KR101551519B1 - 부착할 수 있는 광학 소자 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

눈-보호 장치에 조립을 위한 광 감쇄 광학 장치는 광의 투과를 가변적으로 감쇄시키기 위한 전자적으로 제어되는 게스트-호스트 액정 셀로서, 제 1 및 제 2 플라스틱 기판을 포함하는 게스트-호스트 액정 셀을 갖는 광학 소자를 포함한다. 제어기는 액정 셀에 전기적으로 연결되어 액정 셀 양단에 전압을 선택적으로 공급하도록 구성된다. 제어기는 제어기를 전원에 전기적으로 연결하기 위한 수단과, 제어기를 눈-보호 장치에 부착하기 위한 수단이 제공된다. 광학 소자는, 광학 소자의 바깥쪽 주변부를 눈-보호 장치의 보는 렌즈의 표면에 부착하기 위한 수단이 제공된다.

Description

부착할 수 있는 광학 소자 장치 및 방법{ATTACHABLE OPTICAL ELEMENT ARRANGEMENTS AND METHODS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2009년 1월 30일에 출원된, 부착할 수 있는 광학 소자 장치 및 방법이라는 명칭의 U.S. 가특허출원 일련번호 61/148,515와, 2009년 2월 13일에 출원된, 부착할 수 있는 광학 소자 장치 및 방법이라는 명칭의 U.S. 가특허출원 일련번호 61/152,471을 우선권 및 어떤 다른 이익으로서 청구하며, 이들 두 특허출원의 전체 공개물은 본 명세서에서 완전히 인용된다.

보호 및 성능 향상 헬멧, 고글 그리고 그와 같은 다른 눈-보호 장치는, 예를 들면, 장치의 보는 렌즈를 통해서 광의 투과를 확대하거나, 투명하게 하거나(clarifying), 어둡게 하거나, 착색하거나, 밝게 하거나(희게 표백(bleaching)),하는 것에 의해 착용자의 광 기능을 유지하거나 향상하면서 착용자의 눈 보호를 제공한다. 원하는 광학적 성능을 용이하게 하기 위해, 보는 렌즈는 예를 들면, 안개, 응축, 태양의 눈부심 또는 어두움을 포함하는 다양한 조건에 대한 최소화, 회피 또는 보상을 위해 적용될 수 있다. 눈-보호 장치의 착용자가 요구하는 한 가지 광학 속성은, 밝은 조건에서의 번쩍임 및/또는 일정 양의 태양 광을 흡수하거나 줄일 수 있는 능력이다. 그러한 광 흡수가 빠르고 가역적인(그래서 눈-보호 장치는 밝은 광의 부재 시 "투명한 상태"로 돌아온다) 것이 바람직하다. 특정 조건에서, 착용자는 광-흡수 양 또는 그런 장치에 대한 색조를 제어할 수 있어야 한다. 다른 경우에는, 광에 대한 자동 반응이 요구된다. 또한, 모든 눈-보호 장치에 쉽게 적용할 수 있는 "애프터 마켓(after market)" 키트에 이러한 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 어떤 경우에는, 최종 사용자가 이러한 장치를 "제거할 수" 있게 하는 것이 유리하다.

과거에, "어둡거나" "자체-색조" 눈-보호 장치는 여러 가지 단점을 가졌었다. 예를 들면, 오토바이 헬멧과 같은 눈-보호 장치의 보는 렌즈에 그런 장치를 일체화하고자 하는 일부 시도가 있어왔다. 그렇지만, 그런 장치들은 전형적으로 헬멧 바이저의 일체화된 한 부분이고, 특정한 헬멧과 함께 사용하거나 구매해야만 한다. 게다가, 그런 장치는 헬멧의 바이저로부터 분리하거나 제거할 수 없다.

속도 또한 한 요인이다. 예를 들어 광색성 장치와 같은 많은 장치는, 광의 조건 변화에 반응이 느리다. 게다가, 사용자는 필요 없거나 사용하지 않을 때 장치의 스위치를 끌 수 있는 것을 포함하는 그런 장치에 대해 색이나 색조 또는 광 흡수의 양을 제어할 수가 없다.

그러므로 색조 또는 광의 흡수 기능을 제공하기 위해, 헬멧 바이저와 같은 어떤 눈-보호 장치에 적용할 수 있는 자립적이고(self-contained) 독립적인 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 보이는 영역에서의 색조의 변화가 기존의 색조-조절 장치보다 밝거나(태양의 눈부심과 같은) 어두운 조건에 더욱 빨리 반응이 일어나는 것이 바람직하다. 게다가, 어떤 경우에는, 그러한 장치를 제거할 수 있어, 최종사용자가 만약에 그것의 사용을 요구하지 않으면 제거할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 사용자가 타이밍, 색조 또는 음영(어둠) 정도 및/또는 장치의 색상을 제어할 수 있게 하는 구조의 색조 또는 광 흡수 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 그러나 다른 경우에는, 장치가 사용자 입력 또는 입력 없이 광의 변화에 "자동으로" 반응하는 것이 바람직하다. 또 다른 바람직한 특성은 사용하지 않을 때 장치를 꺼서, 배터리 수명을 보호하거나, 만약 사용자가 원하는 경우 장치의 기능을 정지시키거나 하는, 마스터 스위치가 장착된 장치이다.

여기에 공개된 것은 눈-보호 장치에 광학적으로 향상된 속성을 제공하는 광학 소자 또는 삽입물이다. 광학 소자는 광의 투과를 감쇄시킬 수 있는 전자적으로 제어할 수 있는 액정 셀을 포함한다.

따라서, 하나의 실시에서, 광학적 향상 장치는 광의 투과를 가변적으로 감쇄시키는 다양한 광-감쇄 액정 또는 광색성-이색성(photochromic-dichroic) 셀을 포함하는 광학 소자와, 광학 소자를 작동하기 위한 제어기를 포함하는 것으로 표현되고, 여기서 광학 소자는 눈-보호 장치(즉, "애프터 마켓" 제품)의 제조 후 눈-보호 장치에 부착되도록 구성된다.

이러한 광학 소자는, 예를 들면, 장치의 제조자, 분배자, 판매자 또는 최종사용자에 의해서 장치의 보는 영역에 제거될 수 있거나 또는 영구적으로 부착되도록 구성할 수 있다.

전형적인 제어기는 구동회로와 액정 셀 양단에 인가되는 전압에 대한 활성자 또는 활성화 회로를 포함한다. 제어기는 또한 스위치나 다이얼과 같은 사용자가 작동해서 움직이는 장치를 포함하거나 제어기 자체 이외의 다른 곳에 위치한 활성화 장치에 의해 원격으로 활성화할 수 있을 것이다. 다른 실시 예에서, 제어기는 광센서 또는 감광 스위치와 같은, 자동 제어 구조에 의해 추가로 또는 대안적으로 제어될 수 있다. 제어기는 전원을 포함하거나, 눈-보호 장치의 일체화된 한 부분인 전원에 연결될 수 있다. 제어기는 광학 소자의 일체화된 한 부분 또는 눈-보호 장치 제조 후 상기 눈-보호 장치에 부착되도록 구성된 분리 부품일 수 있다. 전원은 배터리(재충전할 수도 또는 하지 않을 수도 있을 것이다), 태양 전지, 또는 이들의 조합일 수 있다.

일부 실시에서, 제어기는 입사하는 가시광 또는 자외선 광의 양을 감지하는 광센서에 전기적으로 연결되어 있다. 광센서는 광학 소자에 일체화되어 있을 수 있거나, 눈-보호 장치 안에 들어 있을 수 있다.

한 실시에서, 광학 향상 장치는, 예를 들면, 밝기나 번쩍임의 증가나 감소에 응답하거나 장치의 미적 외관 변화에 응답하여, 광학 소자의 색조, 음영(shade), 또는 광 흡수나 반사의 자동적인 또는 사용자 제어 조정을 제공하기 위해 전자적으로 조절할 수 있다. 여기서 사용된 것처럼, 색조 또는 음영의 변화는 또한 광학 소자에 대한 휴(hue)(색상) 변화를 포함할 수 있다. 장치는, 사용자에 의해(즉, 스위치를 활성화함으로써) 선택적으로 조절될 수 있거나 광의 조건 변화에 (즉, 액정 셀 패널에 수광기(photoreceptor)로부터 전달된 전기적 신호에 의해) 응답해서 자동으로 조절될 수 있거나 수동 및 자동 제어의 조합에 의해 조절될 수 있는 둘(예를 들어, "켬/끔") 이상의 색조 또는 흡수 설정이 제공될 수 있다. 어떤 실시에서는, 제어기는 원격으로 활성화된다.

