KR102013237B1 - 광전효과와 액정을 이용한 능동적 태양광 차단 시스템 - Google Patents

광전효과와 액정을 이용한 능동적 태양광 차단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 출원은 광 차단 시스템에 관한 것으로, 일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향으로 광이 집속되도록 하는 적어도 하나 이상의 광집속부; 상기 광집속부 별로 접촉되며, 상기 광집속부로부터 전달되는 상기 광의 반사양이 저감되도록 상기 광집속부의 광학적 특성과 유사하게 구현되는 적어도 하나 이상의 광반사방지부재, 상기 광반사방지부재에 접촉되며 상기 광집속부에 의해 집속되어 상기 광반사방지부재를 통해 전달되는 광에 기초하여 전류가 형성되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제2 반도체층, 상기 광반사방지부재의 사이에 배치되며 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제1 광발전전극, 및 상기 제2 반도체층에 접촉되는 제2 광발전전극을 포함하는 광발전부; 및 상기 제1 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제2 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되며, 상기 제1 광발전전극 또는 상기 제2 광발전전극으로부터 전달되는 상기 전류에 기초한 전원에 의하여 투과도가 변경되는 투과도변경층;을 포함하는 광 차단 시스템이 제공된다.

Description

광전효과와 액정을 이용한 능동적 태양광 차단 시스템{SUNLIGHT BLOCKING SYSTEM USING THE PHOTOELECTRIC EFFECT AND LIQUID CRYSTAL}
본 출원은 태양광 차단 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광이 인가되는 경우 사용자의 소정의 제어 없이 광을 능동적으로 차단하는 광 차단 시스템에 관한 것이다.
거울 또는 창과 같은 광학 부재는 광을 투과하거나 광을 반사시킬 수 있다. 달리 말해서, 거울은 광을 반사시키는 광학적 성질을 가지고, 창은 광을 투과시키는 광학적 성질을 가질 수 있다.
상술한 광학 부재들은 상기 광학 부재들마다 갖는 광학적 성질에 따라 다양한 분야에 이용되어 왔다. 예를 들어, 건물 또는 각종 운송 수단의 내부로 광이 도달될 수 있도록, 창은 건물 또는 각종 운송 수단 등에 구비되어 광이 건물 또는 각종 운송 수단을 투과되도록 이용되어 왔다.
상술한 광학 부재들의 광학적 성질은 일반적으로 일정하게 유지된다. 예를 들어, 상기 창의 광투과도와 상기 거울의 광반사도는 일정하게 유지된다. 이러한 광학적 성질이 일정하게 유지되는 광학 부재는 다양한 환경에 이용되기에는 힘든 광학적 성질의 한계를 가지고 있다. 이에 따라, 최근 광학적 성질이 때에 따라 변경될 수 있는 광학 부재들 내지는 광학 시스템에 대한 수요가 증대되고 있는 실정이다.
본 출원의 일 과제는, 사용자의 소정의 제어없이 능동적으로 구동되는 광차단 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 출원의 다른 과제는, 광 투과도의 변경이 용이한 광 차단 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 출원의 또 다른 과제는, 영역 별로 서로 다른 광 투과도를 가지는 광차단 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원의 일 양상에 따르면, 일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향으로 광이 집속되도록 하는 적어도 하나 이상의 광집속부; 상기 광집속부 별로 접촉되며, 상기 광집속부로부터 전달되는 상기 광의 반사양이 저감되도록 상기 광집속부의 광학적 특성과 유사하게 구현되는 적어도 하나 이상의 광반사방지부재, 상기 광반사방지부재에 접촉되며 상기 광집속부에 의해 집속되어 상기 광반사방지부재를 통해 전달되는 광에 기초하여 전류가 형성되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제2 반도체층, 상기 광반사방지부재의 사이에 배치되며 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제1 광발전전극, 및 상기 제2 반도체층에 접촉되는 제2 광발전전극을 포함하는 광발전부; 및 상기 제1 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제2 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되며, 상기 제1 광발전전극 또는 상기 제2 광발전전극으로부터 전달되는 상기 전류에 기초한 전원에 의하여 투과도가 변경되도록 액정물질을 포함하는 투과도변경층;을 포함하는 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
본 출원의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에 의하면 사용자의 소정의 제어없이 능동적으로 구동되는 광차단 시스템이 제공될 수 있다.
