으로 두어야 만하며 그렇지 않을 경우 초점이 잘 맞지 않아 어지럽고 불편을 느끼게 되는 문제점이 존재한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 렌즈의 고정 초점에 가변성을 부여하여 가까운 거리, 중간거리, 먼 거리 모두를 잘 볼 수 있도록 하면서도 시야를 확보하고 어지러움이 발생하지 않는 다초점 안경을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다초점 안경은, 고정된 틀에 액체를 넣어 좌측 및 우측에 형성되는 액체렌즈; 상기 좌우측 액체렌즈의 일 측에 결합되어 상기 액체렌즈의 형태를 변형시키는 압전소자; 및 상기 압전소자에 특정 전압을 공급하여 압전소자의 두께를 변형시키는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 액체렌즈의 고정된 틀은 신축성 있는 플라스틱 등에 의해 형성될 수 있으며 상기 액체는 물, 기름, 액체 실리콘 등과 같이 공기와 굴절률이 다른 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 압전소자는 액체렌즈의 일 측에 결합될 수 있을 뿐만 아니라 이에 대칭되는 타 측에 압전소자를 더 포함할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 액체렌즈와 압전소자는 그 결합의 고정을 위하여 고정핀을 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는 좌측 액체렌즈의 압전소자와 우측 액체렌즈의 압전소자를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는 좌측 액체렌즈의 압전소자와 우측 액체렌즈의 압전소자를 동일하게 제어할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는 안경테의 양측에 형성될 수도 있으며 일측의 제어부는 좌측 액체렌즈의 압전소자와 연결되어 제어하고 타측의 제어부는 우측 액체렌즈의 압전소자와 연결되어 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 액체렌즈의 유동성을 통하여 가변적인 초점거리를 가능케 함으로써, 기존의 다초점 안경들보다 보편적으로 사용할 수 있으면서도 시선의 제약이 없어 눈의 피로감이 적다. 또한 필요에 따라 초점을 변경시킬 수 있는바, 착용시 어지러움이 발생하는 등의 불편을 해소할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초점이 자동 조절되는 다초점 안경의 상세 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 액체렌즈(100), 압전소자(200), 제어부(300), 고정핀(400)을 포함하여 구성된다. 이하 본 발명에서는 압전소자(200)와 결합된 액체렌즈(100)가 안경의 좌측 및 우측에 각각 두 개 존재하나 설명의 편의를 위하여 좌측에 한하여 설명한다.

상기 액체렌즈(100)는 고정된 틀에 액체를 넣어 형성될 수 있다. 상기 고정 된 틀은 플라스틱 재질을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않으며 신축성이 있는 투명한 재질을 사용할 수 있다. 상기 액체렌즈(100)는 일반 렌즈에서처럼 액체 내에서 빛의 굴절 현상이 일어나야 하는 바 첨가되는 액체는 물, 기름, 액체 실리콘 등과 같이 공기와 굴절률이 다른 물질 중 어느 하나가 될 수 있다.

상기 압전소자(200)는 액체렌즈(100)의 상하에 각각 결합된다. 본 발명의 실시예에서는 압전소자(200)가 액체렌즈(100)의 상하에 각각 결합되는 것을 예시하지만, 상기 압전소자(200)는 액체렌즈(100)의 어느 일 측에 결합될 수 있으며 또는 상기 일 측에 대칭되는 타 측에 결합될 수도 있다.

압전소자(piezoceramic transducer,200)는 압전기 현상을 나타내는 소자로서 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양의 전하와 음의 전하가 나타나는 성질을 갖는다.

본 발명에서는 이를 역으로 이용하여 다초점 안경에 적용한다. 즉, 압전소자(200)에 전압을 인가하면, 인가되는 전압에 비례하는 외력이 가해지는 것과 같은 현상이 발생하도록 하여 압전소자(200)의 두께를 조절하는 것이다. 결과적으로 압전소자(200)에 특정 전압을 인가하면 두께가 증가하고 반대로 인가하던 전압의 크기를 감소시키거나 반대 부호의 전압을 걸어주면 두께가 감소한다.

상기 고정핀(400)은 액체렌즈(100)와 압전소자(200)의 고정을 위하여 액체렌즈(100)의 좌우측에 각각 결합된다. 본 발명의 실시예에서는 고정핀(400)이 액체렌즈(100)의 좌우측에 각각 결합되는 것을 예시하였지만, 고정을 위하여 어느 일 측에도 결합될 수 있다.

이렇게 결합된 고정핀(400)은 액체렌즈(100)의 형태가 변할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. 상기 제어부(300)로부터 인가되는 전압에 따라 압전소자(200)의 두께가 변하게 될 때 고정핀(400)이 액체렌즈(100)와 압전소자(200)를 고정해 주면 압전소자(200)와 결합된 액체렌즈(100)의 크기가 일정하게 고정되기 때문에 전압에 의해 압전소자(200)의 두께가 늘어나거나 줄어들 때, 액체렌즈(100)의 형태 변화가 일어날 수 있다.

상기 제어부(300)는 압전소자(200)와 연결되어 안경테의 일 측에 결합된다. 본 발명의 실시예에서는 제어부(300)가 안경테의 일 측에 결합되는 것을 예시하였지만, 상기 제어부(300)는 안경테의 양측에 결합될 수도 있다.