일부 실시에서, 제어기는 광학 소자의 전원을 끄기 위한 마스터 스위치를 포함한다.

본 발명의 다른 실시에서, 기존의 눈-보호 장치는, 눈-보호 장치의 제조 후에 그러한 장치에 부착하기 위해, 여기서 서술한 광학 소자와 제어기를 포함하는 키트를 사용하여 광학적 향상 특성을 제공하도록 될 수 있다.

또한, 여기서 서술한 것은 여기서 서술한 바와 같은 광학적 향상 장치를 사용하여 눈-보호 장치의 보는 영역의 광의 흡수 또는 투과 특성을 바꾸기 위한 본 발명 방법이다.

발명의 특징과 이점은, 수반하는 도면을 참조한 다음의 상세한 설명을 통해 분명해 질 것이다.

도 1은 전자적으로 작동할 수 있는 광학 소자 및 제어기를 갖는 헬멧 바이저의 정면 투시도이다.
도 2는 도 1의 광학 소자와 제어기의 정면 입면도이다.
도 3은 광학 소자에 사용된 게스트-호스트 액정 셀의 입면 횡단면 개략도이다.
도 4는 도 1의 헬멧 바이저, 광학 소자, 제어기에 대한 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저로부터 분리되어 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 5는 도 1의 헬멧 바이저와 광학 소자의 위쪽 투시도로서, 제어기와 광학 소자가 헬멧 바이저에 인접해 붙여져 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 5a는 바이저의 개구를 통해 연장된 전선 연결에 의해 제어기와 전기적으로 연결된 광학 소자를 갖는 헬멧 바이저의 위쪽 투시도이다.
도 6은 분리된 상태로 도시된, 광학 소자와 헬멧 바이저의 부분적인 위쪽 투시도이다.
도 7은 부착된 상태로 도시된, 광학 소자와 헬멧 바이저의 부분적인 위쪽 투시도이다.
도 8은 바이저의 바깥쪽 표면 위쪽 가장자리에 부착된 제어기와 고정 핀 장치로 장착된 전자적으로 작동할 수 있는 광학 소자를 가진 헬멧 바이저의 옆쪽 입면도이다.
도 9는 도 8의 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적인 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저에 느슨하게 인접해 있고 광학 소자를 헬멧 바이저에 고정하기 위한 분리된 앵커 부재(anchor member)를 도시한, 위쪽 투시도이다.
도 10은 도 8의 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적인 위쪽 투시도로서, 헬멧 바이저의 안쪽 표면에 고정된 광학 소자와 헬멧 바이저의 바깥 표면에 부착되고 광학 소자에 전기적으로 연결된 제어기를 도시한, 위쪽 투시도이다.
도 11은 도 8의 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적 뒤쪽 입면도로서, 광학 소자가 앵커 부재에 의해 헬멧 바이저에 고정되어 도시된, 뒤쪽 입면도이다.
도 12는 도 8의 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적 뒤쪽 입면도로서, 광학 소자가 앵커 부재로부터 분리되어 도시된, 뒤쪽 입면도이다.
도 13은 플랜지 장착 장치를 유지한 주변부를 가진 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적인 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저로부터 분리되어 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 14는 플랜지 장착 장치를 유지한 측면부를 가진 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적인 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저로부터 분리되어 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 15는 도 14의 광학 소자와 헬멧 바이저의 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저에 고정되어 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 16은 광학 소자를 유지하기 위한 리세스(recess)를 가진 헬멧 바이저와 광학 소자의 부분적인 위쪽 투시도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저로부터 분리되어 도시된, 위쪽 투시도이다.
도 17은 도 16의 헬멧 바이저의 횡단면도이다.
도 18은 도 16의 광학 소자와 헬멧 바이저의 횡단면도로서, 광학 소자가 헬멧 바이저에 조립되어 도시된, 횡단면도이다.
도 19는 광학 소자에 연결된 활성화 장치, 제어기 및 전원의 개략도이다.
도 20 및 21은 전자적으로 작동하는 광학 소자의 부분적인 뒤쪽 투시도로서, 전기 도전성 탭 부분이 광학 소자와 분리되어 도시된, 뒤쪽 투시도이다.
도 22와 23은 도 20과 21의 전자적으로 작동하는 광학 소자의 부분적인 뒤쪽 투시도로서, 전기 도전성 탭 부분이 광학 조립체와 조립되어 도시된, 뒤쪽 투시도이다.
도 24는 전선 연결에 의해 제어기와 전기적으로 연결된 도 1-2의 광학 소자의 부분적인 뒤쪽 투시도이다.
도 25는 클립 장치에 의해 헬멧 바이저에 고정되는 제어기와 전기적으로 연결된 광학 소자의 부분적인 뒤쪽 투시도이다.
도 26은 전기적인 연결과 제어기를 위한 리테이너(retainer) 둘 모두의 역할을 하는 클립 장치에 의해 헬멧 바이저에 연결되는 제어기와 전기적으로 연결된 광학 소자를 가진 헬멧 바이저의 부분적인 뒤쪽 투시도이다.
도 27은 태양 전지 수광기와 제어기를 광학 소자의 일체화된 부분으로서 병합하고 있는 광학 소자의 전면 입면도이다.
도 27a는 도 27의 태양 전지 수광기의 확대된 도면이다.
도 28은 도 27의 광학 소자의 태양 전지-제어기 장치의 입면 횡단면 개략도이다.
도 29는 헬멧에 조립된 태양 전지 광센서에 전기적으로 연결된 전자적으로 작동하는 광학 소자를 가진 헬멧의 전면 투시도이다.

도면들에서 개략적으로 도시한 구조는 청구항에 인용한 소자들의 예인 부분들을 갖는다. 이러한 묘사된 구조는 당업자가 어떻게 청구된 발명을 하여 사용할 수 있는 지에 대한 예를 포함한다. 청구항에 인용되지 않은 제한의 부과 없이 특허 상태에 대한 용이성과 최적의 방식 필요조건을 여기서 기재했다. 청구항에 사용된 단어들은 단어들의 충분하고 일상적인 의미를 갖고 있다.

본 출원은 예를 들면, 헬멧이나 고글과 같은, 눈-보호 장치를 갖는 광학적 향상 장치를 이용하는 키트, 장치 및 방법을 고려했다.

광학적 향상 장치는 광학 소자와 광학 소자를 작동하기 위한 제어기로 이루어져 있다. 광학 소자는 가변적으로 광 투과를 감쇄시키는 전자적으로 제어되는 게스트-호스트 액정 셀, 액정 셀에 전기적으로 연결되고 액정 셀 양단에 전압을 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기, 및 제어기에 전기적으로 연결된 전원을 포함한다. 광학 소자 및 제어기는 눈-보호 장치의 제조 후 눈-보호 장치에 부착되도록 구성된다.

어떤 예들에서, 광학 소자는 눈-보호 장치에 영구적으로 부착되어 있다.

다른 예들에서, 광학 소자는 눈-보호 장치에 분리할 수 있게 부착되어 있다.

어떤 예들에서, 전원은 제어기의 일체화된 부분이다(즉, 전원과 제어기는 하나의 일체화된 유닛 안에 들어가 있다.).

다른 예들에서, 전원은 눈-보호 장치 안에 들어가 있거나, 광학 소자 안에 들어가 있다.

어떤 예들에서, 두 개 제어기가 광학 소자에 들어가 있다.

다른 예들에서, 제어기와 전원은 둘 모두 광학 소자 안에 들어 있다.

위에 실시들 어떤 것에나, 제어기는 수동 제어 장치를 포함할 수 있다.

어떤 실시들에서, 수동 제어 장치는 제어기를 원격으로 활성화하기 위해 분리해서 제공될 수 있다.

전원은 배터리, 충전 가능 배터리, 태양 전지 또는 그런 것들의 조합이 될 수 있다.

어떤 실시들에서, 제어기는 전기적으로 수광기에 연결되어 있다.

수광기는 눈-보호 장치 안에, 광학 소자 안에, 또는 제어기 안에 들어갈 수 있다.

또한, 여기서 고려한 것은 광 투과를 감쇄시키기 위한 광색성-이색성 전지(photochromic-dichroic cell)를 포함하는 광학 소자를 포함하는 광학적 향상 장치이다. 광학 소자는 눈-보호 장치의 제조 후 눈-보호 장치에 부착되는 구성이다.