본 출원에 의하면 광 투과도의 변경이 용이한 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
본 출원에 의하면 영역 별로 서로 다른 광 투과도를 가지는 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
본 출원의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 광 차단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 다른 광 차단 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 광발전부와 광발전부에 구비되는 광집속부를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 광이 차단되는 환경의 물리적 공간에 구비되는 광발전부를 포함하는 광 차단 시스템을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 발전 동작을 수행하는 광발전부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도 변경 동작을 수행하는 투과도변경부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템의 광 차단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 출원의 제2 실시예에 따른 광 차단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부의 전기적 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부의 투과도 조절 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 출원의 제3 실시예에 따른 광 차단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 출원의 제3 실시예에 따른 분할 구동되는 투과도변경층을 도시하는 사시도이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 출원의 일 양상에 따르면, 일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향으로 광이 집속되도록 하는 적어도 하나 이상의 광집속부; 상기 광집속부 별로 접촉되며, 상기 광집속부로부터 전달되는 상기 광의 반사양이 저감되도록 상기 광집속부의 광학적 특성과 유사하게 구현되는 적어도 하나 이상의 광반사방지부재, 상기 광반사방지부재에 접촉되며 상기 광집속부에 의해 집속되어 상기 광반사방지부재를 통해 전달되는 광에 기초하여 전류가 형성되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제2 반도체층, 상기 광반사방지부재의 사이에 배치되며 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제1 광발전전극, 및 상기 제2 반도체층에 접촉되는 제2 광발전전극을 포함하는 광발전부; 및 상기 제1 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제2 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되며, 상기 제1 광발전전극 또는 상기 제2 광발전전극으로부터 전달되는 상기 전류에 기초한 전원에 의하여 투과도가 변경되도록 액정물질을 포함하는 투과도변경층;을 포함하는 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 광 차단 시스템은 소정의 프레임;을 더 포함하며, 상기 광집속부는 상기 프레임을 상기 일방향으로 관통하는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 광발전부는 상기 소정의 프레임에 의해 가려지며, 상기 프레임을 관통한 상기 광집속부의 타단은 상기 일 방향으로 노출되는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 광집속부의 일단은 상기 광발전부의 상기 광반사방지부재에 접촉되며 상기 광반사방지부재로 광을 전달하며, 상기 광집속부의 타단은 광을 인가 받는 것을 특징으로 하는 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 투과도변경부는 적어도 둘 이상의 상기 제1 전극, 적어도 하나 이상의 상기 제2 전극, 및 적어도 둘 이상의 상기 투과도변경층을 포함하는 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 전극은 제1-1 전극과 제1-2 전극을 포함하고, 상기 투과도변경층은 제1 투과도변경층과 제2 투과도변경층을 포함하며, 상기 제1-1 전극과 상기 제1-2 전극의 사이에 상기 제2 전극이 배치되고, 상기 제1-1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 제1 투과도변경층이 배치되고, 상기 제1-2 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 제2 투과도변경층이 배치되는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 각각의 제1 전극에 전원을 공급하기 위한 상기 제1-1 전극에는 제1-1 전선과 상기 제1-2 전극에는 제1-2 전선이 구비되며, 상기 제2 전극은 전기적으로 접지되는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 광 차단 시스템은 상기 제1-1 전극과 상기 제1-2 전극에 공급되는 상기 전원이 제어되도록 하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 제1-1 전선을 통해 전원이 상기 제1-1 전극에 전달되도록 하고, 상기 제1-2 전선을 통한 전원의 전달은 차단되는 경우, 상기 제1 투과도변경층은 제1 투과도를 가지고, 상기 제2 투과도변경층은 제2 투과도를 가지며, 상기 제1 투과도와 상기 제2 투과도는 서로 다른 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 제어부가 상기 제1-1 전선을 통해 전원이 상기 제1-1 전극에 전달되도록 하고, 상기 제1-2 전선을 통한 전원의 전달은 차단되는 경우, 상기 제1 투과도변경층에 포함된 액정물질은 제1 배열상태를 가지고, 상기 제2 투과도변경층에 포함된 액정물질은 제2 배열상태를 가지는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 복수의 제1 전극은 상기 투과도변경층 상에 소정의 간격만큼 이격되어 배치되며, 상기 광 차단 시스템은 상기 제1 전극의 사이의 상기 이격된 공간에 배치되는 충진부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
또, 상기 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극 별로 전원이 인가되도록 전선이 구비되며, 상기 제어부는 상기 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극에 대응되는 투과도변경층 별로 투과도가 변경되도록, 상기 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극 별로 구비되는 전선의 전원의 전달을 제어하는 것을 특징으로 하는, 광 차단 시스템이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 "상부", "측부", 및 "하부"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상부"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하부" 및 "상부" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
또한, 외측방향은 중심축에서 "측부"를 향하는 방향에 대응되는 방향이고, 내측방향은 "측부"에서 중심축을 향하는 방향에 대응되는 방향일 수 있다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다.