사람의 좌안과 우안의 시력이 동일할 수도 있으나, 일반적으로 좌안과 우안의 시력에 차이가 난다. 따라서, 좌측 액체렌즈(100)와 우측 액체렌즈(100)에 서로 다른 초점을 조절할 필요가 있으므로, 좌측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)와 우측액체렌즈(100)의 압전소자(200)에 각각 상이한 크기의 전압을 인가하여 별도로 제어할 수 있어야 하는 것이다.

본 발명은 안경테의 일 측에 부착된 제어부(300)에서 좌측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)와 우측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 또한 좌측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)와 우측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)를 동일하게 제어할 수도 있다.

상기 제어부(300)가 양측에 설치되는 경우 어느 일측의 제어부는 좌측 액체렌즈(100)의 압전소자(200)와 연결되어 제어하고, 다른 타측의 제어부는 우측 액체 렌즈(100)의 압전소자(200)와 연결되어 제어할 수 있다.

상기 제어부(300)에서 압전소자(200)로 인가되는 전압의 크기를 조절하여 상기 압전소자(200)의 두께를 팽창 또는 수축시킬 수 있다. 압전소자(200)의 두께 변화는 압전소자(200)와 결합된 액체렌즈(100)를 볼록하게 또는 오목하게 변형시켜 초점을 변화시킬 수 있게 되는 것이다.

위와 같은 구성의 다초점 안경은 사용자가 근거리를 볼 때 상기 제어부(300)를 통해 특정 전압을 공급하면, 인가되는 전압에 따라 압전소자(200)가 팽창하게 되고, 이에 따라 압전소자(200)와 결합된 액체렌즈(100)는 볼록하게 변형되어 근거리를 볼 수 있도록 초점이 변하게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 다초점 안경의 상세한 원리 및 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 압전소자의 두께변화에 따른 렌즈의 초점거리 변화를 설명하는 도면이다.

도 2의 (a)는 제어부에서 아무런 전압을 인가하지 않았을 때의 압전소자(200)와 액체렌즈(100)의 상태를 나타낸 것이다.

도 2의 (a)와 같은 정상상태에서 사용자가 근거리에 있는 사물을 보기 위하여 제어부(300)를 동작시켜 특정 전압을 인가하면 도 2의 (b)와 같이, 고정핀(400)에 의하여 압전소자(300)와 결합된 액체렌즈(200)의 크기는 고정되어 있는바, 압전 소자(200)의 두께가 증가하면서 액체렌즈(200)에 압력이 증가하여 렌즈가 볼록하게 변할 수 있다. 이에 따라 렌즈의 초점거리는 짧아지고, 근거리에 있는 사물을 볼 수 있다.

반대로, 사용자가 원거리에 있는 사물을 보기 위하여 제어부(300)의 전압을 감소하거나 역전압을 인가하면 도 2의 (c)와 같이, 압전소자(200)의 두께가 감소하면서 액체렌즈(100)에 압력이 감소하여 렌즈가 오목하게 변할 수 있다. 이에 따라 렌즈의 초점거리는 길어지고, 원거리에 있는 사물을 볼 수 있다.

이러한 원리로 안경의 초점을 자유로이 변경시켜, 필요에 따라 적절한 초점을 맞춰 사용할 수 있고, 기존의 누진다초점 안경에서 발생하는 어지러움 등의 불편함을 해소할 수 있다.

상기 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않음은 당업자에게 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 초점이 자동 조절되는 다초점 안경의 상세 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 압전소자의 두께변화에 따른 렌즈의 초점거리 변화를 설명하는 도면이다.

Claims (8)

1. 초점이 자동 조절되는 다초점 안경에 있어서,

   안경의 좌측 및 우측에 형성되는 액체렌즈;

   상기 좌우측 액체렌즈의 일 측에 결합되며, 인가되는 전압에 따르는 두께 변화에 의하여 상기 액체렌즈에 가해지는 압력을 변화시킴으로써 상기 액체렌즈의 형태를 변형시키는 압전소자;

   상기 압전소자에 전압을 공급하여 상기 압전소자의 두께를 변형시키는 제어부; 및

   상기 압전소자의 두께가 변화하더라도 상기 액체렌즈 및 상기 압전소자의 길이 합이 변화하지 않도록 상기 액체렌즈와 상기 압전소자의 결합을 고정시키는 고정핀;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액체렌즈는 신축성 있는 투명한 재질의 고정된 틀에 액체를 넣어 형성되는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액체렌즈는 물, 기름, 액체 실리콘과 같이 공기와 굴절률이 다른 액체 중 어느 하나가 첨가되는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 압전소자와 대칭되는 타 측에, 상기 액체렌즈와 결합되는 압전소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 좌측 액체렌즈의 압전소자와 우측 액체렌즈의 압전소자를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 좌측 액체렌즈의 압전소자와 우측 액체렌즈의 압전소자를 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 안경테의 양측에 형성되며,

   상기 안경테의 일측에 형성되는 제어부는 상기 좌측 액체렌즈의 압전소자와 연결되어 제어하고,

   상기 안경테의 타측에 형성되는 제어부는 상기 우측 액체렌즈의 압전소자와 연결되어 제어하는 것을 특징으로 하는 다초점 안경.

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