어떤 실시들에서, 장치는 더욱더 광색성-이색성 전지에 전기적으로 연결되고, 전지 양단에 전압을 선택적으로 공급하도록 구성되는 제어기와, 광학 소자를 작동하기 위해 제어기에 전기적으로 연결된 전원을 더 포함한다.

어떤 실시들에서, 눈-보호 장치는 모터 사이클 헬멧 바이저이다.

도 1, 2, 4 그리고 5는 발명에 의한 광학적 향상 장치의 예를 묘사한다. 따라서 광학 소자(10)는 광학 소자(10)의 보는 부분(18)을 적어도 부분적으로 둘러싼 패드(15)를 포함한다. 이 패드는 폼(foam), 실리콘, 폴리우레탄 또는 단열을 제공할 수 있고 및/또는 습기 장벽으로 작용할 수 있는 어떤 물질로 형성할 수 있다. 어떤 예들로, 통기구멍 또는 간격이, 패드(15)가 광학 소자(10)를 완전하게 둘러싸지 않도록, 패드 층에 제공될 수 있다.

광학 소자(10)는 예를 들며, 바이저(20)의 제조 후 헬멧 바이저(20)의 안쪽 표면과 같이, 눈-보호 장치의 보는 렌즈의 표면에 부착될 수 있다. 광학 소자(10)는, 도 5에 예시한 바와 같이 보는 렌즈에 그 자체가 부착될 수 도 있는 제어기에 연결된다. 다른 실시들에서, 아래 더 자세하게 논의한 것처럼, 제어기는 헬멧 바이저(20)의 바깥쪽 또는 안쪽 표면에 부착될 수 도 있고 및/또는 광학 소자(10)의 일체화된 부분일 수 있다. 어떤 실시들에서, 제어기는 예를 들면, 최종 사용자가 접근할 수 있는 눈-보호 장치상의 한 곳에 위치하는 활성화 장치(스위치, 다이얼 등과 같은)를 포함할 수 있다. 도 1, 2, 4, 그리고 5의 예에서 제어기는 사용자와 전원(예를 들면, 배터리 또는 충전 가능한 배터리)에 의한 제어기의 활성화용 활성화 버튼(85)을 갖는 스위치 상자(80) 안에 포함될 것이다. 스위치 상자(80)는 헬멧 바이저(20)의 바깥 표면에 부착된다. 도 4와 5에 도시된 것처럼, 광학 소자(10)는 휘어지기 쉬운 탭(14)(더 자세히 아래에서 표현됨)과 전선(82)을 경유해서 스위치 상자(80)에 전기적으로 연결된다.

광학 소자의 광특성

어떤 한 실시에서, 광학 소자는 두 플라스틱 기판 사이의 게스트-호스트 용액을 이용하는, 전자적으로 제어할 수 있고 가변적인 광 감쇄 액정 셀을 포함한다. 게스트-호스트 용액은 호스트(host) 물질과 광 흡수 이색성 염료 게스트(guest)로 이루어져 있다. 액정 셀과 같은 것은 U.S. 특허 번호 6,239,778(타헤리(Taheri) 등)에 자세히 기술되어 있고, 이 특허의 전체 공개물은 본 명세서에서 인용된다.

액정 셀은 장치의 광 흡수를 선택적으로 또는 자동으로 조절하기 위한 눈-보호 장치와 함께 조립되거나, 조립되도록 구성된다. 액정 셀 패널에 전달된 전기 신호는 액정 셀에 분산된 광 감쇄 이색성 염료의 배향을 바꾸고, 그것에 의해서 액정 셀 패널의 광 감쇄 또는 흡수를 변경시킨다.

여기서 고려한 가변적인 광 감쇄 액정 셀의 예는 도 3에 표현되었다. 가변적인 광 감쇄 액정 셀(126)은 공간을 두고 떨어져 있는 반대편 기판(150A 및 150B)으로 이루어져 있고, 여기서 각각의 기판은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide), 도전 폴리머 또는 다른 유사한 도전물질로 형성된 대응하는 투명 전극층(152A와 152B)을 제공한다. 전극층은 기판 사이의 간격 양단에 전압 인가를 허용한다. 기판은 평평하거나, 휘어지거나, 이중으로 휘어질 수 있다. 전형적으로 사용되는 기판들의 물질은 낮은 복굴절성의 휘어지기 쉬운 플라스틱 물질이다. 어떤 실시들에서, 하나 또는 양쪽의 기판은 25㎛에서 1.5mm 두께 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 그리고 셀룰로스 트리-아세테이트(TAC), 싸이클릭 올레핀 코폴리머(COP) 또는 다른 광학적 수준의 플라스틱 물질로 이루어져 있다.

만약 필요하다면, 배향층(154)이 각각 전극층 또는 단지 전극층 한쪽에 배치될 수 있다. 배향층은 배향층에 인접한 액정분자를 배향할 수 있고, 여기서 분자는 기판들 사이에 받아들여진 액정 물질의 부분이다. 간격은 기판들 사이에 전형적으로 제공되고, 종래기술에서 일반적으로 알려진 바와 같이, 스페이서에 의해 유지될 것이다. 따라서, 반대쪽 기판(150)은 이색성 염료 및 액정 또는 다른 전기-광학 물질(아래에 기술된 전기염료 또는 광색성-이색성 물질)의 혼합물로 채워진 간격(156)을 형성한다.

각 전극층(152A, 152B)은, 도 19에 개략적으로 도시된 것처럼, 전형적으로 구동 회로(210), 전원(230) 그리고 활성자 또는 활성화 회로(220)를 포함하는 제어기(159)에 연결되어 있다. 제어 회로는 액정 물질의 배향을 변화시키기 위해 적당한 방식으로 전압 및/또는 전압 파형을 인가한다. 액정 물질의 배향을 변화시킴으로써, 다양한 광학적인 특성들을(예를 들면, 흡수, 비흡수, 높은 투과, 낮은 투과 그리고 그 사이의 상태들) 얻을 것이다. 따라서, 여기서 기술한 가변적인 광 감쇄 액정 셀은 색조를 변화시킬 수 있다. 서술적인 목적을 위해서, 광학 소자의 다른 상태들은, 광학 소자가 광 통과에 대한 최대 양을 허가하는 "투명한" 상태로서 또는 광학 소자가 광 통과에 대한 최소 양을 허가하는 "어두운" 상태로서 또는 충분히 투명한 또는 충분히 어두운 상태들 사이의 어떤 상태로 지칭할 것이다. 흡수는 광대역일 수 있거나(말하자면, 전체 가시영역 스펙트럼에 걸쳐 흡수됨), 가시광 스펙트럼의 선택된 대역이나 영역에 걸쳐 있을 수 있다. 광학 소자의 광 투과는 "투명한" 상태에서 90%부터 "어두운" 상태에서 10%까지 그리고 그 사이의 어떤 값의 범위일 수 있다. 어떤 실시에서, 투명한 상태의 광학 소자는 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55% 또는 50%의 광 투과율을 갖는다. 어떤 실시에서, 어두운 상태의 광학 소자는 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 또는 50%의 광 투과율을 갖는다. 선호되는 실시에서, 광 투과는 투명한 상태에서 60% 초과 그리고 어두운 상태에서 20%미만이다. 부가적으로, 광학 소자는 UV 광에 대응한 보호를 제공할 것이다. 광학 소자에 사용된 가변적인 광 감쇄 액정 셀은 "페일-세이프(fail-safe)", 즉, 액정 양단에 인가되는 전압이 없을 때 투명한 상태로 돌아가도록 구성된다. 전형적인 가변적 광 감쇄 액정 셀의 또 다른 주목할 만한 특징은 편광자를 채용하지 않았다는 것이다.

다른 실시에서, 광학 소자는, 유체 물질과 광색성 물감 물질로 이루어진 감광성 혼합물 그리고 혼합물 전달을 위한 매체를 포함하는 광색성-이색성 셀을 포함하며, 여기서 혼합물은 제 1 조건과 제 2 조건 사이에서 변하고, 제 1 조건은 실질적으로 모든 광이 혼합물을 통과하게 하고, 그리고 제 2 조건은 혼합물을 통과하는 광을 흡수한다. (액정과 같은) 유체 물질과 광색성 물감 물질을 포함하는 혼합물은 U.S. 특허번호 6,999,220(코사(Kosa) 등), 적응적으로 눈부심 방지 시야 보호를 위한 광-유도 이색성을 나타내는 장치에서 더 자세하게 묘사되어 있고, 이것의 전체 공개물이 본 명세서에서 인용된다. 그런 혼합물은 광-유도 이색성을 나타낼 것이다. 액정 유체 물질로의 광감성 물감 재료의 혼합에 의해, 회복시간이-물질이 흡수(어두운) 상태에서 투명한 상태로 되돌아오는데 걸리는 시간- 5-15분에서 약 2-20초로 줄어들 수 있고, 이것은 유체 호스트의 활용에 기인된다고 믿어짐을 또한 알게 되었다.