이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)을 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 출원의 제1 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)은 인가되는 광을 능동적으로 차단할 수 있다. 구체적으로, 상기 광 차단 시스템(1)은 광 차단 시스템(1)으로 광이 인가되는 경우 사용자에 의한 소정의 제어없이 자동으로 상기 시스템을 투과하는 광을 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 출원의 광 차단 시스템(1)은 높은 이용의 용이성을 가질 수 있다. 광 차단 시스템(1)이 사용자에 의한 제어에 의해 동작되는 시스템인 경우, 시스템에 광이 인가되는 조건 하에서 광 차단 시스템(1)이 동작하지 않을 수 있다. 이에 반하여, 사용자의 제어없이 능동적으로 동작될 수 있도록 광 차단 시스템(1)이 구현되는 경우, 광이 인가되는 조건 하에서 상기 광 차단 시스템(1)은 광을 능동적으로 차단하게 되어 소정의 제어없이 동작할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 광 차단 시스템(1)의 구성에 대해서 설명한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 다른 광 차단 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)은 광학부재 상에 배치되는 투과도변경부(100), 광발전부(200), 광집속부(300), 제어부(400), 및 전선(W)들을 포함할 수 있다.
상기 투과도변경부(100)는 인가되는 광의 투과도를 변경할 수 있다.
상기 광발전부(200)는 광발전할 수 있다.
상기 광집속부(300)는 광을 집속하여 상기 광발전부(200)로 전달할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 광 차단 시스템(1)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
상기 전선(W)은 상기 광 차단 시스템(1)의 각 구성들을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 광학부재(10)는 윈도우, 미러 등의 광을 이용하는 각종 부재일 수 있다. 상기 광학부재(10)가 윈도우인 경우, 상기 윈도우 상에 배치되는 투과도변경부(100)에 의해 상기 윈도우를 투과하는 광의 양이 조절될 수 있다. 상기 광학부재(10)가 미러인 경우, 상기 미러 상에 배치되는 투과도변경부(100)에 의해 상기 미러를 통해 반사되는 광의 양이 조절될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 구성에 국한되지 않고 상기 광 차단 시스템(1)은 그보다 더 많은 구성을 포함하는 광 차단 시스템(1)으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 차단 시스템(1)은 상기 투과도변경부(100)의 광반사도와 광굴절률 등의 광학적 성질을 조절하기 위한 광학 부재들이 구비될 수 있다.
이하에서는 광 차단 시스템(1)의 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다. 먼저, 투과도변경부(100)에 대해서 설명한다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 투과도변경부(100)는 제1 전극(110)과 제2 전극(130)을 포함하는 전극층, 투과도변경층(120), 및 봉지틀(140)로 구현될 수 있다.
제1 전극(110)과 제2 전극(130)을 포함하는 상기 전극층은 상기 투과도변경층(120)으로 전원을 인가할 수 있다. 투과도변경층(120)은 상기 전극층으로부터 전원을 인가 받아 투과도를 변경할 수 있다. 상기 봉지틀(140)은 상기 투과도변경층(120)의 물리적 이탈을 방지할 수 있다.
이하에서는 상기 투과도변경부(100)의 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 전극층은 투명하며 전도성을 가지는 물질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극층은 ITO(Indium tin oxide) 또는 IZO(Indium zirconium oxide) 주재로 구현될 수 있다. 이에 따라, 상기 전극층은 투명한 성질과 전도성을 동시에 가질 수 있다.
상기 투과도변경층(120)은 상술한 바와 같이 상기 전극층에 인가되는 전원에 기초하여 투과도가 변경되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투과도변경층(120)은 액정물질, 전기변색물질, PDLC 물질, 및 SPD 물질을 포함할 수 있다. 달리 말해, 상기 투과도변경층(120)은 액정물질을 포함하는 액정층, 전기변색물질을 포함하는 전기변색층, PDLC 물질을 포함하는 PDLC 층, 및 SPD 물질을 포함하는 SPD층으로 구현될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 상기 투과도변경층(120)은 액정 물질을 포함하는 액정층인 것으로 설명한다.