유체 물질은 임의의 유체 물질일 것이다. 한 예에서, 유체 물질은 액정 물질이다. 액정 혼합물은 네마틱(nematic), 카이랄 네마틱(chiral nematic), 그리고 폴리머 액정 물질을 포함하는, 그렇지만 이것으로 제한되지 않는, 이방성 액정 물질일 수 있다. 액정 물질과 광색성 물감 물질의 혼합물은 자외선 광 노출에 반응하여 동시에 광을 흡수 편광한다. 자외선이 제거되면, 혼합물은 상대적으로 짧은 시간 기간 내에 원래의 조건으로 되돌아 온다. 다른 말로, 혼합물은 자외선의 강도에 따라서 광 투과를 바꾼다. 그리고 장치는 전기적 스위치에 대한 요구 없이 수동적으로 이런 기능을 이행할 것이거나, 흡수 양의 정밀한 제어로 이런 기능들을 능동적으로(전기적으로 제어되게) 이행할 것이거나, 수동 및 능동 제어 둘 모두의 조합을 이행할 것이다.

네마틱 액정 물질은, 호스트 물질로서 사용되고, 광학 소자의 성능을 더 향상시킨다. 게다가, 네마틱 액정 물질은 그 자체로서 광색성 특성을 갖는 것이 가능하다. 액정 물질로, 광학 소자는, 밝은 자외선의 부재 시에, 편광상태에 무관하게, 본질적으로 광을 투과한다. 그렇지만, 광학 소자가, 태양 광에서 보게 되는 것처럼, 밝은 활성 또는 자외선 광으로 조사되면, 투명한 시야를 방해하는 눈부심을 실질적으로 줄여주기 위해 가시광선의 적어도 한 편광성분을 우선적으로 흡수하는 한편, 광의 일부를 또한 흡수한다. 자외선이 제거되면, 광학 소자는 그 투명한 상태로 되돌아 온다. 그런 것처럼, 광학 소자는 눈부심 방지 기능과 흡수 기능 두 가지를 수행한다. 가장 중요하게, 이러한 눈부심 방지 기능은 눈부심이 문제로 나타나는 밝은 환경에서 단지 수행된다. 이 기능은, 자연적으로 발생하는 태양 광 이외의 다른 자극이 투과와 흡수 사이의 장치 조건에 변화를 야기하지 않으므로, 수동적이다.

다른 예에서, 혼합물은 폴리머릭 필름에 의해 운반될 수 있다. 그런 것처럼, 광학 소자는 열성-, 용매성- 또는 고분자화-유도 상 분리를 사용하여 폴리머릭 재료에 혼합물을 포함시킬 수 있다. 대안적으로, 혼합물은 알려진 방법으로 고분자화된 광색성 물감 물질이 들어 있는 고분자 액정을 포함할 수 있다. 이것은 염료 배향 "고정화(lock-in)" 기능을 하고 발명에서 요구되는 특징을 얻는다.

따라서, 본 발명에 대한 광학 소자의 한 실시는 혼합물 안에 이색성을 나타내는 광색성 물감 물질과 유체 물질을 포함한다; 여기서 혼합물은 매체에서 운반된다. 이와 같은 장치에서, 혼합물은 제 1 조건과 제 2 조건 사이에서 변하고, 제 2 조건은, 자외선의 임의의 파장에 노출되면 광을 편광하고 흡수하며, 자외선의 임의의 파장에의 노출이 제거될 때, 혼합물은, 모든 가시광이 혼합물을 통과하게 하는 제 1 조건으로 완화된다.

그러한 광학 소자에 전계를 인가하여, 제 1 조건과 제 2 조건 사이의 변화가, 심지어 자외선의 어떤 파장이 존재해도, 수동으로 또는 자동으로 제어될 수 있다. 그러한 전계를 일으켜서, 심지어는 자외선의 어떤 파장이 존재해도, 그러한 광색성 염료 물질의 배향을 제어한다. 한 예에서, 전계와 같은 것을 일으키는 것에 의해, 심지어 자외선의 어떤 파장이 존재해도, 혼합물은 그것의 제 1 조건으로 돌아가도록 강제시킬 수 있다, 또 다른 예에서, 전계를 일으키는 것에 의해, 심지어 자외선의 어떤 파장이 존재해도, 혼합물은 편광 성분을 우선적으로 흡수하는 것에 의해 그것의 제 2 조건을 향하도록 강제시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 전계를 일으키는 것에 의해, 심지어 자외선의 어떤 파장이 존재해도, 혼합물은 가시광을 흡수하지만, 어떤 편광 성분은 흡수하지 않는 그것의 제 2 조건을 향하도록 강제시킬 수 있다.

도 3으로 돌아가서, 가장자리 시일(seal)(160)은 기판들 사이에 액정-염료 혼합물 물질을 유지하기 위해 액정 또는 이색성-광색성 셀(126)의 외곽 주변부 주위나 둘레에 제공된다. 그런 다양한 광-감쇄 액정 셀은 U.S. 특허번호 6,239,778, 6,690,495 그리고 7,102,602 그리고 계류중인 U.S.출원번호 2008/0013000에 더 상세하게 기재되며, 그 전체 공개물은 본 명세서에서 인용되고 있다.

다양한 광학 소자가 본 출원에 기술된 발명의 특징 중 하나 또는 그 이상을 사용하는 다양한 눈-보호 또는 광 투과 장치의 보는 렌즈들과 조립될 수 있음을 이해하게 될 것이다. 예를 들면, 그런 발명 특징들은 보호 또는 시야 향상 고글 또는 안경 또는 헬멧 바이저와 같은 다른 보호 안경류와 같은 장치의 보는 렌즈들과 함께 사용될 수 있다.

본 출원의 한 측면에 있어서, 광학 소자는 눈-보호 장치에 고정되도록 구성된다. 다른 실시에서, 광학 소자는, 소매상이나 최종사용자처럼, 헬멧의 원 제조자가 아닌 사람에 의해 미리 조립된 눈-보호 장치(헬멧과 같은)의 보는 영역에 조립을 위한 "애프터 마켓 키트"로 제공될 것이다. 여기서 기술된 광학 소자는 충격, 파편, 습기 및 다른 위험과 이물질로부터 광학 소자를 더 잘 보호하기 위해 헬멧 바이저의 안쪽 면에 고정될 것이다.

본 출원의 한 측면에 있어서, 다양한 방법과 구조가 광학 소자를 장치의 보는 렌즈에 영구적으로 또는 제거 가능하게 고정되도록 기술된다. 본 출원의 다른 발명의 측면에 있어서, 다양한 방법과 구조가 광학 소자의 색조 또는 광-흡수를 자동으로 또는 사용자 제어하도록, 그리고 광학 소자가 고정되는 장치뿐만 아니라 광학 소자와 그러한 제어 구조를 결합하도록 기술된다.

또한, 제공된 것은 여기서 기술한 광학적 향상 장치를 이용해서 눈-보호 장치의 보는 영역의 광 흡수 또는 투과 특성들을 바꾸는 방법들이다.

바이저에 광학 소자 의 부착

기계적, 화학적 접착제, 화학적/기계적 조합들, 자석, 마찰 붙임, 기계적인 후크와 루프(즉, VELCRO®), 또는 그런 것들의 조합을 포함하는 여러 가지 다른 장치와 구조가, 영구적으로 또는 분리할 수 있게 눈-보호 장치에 광학 소자를 고정하도록 사용될 수 있다.

"분리할 수 있게 부착된"이라는 용어는 그래도 만약 원한다면 광학 소자를 최종 사용자가 제거할 수 있는 부착으로서 정의된다. 따라서, 분리할 수 있게 부착된 광학 소자는 눈-보호 장치(예컨대, 헬멧 바이저)의 피해 없이 최종 사용자에 의해 제거될 수 있다. 반대로, "영구적으로 부착된" 광학 소자는 한번 부착되었다면 최종 사용자에 의해 제거될 수 있는 것을 의미하지 않으며, 왜냐하면, 그런 제거는 눈-보호 장치 또는 광학 소자에 손상을 일으킬 수 있기 때문이다.

광학 소자는 화학적 접착제를 사용해서 부착될 수 있다. 한 실시에서, 접착제는, 사용자가 선택적으로 광학 소자를 헬멧 바이저의 안쪽 표면의 원하는 위치에 부착할 수 있도록 광학 소자의 일부분에 제공될 수 있다.