상기 투과도변경층(120)은 상기 전극층의 사이에 배치될 수 있다.
전원이 인가된 전극층에 기초하여, 상기 투과도변경층(120)에 포함된 액정물질의 배열이 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 투과도변경층(120)에 포함된 액정 물질은 전원이 인가된 전극층의 주위에 형성되는 전계 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(130) 사이에 형성되는 전계 방향으로 형성되는 전계 방향으로 액정 물질이 배열될 수 있다.
상기 봉지틀(140)은 상기 투과도변경층(120)의 주변에 배치되어 상기 투과도변경층(120)의 이탈을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 봉지틀(140)은 상기 투과도변경층(120)에 접촉되어 배치되어 상기 투과도변경층(120)을 지지함으로써, 상기 투과도변경층(120)이 상기 투과도변경부(100)로부터 물리적으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 광발전부(200)와 광집속부(300)에 대해서 설명한다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 광발전부(200)와 광발전부(200)에 구비되는 광집속부(300)를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 광발전부(200)는 제1 광발전전극층(210)(250)과 제2 광발전전극층(240)을 포함하는 광발전전극층, 광반사방지부재(250), 제1 반도체층(220), 및 제2 반도체층(230)을 포함할 수 있으며, 상기 광발전부(200)에 상기 광집속부(300)가 접촉되어 구비될 수 있다.
상기 제1 광발전전극층(210)과 상기 제2 광발전전극층(240)은 상술한 제1 전극(110)층과 제2 전극(130)층과 같이 구현될 수 있으므로, 이에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 광반사방지부재(250)는 광발전부(200) 내로 광을 전달할 수 있다.
상기 제1 반도체층(220)과 상기 제2 반도체층(230)은 반도체물질을 포함하며, 전력을 발생시킬 수 있다.
상기 광집속부(300)는 상기 광발전부(200)로 광을 집속시킬 수 있다.
이하에서는, 광발전부(200)의 각 구성과 광집속부(300)에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 광반사방지부재(250)는 상기 광발전부(200) 내로 전달되는 광의 전달율을 향상시킬 수 있다. 상기 광반사방지부재(250)는 상기 광발전부(200)로부터 반사되는 광의 양을 감소시켜, 상기 광발전부(200) 내로 전달되는 광의 양을 증가시킬 수 있다.
상기 광반사방지부재(250)는 제1 광발전전극층(210)(250)과 제2 광발전전극층(240) 중 적어도 하나의 층의 사이에 배치될 수 있다. 달리 말해, 상기 광반사방지부재(250)는 교번하여 배치될 수 있는데, 상기 광반사방지부재(250)의 사이에 제1 광발전전극층(210)(250)이 배치될 수 있다.
상기 제1 반도체층(220)과 상기 제2 반도체층(230)은 광을 인가 받아, 전력을 생산할 수 있다.
상기 제1 반도체층(220)과 상기 제2 반도체층(230)은 서로 대응되는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 반도체층(220)이 P형 반도체 물질을 포함하는 경우 상기 제2 반도체층(230)은 N형 반도체 물질을 포함할 수 있고, 상기 제1 반도체층(220)이 N형 반도체 물질을 포함하는 경우 상기 제2 반도체층(230)은 P형 반도체 물질을 포함할 수 있다.
상기 P형 반도체물질은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 P형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 N형 반도체물질은 Si, Ge, Sn, Se, Te의 N형 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 광집속부(300)는 상기 광발전부(200)의 내부로 광을 집속하여 전달할 수 있다. 상기 광집속부(300)가 구비됨으로써, 상기 광발전부(200)로 인가되는 광의 양은 상기 광집속부(300)가 구비되지 않는 경우에 비하여 증가될 수 있다. 구체적으로, 상기 광집속부(300)는 광을 광집속부(300)의 내부 방향으로 반사시키는 소재로 구현되는 외면과 상기 광을 전도시키는 소재로 구현되는 내부를 포함하도록 구현되며, 이에 따라 상기 광집속부(300)로 광이 인가되는 경우 상기 광은 상기 광집속부(300)의 외면에서 광집속부(300)의 내부 방향으로 반사되며, 광집속부(300)의 내부를 따라 광집속부(300)의 연장 방향으로 전도될 수 있다. 이에 따라 광이 광집속부(300)에 인가되는 경우, 상기 광은 광집속부(300)를 따라서 전도될 수 있다.
상기 광집속부(300)는 상기 광반사방지부재(250)에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 광집속부(300)는 상기 광반사방지부재(250)로 광을 집속시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 광집속부(300)는 광섬유일 수 있다.
한편, 상기 광발전부(200)의 광반사방지부재(250)와 상기 광집속부(300)의 광학적 성질은 서로 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 광학적 성질은 광굴절률, 광반사율 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광반사방지부재(250)의 광굴절률과 광집속부(300)의 굴절률이 서로 대응되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 광집속부(300)로부터 상기 광발전부(200)의 내부로 전달되는 광의 양이 증가될 수 있다. 상기 광반사방지부재(250)와 상기 광집속부(300)의 광학적 성질이 상이한 경우, 상기 광집속부(300)로부터 상기 광발전부(200) 방향으로 전달되는 광은 상기 광반사방지부재(250)에 의해 차단될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 광반사방지부재(250)와 광집속부(300)의 광학적 성질이 상이한 경우, 상기 광발전부(200) 방향으로 전달되는 광은 광반사방지부재(250) 상에서 반사될 수 있다. 이에 반하여, 상기 광반사방지부재(250)와 상기 광집속부(300)의 광학적 성질이 서로 유사한 경우, 상기 광집속부(300)로부터 상기 광발전부(200) 방향으로 전달되는 광은 상기 광반사방지부재(250)에 의해 차단되지 않고 상기 광반사방지부재(250)를 원활히 투과하여 광발전부(200)의 내부로 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 광반사방지부재(250)와 상기 광집속부(300)의 광학적 성질이 서로 유사하게 형성됨으로써, 상기 광집속부(300)로부터 상기 광발전부(200)의 내부로 전달되는 광의 양이 증가될 수 있다.
이하에서는 제어부(400)에 대해서 설명한다.
상기 제어부(400)는 광 차단 시스템(1)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(400)는 상기 광발전부(200)로부터 상기 투과도변경부(100)로 전달되는 전원을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(400)는 상기 광발전부(200)로부터 상기 투과도변경부(100)로 전원을 전달하거나, 전달되는 전원을 차단할 수 있다. 달리 말해, 상기 제어부(400)는 투과도변경부(100)로 전달되는 전원의 스위치로서 동작할 수 있다.
상기 제어부(400)는 입/출력유닛, 통신유닛, 및 저장유닛을 포함할 수 있다.
상기 입/출력유닛은 사용자 입력을 받거나 또는 사용자에게 정보를 출력하는 각종 인터페이스나 연결 포트 등일 수 있다. 입/출력유닛은 입력 모듈과 출력 모듈로 구분될 수 있는데, 입력 모듈은 사용자로부터 사용자 입력을 수신한다. 사용자 입력은 키 입력, 터치 입력, 음성 입력을 비롯한 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 사용자 입력을 받을 수 있는 입력 모듈의 예로는 전통적인 형태의 키패드나 키보드, 마우스는 물론, 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서, 음성 신호를 입력받는 마이크, 영상 인식을 통해 제스처 등을 인식하는 카메라, 사용자 접근을 감지하는 조도 센서나 적외선 센서 등으로 구성되는 근접 센서, 가속도 센서나 자이로 센서 등을 통해 사용자 동작을 인식하는 모션 센서 및 그 외의 다양한 형태의 사용자 입력을 감지하거나 입력받는 다양한 형태의 입력 수단을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 여기서, 터치 센서는 디스플레이 패널에 부착되는 터치 패널이나 터치 필름을 통해 터치를 감지하는 압전식 또는 정전식 터치 센서, 광학적인 방식에 의해 터치를 감지하는 광학식 터치 센서 등으로 구현될 수 있다. 이외에도 입력 모듈은 자체적으로 사용자 입력을 감지하는 장치 대신 사용자 입력을 입력받는 외부의 입력 장치를 연결시키는 입력 인터페이스(USB 포트, PS/2 포트 등)의 형태로 구현될 수도 있다. 또 출력 모듈은 각종 정보를 출력해 사용자에게 이를 제공할 수 있다. 출력 모듈은 영상을 출력하는 디스플레이, 소리를 출력하는 스피커, 진동을 발생시키는 햅틱 장치 및 그 외의 다양한 형태의 출력 수단을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이외에도 출력 모듈은 상술한 개별 출력 수단을 연결시키는 포트 타입의 출력 인터페이스의 형태로 구현될 수도 있다.