도 1, 2, 4 그리고 5에 묘사된 한 예에서, 패드(15)는 헬멧 바이저(20)에 패드(15)를 고정하기 위해 접착제(11)가 제공된다. 접착제(11)는 바이저(20)에 광학 소자(10)를 영구적으로 고정하기 위한 영구접착제(예컨대, 양면 또는 감압성 접착제)일 수 있다. 대안적으로, 접착제(11)는 헬멧 바이저(20) 또는 또 다른 바이저나 장치에 광학 소자(10)를 제거, 교환 및/또는 위치 재조정을 허용하는 릴리서블(releasable) 접착제일 것이다.

어떤 실시들에서, (감압성, 자외선 경화성 또는 다른 접착제와 같은) 접착제는 헬멧 바이저의 안쪽 표면에 접해있는 광학 소자(10)의 표면의 일부 또는 전체 표면에 제공될 것이다. 이 장치에서, 광학 소자의 주변 둘레에 패드(15)를 제공할 필요가 없을 수 있다.

헬멧 바이저에 영구적으로 또는 분리할 수 있게 광학 소자를 부착하는 다른 구조는 기계적인 수단을 포함한다. 따라서, 한 예에서, 클램프(clamp)나 클립(clip)이 눈-보호 장치에 광학 소자의 외부 주변부를 고정하는데 사용될 수 있다. 광학 소자를 분리할 수 있게 부착하는 기계적 형태의 부착의 다른 예를 도 6-18에 나타냈다.

한 실시에서, 바이저는 헬멧 바이저에 구멍을 통해서 고정되고 광학 소자의 외부 주변부의 대응하는 노치와 맞물리도록 위치한 한두 개 이상의 박혀있는 핀들 또는 리벳이 제공될 수 있다. 도 6과 7에서 묘사한 것처럼, 헬멧 바이저(20)의 안쪽 표면으로부터 연장된 핀(46)은 광학 소자(30)의 주변 노치(32)와 서로 걸리게 위치된다. 핀(46)이 노치(32)에 수용되는 동안 바이저(20)로부터 광학 소자(30)의 분리를 제한하기 위해, 핀(46)은 확장된 머리 부분(47)을 포함한다. 설치하는 동안, 광학 소자는 핀(46)과 노치(32)를 서로 걸리게 하기 위해 구부려질 것이다. 광학 소자(30)가 구부려진 상태에서 풀리게 되었을 때, 광학 소자는 핀(46)과 노치(32)의 서로 걸리게 되는 맞물림에 의해서 헬멧 바이저에 유지하게 된다. 그런 박혀있는 핀 부착 장치의 한 예는 U.S. 특허번호 5,765,235에 기술되어 있고, 그 전체 공개물은, 본 출원과 충돌하지 않는 범위로 본 명세서에서 인용된다.

다른 실시예에서, 화학적 및 기계적 수단들의 조합은 광학 소자를 눈-보호 장치에 분리할 수 있게 부착하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 서로 걸리는 핀(즉, 광학 소자의 노치와 서로 걸리는)은 헬멧 바이저에 구멍을 만드는 것 없이 헬멧 바이저에 적용될 것이다. 도 8-12에 도시된 한 예에서, 서로 걸리는 핀은 앵커 부재에 제공되어, 앵커 부재는 헬멧 바이저에 접착제로 부착된다. 앵커 부재는 앵커 부재와 헬멧 바이저 사이의 더 강한 본드를 촉진하는 앵커 부재와 헬멧 바이저 사이의 더 좋은 넓은 영역을 제공한다. 도 8-12의 설명된 실시에서, 앵커 부재(40)는 헬멧 바이저(20)에 고정하기 위한 접착 패드(41)(도 9 참조)를 포함한다. 서로 걸리는 핀(42)은 앵커 부재(40)가 헬멧 바이저(20)에 고정될 때 헬멧 바이저 표면을 향해 연장되도록 앵커 부재(40)의 언더컷(undercut)(43)으로부터 연장된다. 핀(42)은 헬멧 바이저 표면과 맞물릴 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없으며, 핀(42)의 단부를 헬멧 바이저(20)에 고정하는 접착제를 포함할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 패드(41) 및/또는 언더컷(43)은 핀(42)의 변형력을 줄이기 위해 광학 소자(30)의 대응하는 주변 가장자리(39)에 맞물려 있는 가장자리(44)를 한정할 수 있다.

처음으로 헬멧 바이저(20)에 광학 소자(30)를 부착할 때, 앵커 부재(40)는 헬멧 바이저(20)의 안쪽 표면에 패드(41)를 부착하여 헬멧 바이저(20)에 고정될 수 있다. 그 다음에, 광학 소자(30)는, 핀(42)이 광학 소자(30)의 대응하는 노치(32)에 수용되도록 바이저(20)에 대응해서 놓인다(도 8-12). 헬멧 바이저(20)로부터 광학 소자(30)를 분리하기 위해서, 광학 소자(30) 및/또는 헬멧 바이저(20)는 대응하는 노치(32)(도 12)로부터 핀(42)을 떼기 위해서 구부려질 수 있다. 다음에 헬멧 바이저(20)에 광학 소자(30)를 재부착하기 위해, 광학 소자(30) 및/또는 헬멧 바이저(20)는 대응하는 노치(32)에서 핀(42)을 다시 수용하도록 구부려질 수 있다. 또 다른 실시에서(도시되지 않지만), 앵커 부재 모두나 그 일부는 광학 소자의 대응하는 노치로부터 서로 걸려있는 핀을 떼기 위해 회전하거나 구부려질 수 있다.

다른 실시에서, 유지하는 플랜지는 광학 소자를 눈-보호 장치에 영구적으로 또는 분리할 수 있게 고정하는데 사용될 수 있다. 한 예로서, 유지하는 플랜지는 헬멧 바이저에 고정될 수 있고, 헬멧 바이저에 광학 소자를 고정하도록 광학 소자의 주변 가장자리를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 겹치게 하는 크기일 수 있다. 그건 장치는 바이저(20)에 광학 소자(10)의 영구적인 또는 분리할 수 있는 부착 중 하나에 사용될 수 있다.

그런 장치의 한 예는 도 13에서 도시된다. 유지하는 플랜지(50)는 격리자(51)가 바이저(20)에 고정될 때 광학 소자(10)를 수용하기 위한 경로를 형성하기 위해 견고한 테두리(52)에 고정되는 격리자 또는 패드(51)를 포함한다. 도시된 것처럼, 유지하는 플랜지(50)는 광학 소자(10)를 완전하게 둘러쌀 수 있다. 또 다른 실시에서, 복수의 유지하는 플랜지는 광학 소자를 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 이 장치에서, 바이저 및/또는 광학 소자는 유지하는 플랜지로부터 광학 소자의 주변 가장자리를 떼기 위해 구부려질 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 것처럼, 반대쪽 유지하는 플랜지(60)(접착 패드(61)와 견고한 테두리(62)를 포함함)는 광학 소자(10)가 광학 소자(10)와 바이저(20) 중 하나 또는 둘 모두를 구부려 바이저로부터 분리되게 하는 동안 바이저(20)에 광학 소자(10)를 고정하기 위해 광학 소자(10)의 옆 부분(12)을 둘러싸거나 겹치게 할 것이다. 또 다른 실시에서, 유지하는 플랜지는 광학 소자를 떼기 위해 구부려지거나 회전할 수 있다.

광학 소자를 분리할 수 있게 부착하는 다른 구조는, 광학 소자와 눈-보호 장치 중 하나의 부분 또는 부분들에 고정될 수 있어, 광학 소자와 그러한 장치 중 다른 하나의 자기화한 부분에 자기적으로 붙을 수 있는 하나 또는 그 이상의 자석을 포함한다.

다른 실시에서, 후크 및 루프 타입의 패스너(fastener)(즉, VELCRO® 스트립(strip))은 광학 소자와 눈-보호 장치에 이용될 수 있다.