상기 통신유닛은 외부 기기와 통신할 수 있다. 여기서, 통신, 즉 데이터의 송수신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 이를 위해 통신부(1100)는 LAN(Local Area Network)를 통해 인터넷 등에 접속하는 유선 통신 모듈, 이동 통신 기지국을 거쳐 이동 통신 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신하는 이동 통신 모듈, 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용하는 근거리 통신 모듈, GPS(Global Positioning System)과 같은 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용하는 위성 통신 모듈 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 저장유닛은 각종 정보를 저장할 수 있다. 저장유닛은 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 상기 저장유닛의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 이러한 저장유닛은 내장 타입 또는 탈부착 가능한 타입으로 제공될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 제어부(400)는 광 차단 시스템(1)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있기 때문에, 이하에서 특별한 언급이 없다면 광 차단 시스템(1)의 동작은 제어부(400)에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다.
이하에서는, 상기 광 차단 시스템(1)의 구현예에 대해서 설명한다.
상기 광 차단 시스템(1)의 광발전부(200)는 광이 인가되지 않는 환경 조건 하에 구비될 수 있다. 달리 말해, 상기 광발전부(200)는 광이 차단되는 환경의 물리적 공간에 구비될 수 있다. 이에 따라, 광 차단 시스템(1)의 구현이 용이해질 수 있다. 상기 광 차단 시스템(1)의 광발전부(200)가 광이 차단되지 않는 환경 하에 구현되어야 하는 경우, 상기 광 차단 시스템(1)은 한정된 물리적 공간에서만 구비될 수 있다. 이에 반하여, 상기 광 차단 시스템(1)의 광발전부(200)가 광이 차단되는 환경 하에서도 구비될 수 있는 경우, 상기 광 차단 시스템(1)은 다양한 물리적 공간에서 구현될 수 있게 되어 광 차단 시스템(1)의 구현이 용이해질 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 광이 차단되는 환경의 물리적 공간에 구비되는 광발전부(200)를 포함하는 광 차단 시스템(1)을 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)의 광발전부(200)는 소정의 외벽에 의해 광이 차단되는 물리적 공간에 구비될 수 있다.
예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광발전부(200)는 실내 공간에 구비될 수 있다.
이 경우, 광발전부(200)는 광이 인가될 수 있는 환경 조건하에 놓이는 광섬유로부터 광을 전달받을 수 있다. 달리 말해, 광섬유는 상기 광발전부(200)로부터 연장되어 실내 공간을 정의하는 외벽을 관통할 수 있다.
상기 광집속부(300)의 일단은 광이 차단되는 물리적 공간에 위치하되, 상기 광집속부(300)의 타단은 광이 존재하는 물리적 공간에 위치할 수 있다.
상기 광집속부(300)의 일단은 광이 차단되는 실내 공간에 위치하되, 상기 광집속부(300)의 타단은 광이 인가되는 조건 하에 위치할 수 있다.
상기 광집속부(300)의 일단은 광발전부(200)에 접촉되되, 상기 광집속부(300)의 타단은 광이 인가되는 조건의 물리적 공간에 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 광집속부(300)의 타단으로부터 광이 인가되어, 상기 광집속부(300)의 일단을 통해 광발전부(200)로 광이 전달될 수 있다.
또한 도 5를 참조하면, 광 차단 시스템(1)의 광발전부(200)는 소정의 물리적 프레임(frame)에 의해 광이 차단되는 물리적 공간에 구비될 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 물리적 공간은 프레임에 의해 가려지는 물리적 공간일 수 있다.
이 경우, 투과도변경부(100)는 프레임의 사이의 공간에 배치되며, 광발전부(200)는 프레임에 의해 가려지는 물리적 공간에 배치됨, 광집속부(300)의 타단은 프레임의 외부에 위치할 수 있다.
이 경우, 상기 광발전부(200)는 프레임에 의해 가려질 수 있다.
이 경우, 상기 광섬유는 프레임을 관통함으로써, 프레임의 외부로 연장될 수 있다. 상기 광집속부(300)의 일단은 광이 차단되는 물리적 공간에 위치하고, 광이 인가될 수 있는 조건 하의 물리적 공간에 위치할 수 있다. 상기 광집속부(300)의 일단은 상기 광발전부(200)에 접촉되고, 상기 광집속부(300)의 타단은 프레임의 외부로 연장될 수 있다.