다른 실시에서, 눈-보호 장치는 압력이나 마찰을 사용해서 광학 소자를 수용하거나 유지하기 위해서 변경되거나 적응하게 될 것이다. 도 16-18에 묘사된 그러한 실시의 한 예에서, 헬멧 바이저에는 광학 소자를 밀접하게 수용하는 크기의 리세스가 제공된다. 접착제나 다른 패스너는 리세스 내에 광학 소자를 고정하는데 사용될 수 있는 반면, 어떤 실시에서, 광학 소자와 헬멧 바이저의 형상 또는 윤곽(contour)은 어떤 다른 패스너가 필요없이 광학 소자를 유지하는 것과 같은 방법으로 일치하게 될 것이다. 도 16-18에서 도시된 예에서, 헬멧 바이저(70)는 광학 소자(10)를 밀접하게 수용하는 크기의 바이저(70)의 안쪽 표면에 리세스(71)를 포함한다. 도시된 것처럼, 바이저(70)는, 바이저(70)의 이 부분에 증가하는 두께(즉, 강도나 강성을 증가시키기 위해)를 제공하도록 리세스(71)와 함께 배향된 바이저(70)의 바깥쪽 표면에 올라간 부분(72)을 포함하지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 광학 소자(10)의 유지를 용이하게 하기 위해서, 광학 소자(10)의 윤곽은 바이저(70)의 윤곽과 다를 수 있어 광학 소자가 리세스(71)에 수용될 때 구부러져 압력에 의해 홈(71)에 광학 소자(10)를 유지하게 된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 광학 소자(10)와 리세스(71) 사이 간섭 맞춤이 활용될 것이다. 게다가, 리세스(71)는 광학 소자(10)의 안쪽 표면이 헬멧 바이저(70)의 안쪽 표면과 실질적으로 동일한 높이가 되는 크기일 수 있다.

전기적 연결들

광학 소자는 전자적으로 제어되기 때문에, 제어기에 광학 소자의 연결과 눈-보호 장치에 제어기의 연결 또한 요구된다. 제어기(159)는 구동 회로(210)와 구동 회로(도 19에서 개략적으로 도시된 것처럼)를 활성화하는 활성자 또는 활성화 회로(220)로 이루어져 있다. 부가적으로, 제어기(159)는 전원(230)(예를 들면 배터리 전지 또는 태양 전지), 및/또는 광학 소자에 인가하는 전압의 양을 수동으로 제어하는 활성화 장치(240)(스위치 같은)를 포함하거나 이들에 연결될 수 있다. 다른 실시에서, 활성화 장치는 광학 소자에 인가하는 전압의 양을 자동으로 제어하도록 구성될 수 있다. 그런 하나의 실시에서, 자동 활성화 장치는 수광기에 닿은 광의 양에 비례한 전압을 제공하도록 구성된 수광기를 포함한다. 부가적으로(도시되지 않음), 제어기는, 광학 소자가 사용 중이지 않을 때, 예를 들면, 부주의한 광학 소자의 활성화(그리고 그에 따른 배터리의 고갈)를 방지하도록, 활성화 회로가 작동(operability)할 수 있게 또는 작동할 수 없게 하는 동력 또는 "마스터" 스위치가 제공될 수 있다.

전원은 전원 크기를 최소로 하기 위해서 재충전할 수 있고 및/또는 쉽게 교환할 수 있다. 예를 들면, 도 25에서 도시된 것처럼, 일체화된 전원을 가진 제어기(80)는, 제어기로부터 전원을 끊거나 제거하는 것 없이, 제어기(80)를 외부 전원(예를 들면, 벽 소켓)에 연결하여 전원을 충전하기 위해 전기적 포트(87)(예를 들면, USB 포트)가 제공될 수 있다. 전원, 구동 회로 그리고 활성화 회로는 전선, 유연한 기판, 비아 또는 다른 필적할 만한 수단과 같은 종래기술에서 잘 알려진 수단에 의해 광학 소자에 전기적으로 연결된 분리된 개체 또는 구조를 형성할 수 있다. 다른 실시에서, 제어기(전원을 갖거나 갖지 않음)는 광학 소자의 일체화된 부분을 형성할 수 있다.

어떤 실시에서, 전원, 구동 회로, 활성화 회로 그리고 활성화 장치는, 예를 들면, 도 1, 5, 24 그리고 25에서 도시된 것처럼, 하나의 일체화된 유닛을 형성한다. 이 예에서, 위에서 기술한, 광학 소자(10, 30)의 전기 도전 탭(14, 34)은 광학 소자(10, 30)의 색조 또는 광 흡수 세팅에 대한 선택적 제어를 위한 사용자 작동 제어기(80)와 함께 유선 연결(82)에 의해 전기적으로 연결되어있다. 전형적인 제어기(80)가 광학 소자(10, 30)의 선택적인 활성화 또는 비활성화("온/오프")를 위한 활성화 장치로서 버튼(85)을 포함하지만, 제어기는, 예컨대 광학 소자의 색조를 점진적으로 변화시킴으로써, 광학 소자에 의한 광 흡수 레벨을 변경하는 것을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 광학 소자의 색조 조절은 액정 물질 양단의 전압 변화에 의해 영향을 받을 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예컨대 하나 이상의 스위치, 순간 스위치, 손잡이, 다이얼, 접근 스위치, 터치 패드 센서 또는 다른 종래 기술에 알려진 장치와 같은 다른 활성화 구조를 사용할 수 도 있다.

많은 다른 전기적 연결은 광학 소자와 전원 및/또는 제어기 사이에 제공될 수 있는 반면, 한 실시에서, 광학 소자와 태양 전지는 비도전성 절연판에 의해 분리된 도전 전극 패드(34) 쌍으로 형성된 도 20과 21에 가장 명확하게 도시된 전기적인 상호연결 탭(88)에 의해 연결되어 있다. 분리된 전극 패드(34)는 도전 물질로 덮여 있는 전극 패드와 격리자 패널의 정렬 구멍(39)에 의해 전기적으로 연결될 것이다. 도전 접착제는 광학 소자와 태양 전지에 반대 전극 패드를 고정하기 위해 전극 패드에 적용될 수 있다. 상호연결 탭은 광학 소자(30)의 전극층 사이에 넣기에 충분히 얇은 것일 수 있다. 상호연결 탭의 그런 실시는 광학 소자와 함께 사용되는 상호연결 탭이라는 명칭의, 계류중인 미국특허출원번호 2009/0201461에 기술되어 있고, 그 전체 공개물은 본 명세서에서 인용되고 있다.

광학 소자(10, 30)와 제어기(80) 사이의 전선 연결(82)은 영구적인 연결일 것인 반면에, 다른 실시에서, 플러그와 소켓 또는 다른 연결을 끊을 수 있는 장치가, 예를 들면, 단지 광학 소자(10, 30)와 제어기(80) 중 하나의 교환을 용이하게 하거나 분리된 부품들로서 저장할 수 있게 활용될 것이다. 다른 실시에서(예를 들면, 도 26), 제어기는, 광학 소자의 도전 탭에 직접 연결된 구동 회로 상의 리드로 광학 소자에 연결될 수 있다. 이것은 또한 제어기를 눈-보호 장치에 용이하게 부착할 수 있다.

기존의 헬멧 바이저를 용이하게 개선하기 위해, 전선 연결(82)은, 도 5에 도시된 것처럼, 바이저(20)의 바깥쪽 또는 안쪽 표면에 고정된 제어기(80)와 연결하기 위해 바이저(20)의 외부 가장자리(예를 들면, 위쪽 또는 아래쪽 가장자리)를 넘어서 연장될 수 있다. 또 다른 실시에서, 바이저는 광학 소자와 제어기 사이를 바이저를 통해 연결하도록 구성될 수 있다. 한 예로서, 바이저는 광학 소자로부터의 전선 연결을 개구를 통해 통과하게 하여 제어기에 연결하게 하는 위치에 있는 개구(애프터 마켓 조립의 부분으로서 제조, 구멍 뚫는 것에 의해 제공됨)을 제공할 수 도 있다. 도 5a의 기술된 실시에서, 바이저(20a)는, 전선연결(82)이 제어기(80)와 함께 연결하기 위해 광학 소자(30)로부터 연장하며 거치는 개구(22a)를 포함한다. 개구(22a)는 요구되는 전선의 양을 최소화하고, 바이저(20a)의 안과 바깥쪽 표면에 노출되는 전선의 양을 최소화하는 곳에 위치할 것이다.

다른 실시에서, 활성화 장치와 전원 중 하나 또는 그 이상은, 예를 들면, 제어기의 크기를 줄이거나 원격 활성화를 허용하기 위해, 구동 회로로부터 분리될 수 있다. 한 예에서, 구동 회로는 눈-보호 장치(예를 들면, 도 29에 도시된 것처럼) 안에 저장되거나 일체화된 전원에 전기적으로 연결된다. 또 다른 예에서(도시되지는 않음), 제어기는 원격 제어 장치에 의해 무선으로 활성화된다.