이상에서는 광 차단 시스템(1)의 구현 예에 대해서 설명하였다. 이하에서는 광 차단 시스템(1)의 동작에 대해서 설명한다.
상기 광 차단 시스템(1)은 광 차단 동작을 수행할 수 있다. 상기 광 차단 동작은 상기 광 차단 시스템(1)이 상기 광 차단 시스템(1)으로 인가되는 광을 능동적으로 차단하는 동작으로 정의될 수 있다.
상기 광 차단 동작은 광 발전 동작과 투과도 변경 동작을 포함할 수 있다. 상기 광 발전 동작은 광 차단 시스템(1)이 인가되는 광을 기초로 전력을 생산하는 동작으로 정의될 수 있다. 상기 투과도 변경 동작은 상기 광 발전 동작에서 생성된 전력을 기초로 광 차단 시스템(1)의 투과도를 능동적으로 변경하는 동작으로 정의될 수 있다.
이하에서는 각 동작에 대해서 구체적으로 설명한다. 먼저, 광 발전 동작에 대해서 설명한다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 발전 동작을 수행하는 광발전부(200)를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광발전부(200)는 인가되는 광에 기초하여 전력을 생산할 수 있다.
광집속부(300)의 타단에 광이 인가되는 경우, 상기 광은 광집속부(300)의 연장 방향을 따라 광의 일단을 통해 광발전부(200)로 전달될 수 있다.
상기 광이 상기 광발전부(200)내로 전달되는 경우, 제1 반도체층(220)과 제2 반도체층(230)에서는 전류가 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 반도체층(220)이 N형 반도체 물질을 포함하고 제2 반도체층(230)이 P형 반도체 물질을 포함하는 경우, 제1 반도체층(220)에서는 전자가 이동되고 제2 반도체층(230)에서는 정공이 이동됨으로써 전류가 발생될 수 있다. 반대로 제1 반도체층(220)이 P형 반도체 물질을 포함하고 제2 반도체층(230)이 N형 반도체 물질을 포함하는 경우, 제1 반도체층(220)에서는 정공이 이동되고 제2 반도체층(230)에서는 전자가 이동될 수 있다.
상기 전류의 발생은 P형 반도체층과 N형 반도체층의 접합에 따라 발생되는 PN접합(PN junction)에 기인할 수 있다. 상기 PN접합에 의해 광발전부(200) 내부에서 전위차가 발생되며, 구체적으로 N형 반도체층의 전위가 높아지고, P형 반도체층의 전위가 낮아질 수 있다.
상기 광이 광발전부(200)의 내부로 인가됨으로써 N형 반도체층에서 전자가 발생하고 P형 반도체층에서 정공이 발생되며, 상술한 전위차에 의해 정공은 전위가 낮은 P형 반도체층 방향으로 이동되고 전자는 N형 반도체층 방향으로 이동됨으로써 결과적으로 전류가 발생될 수 있다.
이하에서는 투과도 변경 동작에 대해서 설명한다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도 변경 동작을 수행하는 투과도변경부(100)를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부(100)는 투과도 변경 동작을 수행할 수 있다. 상기 투과도변경부(100)는 상술한 광발전동작에 따라 생산된 전력에 기초하여 투과도를 변경할 수 있다. 달리 말해, 상기 투과도변경부(100)는 상기 광발전부(200)에서 생산된 전력에 기초하여 투과도를 변경할 수 있다.
상기 투과도변경부(100)의 투과도 변경은 상기 투과도변경부(100)에 포함된 액정물질의 배열의 변경에 기인할 수 있다.
상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)으로 광이 입사되는 경우, 상기 액정물질의 배열에 따라 광이 투과되거나 차단될 수 있다. 상기 액정물질이 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)과 수직한 방향의 배열을 갖는 경우, 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)으로 입사되는 광은 상기 투과도변경부(100)를 투과할 수 있다. 달리 말해, 상기 액정물질이 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)과 수직한 방향의 배열을 갖는 경우, 상기 투과도변경부(100)의 투과도는 높을 수 있다. 이에 반하여, 상기 액정물질이 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)과 평행한 방향의 배열을 갖는 경우, 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)으로 입사되는 광은 상기 투과도변경부(100)에 의해 차단될 수 있다. 달리 말해, 상기 액정물질이 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130)과 평행한 방향의 배열을 갖는 경우, 상기 투과도변경부(100)의 투과도는 낮을 수 있다.