광학 소자 그 자체와 유사하게, 기계적인, 화학적인, 화학적/기계적 조합, 마찰 또는 압력, 자기, 후크 및 루프 패스너(VELCRO®) 또는 그런 것의 조합을 포함하는 많은 다른 구조와 구성이 눈-보호 장치에 제어기를 부착하기 위해 활용될 것이다. 예를 들면, 도 24에 묘사된 것처럼, 제어기(80)는, 헬멧 바이저(20)의 표면에 부착하기 위해 접착 패드(84)가 제공될 수 있고, 광학 소자(10)와 제어기(80)는, 광학 소자(10)의 도전 탭(14)과 종단 플러그(83)에서 연결하기 위해 헬멧 바이저(20)의 위쪽 또는 아래쪽 가장자리를 넘어 연장되는 전선 연결(82)에 의해 전기적으로 연결된다. 또 다른 예에서, 도 26에서 도시된 것처럼, 제어기(80a)는 헬멧 바이저(20)의 위쪽 가장자리에 예를 들면 탄력있는 갈퀴(83a)에 의해 붙여지거나, 탄력있는 갈퀴(83a)에 의해서 또는 예를 들면, 광학 소자(14)에 부착되는 도전테이프(도시되지 않음)에 의해서와 같은 다른 적당한 연결에 의해서 광학 소자 탭(14)에 전기적으로 연결될 수 있다.

다른 실시에서, 광학 소자를 위한 제어기는 자동으로 활성화되거나 광의 강도에 의해 조절되도록 구성될 수 있다. 한 예에서, 수광기를 활용하는 광반응 구조, 예를 들면, 태양 전지, 포토레지스터, 또는 광 전지는 자동으로 활성화하는 또는 광의 다양한 강도에 대한 검출에 반응하여 액정 광소자 양단의 전압을 바꾸도록 구성될 수 있다. 이 활성화 방식은, 배타적으로 또는 수동으로 제어하는 활성화에 부가적으로 활용될 것이다. 어떤 실시에서, 태양 전지는 전적으로 제어기에서 제어 신호를 제공하는 광센서로서 동작한다.

다른 실시에서, 태양 전지는 첫 번째 또는 두 번째 전원, 자동 활성화 장치 또는 둘 다로 제공될 것이다. 태양 전지는 제어기 또는 제어 회로에 전달하기 위해 모집된 광자 또는 복사선으로부터 전류를 일으킬 것이고, 이러한 제어기나 제어 회로는 광학 소자의 액정 셀에 적어도 전류의 일부를 선택적으로 또는 자동으로 전달하여, 액정 셀에 에너지를 공급하여 어두운 색조를 생성하도록 구성될 수 있어, 그런 액정의 색조는 광학 소자에 닿은 태양 광의 강도 또는 양에 비례하게 될 것이다. 어떤 실시에서, 제어기는 셀(예를 들면, 밑에 더 자세히 논의된, 셀 전극에 인가되는 것처럼)에 전달되는 전압의 양을 통제해서 액정 셀로의 광학 투과를 조절한다.

도 27-28에 묘사된 예에서, 태양 전지(91)는 광학 소자(90)와 단일로 제공될 수 있어 광학 소자의 자동 광반응 활성화 장치 및/또는 첫 번째 또는 두 번째 전원 중 하나나 둘 모두를 제공할 수 있다. 도 27에서 도시된 것처럼, 광학 장치는, 위에 훨씬 더 자세히 기술된 것처럼, 광학 소자(90)와 태양 전지(91)를, 예를 들면, 광학 소자(90)와 태양 전지(91)를 이물로부터 보호하거나 봉합하기 위해, 둘러싸는 패드(95)를 포함할 수 있다. 광학 소자(90)와 태양 전지(91)의 단일 장치는, 기존의 바이저에 광학 장치의 순차적 조립 내내 광학 장치의 설치를 용이하게 할 수 있다.

도 27과 28의 실시에서, 태양 전지(91)는 광학 소자에 배치되어 눈-보호 장치를 통과하는 광을 검출할 수 있다. 전형적인 태양 전지(91)는 헬멧 바이저에 부딪히는 광 강도의 양을 최대한 태양 전지(91)에 도달하게 하기 위해, 광 감쇄 광학 소자(90)에 의해 덮이지 않는다. 다른 실시에서, 태양 전지는, 태양 전지(91)에 의해 자동으로 제어되는 감쇄의 "평형 상태"를 제공하도록 광학 소자에 의해 덮일 수 있고 이로 인해 태양 전지는 어떤 중간회로 없이 광학 소자에 직접적으로 동력을 전달하게 된다. 그런 실시에서, 광학 소자의 태양 광의 강도가 증가함으로써, (광 집적 층을 경유해서) 태양 전지에 광 감쇄 층을 통과하는 태양복사는 증가하고, 그리고 태양 전지는 색조를 어둡게 하기 위해(예를 들면, 광의 투과를 줄이기 위해) 광 감쇄 층에 전압을 자동으로 전달하도록 구성될 수 있다. 광 감쇄 층이 어두워짐으로써, 감소한 양의 태양복사가 태양 전지에 도달하고, 그것에 의해서 광 감쇄 층에 도달되는 전압은 줄어든다. 결론적으로, 광 감쇄 층은 색조의 바라는 수준이 최소한 변동되며 유지되는 평형상태에 도달할 것이고, 그리고 광기전셀로부터 광 감쇄 층으로의 전압에 대한 과도한 공급을 피하게 된다.

도 28은 일체화된 태양 전지(91)와 제어기(92)를 구비한 광학 소자(90)를 갖는 광학 장치의 개략적인 횡단면도를 묘사한다. 도시된 것처럼, 안쪽 패드(95)가, 바이저의 안쪽 표면에 대해 광학 소자(90)와 태양 전지(91)를 보호하거나 시일하기 위해 광학 소자(기판(150A))에 고정된다. 전기적인 연결자(93)가 태양 전지(91)와 제어기 또는 제어 회로(92) 사이에 끼워 넣어지고, 그래서 제어 회로는 광학 소자에 전달하기 위해 태양 전지(91)에 의해 생산된 전기적 충전을 제어 또는 조정할 수 있다. 광학 소자의 기판(150A, 150B)은 태양 전지(91)와 제어 회로(92)로부터 광학 소자(90)의 전극들(도 3을 보면)에 전기를 공급하기 위해 전기적인 연결자(93)(예를 들면, 위에 기술한 것처럼, 전기적인 상호연결 탭)을 그 사이에 수용한다. 제어 회로(92)는 덮는 패드에 의해 보호될 수 있다. 예를 들면, 제 2 패드(95A)는 광학 소자(90)의 보호 백필름(96)과 제어 회로를 위한 보호 덮개(97)(예를 들면, 고무덮개 또는 다른 시일) 사이에 시일을 제공하는데 이용될 수 있다.

단일 패널에 광학 소자, 제어기, 그리고 전원을 제공함으로써, 기존의 헬멧 바이저 또는 다른 눈-보호 장치에 광학 장치의 애프터 마켓 조립은 용이하게 된다. 최종 사용자에 의해 만들어져야만 하는 부가적인 전선 또는 전기적 연결은 없다. 또한, (예를 들면, 다른 눈-보호 장치로의 교체나 조립을 위해) 광학 장치의 제거를 또한 용이하게 할 수 있다.

또 다른 실시에서, 도 29에서 묘사한 것처럼, 태양 전지(95a)(또는 다른 수광자)는 전자적으로 작동할 수 있는 광학 소자(10a)에 동력을 전달하기 위한 헬멧(5a)과 함께 조립될 것이다(즉, 일체화되거나 분리될 수 있다). 묘사된 실시에서, 태양 전지(95a)는, 비록 다른 위치와 실장 장치가 이용될 수 있을지라도, 헬멧(5a)의 환기 그릴 부분(98a)에 조립될 것이다.

광학 소자(10a)와 태양 전지(95a) 사이의 전기적 연결의 많은 다른 방식들이 도 29의 묘사된 실시에서 제공될 수 있지만, 전선 연결(82a)은 바이저(20a)의 안쪽 표면에 고정된 제어기(88a)부터 헬멧(5a)에 배치된 태양 전지(95a)로 연장된다. 제어기(88a)는, 위에서 기술한 것처럼, 전선 연결 및/또는 상호 연결 탭에 의해서 광학 소자(10a)에 연결될 수 있다. 태양 전지(95a)는 또한 첫 번째 또는 두 번째 전원일 수 있다. 대안적으로, 또 다른 적합한 전원은 부가적으로, 헬멧의 다른 전자적 특징과 함께 광학 소자에 동력으로 이용될 것이다. 또한, 다른 실시에서, 태양 전지(95a)는 (예를 들면, 태양 광에의 노출에 반응하여) 광학 소자(10a)를 자동으로 제어하도록 구성될 수 있고, 그것에 의해 분리된 제어기(88a)의 필요를 배제한다. 또 다른 예에서, 제어기와 태양 전지는 단일/일체 유닛을 형성할 수 있어 위에서 기술되고 도 27과 28에 도시한 바와 같이 헬멧 바이저의 어떤 부분에 맞춰질 수 있다.

여전히 다른 실시에서, 액정 광학 소자의 활성화는 자동(예를 들면 광-유도의)과 수동 즉 사용자 작동가능(예를 들면, 스위치 또는 버튼 작동) 둘 모두일 수 있다. 이것은 광학 소자의 어두운 또는 밝은 색조를 제공하는 자동설정의 수동 오버라이드를 사용자에게 제공할 수 있다. 한 그런 실시에서, 사용자 작동가능 스위치 또는 손잡이(knob)는 태양 전지로부터 광학 소자의 전극으로의 전압의 공급을 변경하거나 중단하기 위해 제어기와 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 실시에서, 자동 광 감쇄의 완전히 기계적인 사용자 오버라이드는 태양 전지를 덮도록 선택적으로 움직이게 할 수 있는 태양 전지 덮개를 제공하여, 태양 광의 부족을 모방하여 광학 소자가 투명한 상태 또는 최소한 색조된 상태로 되돌아가는 것을 수반할 수 있다. 한 그런 실시에서, 도 29에 도시된 것처럼, 태양 전지 또는 수광자 덮개(99a)는 태양 전지를 덮는 위치와 덮지 않는 위치 사이를 미끄러지게 움직이도록 헬멧(또는 다른 눈-보호 장치)에 미끄러지질 수 있게 연결될 수 있다. 태양 전지 덮개(99a)는, 사용자에 의해 광 감쇄의 수동적 변화가능의 어떤 양을 제공하는, 하나 또는 그 이상 부분적으로 덮는 위치들에 또한 놓일 수 있다. 이 태양 전지 덮개(99a)는 또한 헬멧을 위한 환기 덮개로서 기능할 것이다.

다른 실시(도시되지 않음)에서, 활성화 회로는 무선 활성화 장치에 의해 원격으로 관여할 것이다. 이것은 눈-보호 장치의 또 다른 부분 또는, 예를 들면, 윗도리, 장갑 또는 오토바이의 한 부분, 말하자면 손잡이와 같은, 사용자에 접근할 수 있는 다른 부품에 무선 장치의 포함을 허용할 수 있다. 전자적으로 제어할 수 이는 광학 소자들에 대한 무선 원격 제어의 예들은 종래기술에서 잘 알려져 있다. 그런 장치는, 미국 특허번호 7,342,210에 기술되고, 본 출원과 충돌하지 않는 범위로, 그 전체 공개물이 인용되고 있다.

또 다른 측면에서, 발명은 여기에서, 광학 소자, 제어기, 전원, 광학 소자, 제어기 또는 둘 모두를 눈-보호 장치에 부착하는 수단, 그리고, 어떤 경우에는, 원격 제어 장치, 및 (예를 들면, 벽 소켓 연결을 위한 전원의 USB포트에 어댑터를 연결하여) 전원을 재충전하기 위한 어댑터나 변환기를 포함하는, 본 명세서에서 기술된 다양한 소자들을 포함하는 한 개 또는 그 이상의 키트들과 관련이 있다.

본 발명의 여러 가지 발명 측면, 개념 및 특징이 전형적인 실시들에서 조합으로 구성된 것처럼 여기서 기술되고 묘사되는 동안, 이들 여러 가지 측면, 개념 및 특징은 개별적으로 또는 여러 가지 조합 그리고 그것들의 부차적 조합으로, 많은 대안적인 실시에서 사용될 수 있다. 여기서 명확히 배제되지 않으면, 모든 그런 조합들과 부차적인 조합들은 본 발명의 범주 안에 있게 된다. 게다가, 발명의 여러 가지 측면, 개념 및 특징에 대한 여러 가지 대안적인 실시-대안적인 물질, 구조, 구성, 방법, 회로, 장치 그리고 부품, 형성, 맞춤 및 기능에 대한 대안들-가 본 명세서에서 기술될지라도, 그런 기술들은, 현재 알려져 있거나 추후에 개발될 거신지에 관계없이, 이용 가능한 대안적인 실시들의 완전한 또는 철저한 목록이라 할 수 없다. 당업자는, 그러한 실시가 본 명세서에서 명확하게 개시되지 않더라도 발명의 측면, 개념 또는 특징 중 하나 이상을 추가 실시 및 사용에 쉽게 채택할 수 있다. 게다가, 여러 가지 측면, 특징 및 개념이 발명의 독창적이거나 형성 부분인 것으로 명백히 식별될 수 있더라도, 그런 식별은 배타적이기보다는, 그러한 또는 특정 발명의 부분으로서 명백히 식별되지 않고 본 명세서에서 충분히 기술된 발명 측면, 개념 및 특징일 수 있다.

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24. 미리 조립된 헬멧 바이저를 광 감쇄 헬멧 바이저로 변환하는 키트로서,
    광의 투과를 가변적으로 감쇄시키기 위해 전자적으로 제어되는 셀을 포함하는 휘어지기 쉬운 편평한 광학 소자로서, 상기 셀은 간격을 그 사이에서 갖는 제 1 및 제 2 플라스틱 기판을 포함하고, 상기 간격은 스페이서에 의해 유지되고 전기-광학적 유체 물질로 채워지는, 휘어지기 쉬운 편평한 광학 소자;
    상기 광학 소자에 전기적으로 연결되고 상기 전자적으로 제어되는 셀 양단에 전압을 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있는 제어기 및 전원;
    상기 광학 소자의 바깥쪽 주변부의 적어도 일부분을 상기 광학 소자의 바깥쪽 주변부의 일부분 상에 배치된 접착제를 사용하여 상기 헬멧의 바이저의 안쪽 표면에 분리할 수 있게 고정하기 위한 수단; 및
    상기 제어기 및 전원을 상기 바이저에 부착하기 위한 제2 수단을 포함하며,
    상기 바이저는 적어도 하나의 차원에서 휘어지는, 키트.
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27. 청구항 24에 있어서, 상기 전자적으로 제어되는 셀은 게스트-호스트 액정 셀을 포함하는, 키트.
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30. 청구항 24에 있어서, 광센서에 미치는 광의 양에 비례하여 상기 셀 양단의 전압을 자동으로 조절하기 위해 상기 제어기에 전기적으로 연결되는 광센서를 더 포함하는, 키트.
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32. 청구항 30에 있어서, 상기 제어기와 상기 광센서는 상기 광학 소자 안에 들어 있는, 키트.
33. 청구항 24에 있어서, 상기 전원은 상기 광학 소자 안에 들어 있는, 키트.
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36. 청구항 24에 있어서, 상기 셀 양단의 전압을 선택적으로 조절하기 위해 상기 제어기와 전기적으로 연결되는 수동으로 작동할 수 있는 활성화 장치를 더 포함하는, 키트.
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39. 청구항 24에 있어서,
    상기 전원은 상기 제어기의 일체화된 한 부분인, 키트.
40. 청구항 39에 있어서,
    상기 전원과 상기 제어기는 상기 광학 소자 안에 들어 있는, 키트.
41. 청구항 24에 있어서,
    상기 전원은 상기 제어기와 분리되는, 키트.
42. 청구항 41에 있어서,
    상기 광학 소자와 상기 제어기는 끊을 수 있는 장치를 통해 연결될 수 있는, 키트.
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44. 휘어진 헬멧 바이저를 휘어진 광 감쇄 헬멧 바이저로 변환하는 키트로서,
    광의 투과를 가변적으로 감쇄시키기 위한 플라스틱 기판을 포함하는 전자적으로 제어되는 게스트-호스트 액정 셀을 포함하는 휘어지기 쉬운 편평한 광학 소자;
    상기 게스트-호스트 액정 셀에 연결될 수 있으며 상기 액정 셀 양단에 전압을 선택적으로 공급하도록 구성되는 제어기;
    상기 광학 소자를 상기 휘어진 헬멧 바이저의 안쪽 표면에 분리할 수 있게 부착하기 위해 상기 광학 소자의 바깥쪽 주변부에 배치되는 제 1 접착 수단; 및
    상기 제어기를 상기 휘어진 헬멧 바이저에 부착하기 위한 제 2 접착 수단을 포함하는, 키트.

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