상기 투과도변경부(100)에 포함된 액정물질은 상기 광발전부(200)에서 생산된 전력에 기초하여 배열을 가질 수 있다. 상기 액정물질은 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130) 중 적어도 하나 이상의 전극에 공급되는 전원에 기초하여 배열을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 액정물질은 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(130) 중 적어도 하나 이상의 전극에 공급되는 전원에 기초하여 상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(130)의 사이에 형성되는 전계의 방향에 대응되는 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(110)으로부터 상기 제2 전극(130) 방향으로 전계가 형성되는 경우, 상기 액정물질은 상기 제1 전극(110)으로부터 제2 전극(130) 방향에 평행한 방향의 배열을 가질 수 있다.
이상에서는, 광 차단 시스템(1)의 광 차단 동작에 대해서 설명하였다. 이하에서는, 광 차단 시스템(1)의 광 차단 방법에 대해서 설명한다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)의 광 차단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광 차단 시스템(1)의 광 차단 방법은 광 집속(S1000), 광 발전(S2000), 전원 전달(S3000), 및 투과도 변경(S4000) 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 광 차단 방법은 상술한 단계 이외에도 더 많은 단계를 포함할 수 있으며, 각 단계가 모두 수행되지 않고 일부의 단계만이 수행될 수도 있다. 또한, 각 단계가 상술한 순서대로 수행되지 않아도 될 수 있다.
이하에서는, 각 단계에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 광 집속 단계(S1000)에서, 상기 광집속부(300)는 여가되는 광을 집속하여 광발전부(200)로 전달할 수 있다.
상기 광 발전 단계(S2000)에서, 상기 광발전부(200)는 상기 광집속부(300)로부터 전달된 광에 기초하여 전력을 생산할 수 있다.
상기 전원 전달 단계(S3000)에서, 상기 투과도변경부(100)는 상기 광발전부(200)에서 생성된 전력을 전달받을 수 있다.
상기 투과도 변경 단계(S4000)에서, 상기 투과도변경부(100)는 전달받은 전력에 기초하여 투과도를 변경하여, 광을 차단할 수 있다.
<제2 실시예>
이하에서는, 본 출원의 제2 실시예에 따른 광 차단 시스템(2)에 대해서 설명한다.
특별한 언급이 없다면, 이하의 제2 실시예에서는 상술한 제1 실시예에서의 상세한 설명들이 적용될 수 있다. 제1 실시예에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 9는 본 출원의 제2 실시예에 따른 광 차단 시스템(2)을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 출원의 제2 실시예에 따른 광 차단 시스템(2)은 복수의 제1 전극(110), 복수의 제2 전극(130), 및 상기 제1 전극(110)과 제2 전극(130)의 사이에 배치되는 복수의 투과도변경층(120)을 포함하는 투과도변경부(100)와 상기 복수의 제1 전극(110) 별로 구비되는 제1 전선과 복수의 제2 전극(130) 별로 구비되는 제2 전선을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(110)은 제1-1 전극(111), 제1-2 전극(112), 및 제1-3 전극(113)을 포함하며, 상기 제2 전극(130)은 제2-1 전극(131) 및 제2-2 전극(132)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(130)은 서로 교번하여 배치될 수 있다. 달리 말해, 서로 다른 제1 전극(110) 사이에 제2 전극(130)이 배치되며, 서로 다른 제2 전극(130) 사이에 제1 전극(110)이 배치될 수 있다. 구체적인 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이, 제1-1 전극(111)과 제1-2 전극(112)의 사이에 제2-1 전극(131)이 배치되고, 제1-2 전극(112)과 제1-3 전극(113)의 사이에 제2-2 전극(132)이 배치될 수 있다.
상기 투과도변경층(120)은 상술한 제1 전극(110)과 제2 전극(130)의 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1-1 전극(111)과 제2-1 전극(131)의 사이에는 제1 투과도변경층(121), 상기 제2-1 전극(131)과 상기 제1-2 전극(112)의 사이에는 제2 투과도변경층(122), 상기 제1-2 전극(112)과 상기 제2-2 전극(132)의 사이에는 제3 투과도변경층(123), 상기 제2-2 전극(132)과 상기 제1-3 전극(113)의 사이에는 제4 투과도변경층(124)이 배치될 수 있다.
한편, 상기 투과도변경부(100)는 소정의 제어에 따라 다양한 투과도를 가질 수 있다. 달리 말해, 상기 투과도변경부(100)는 소정의 제어에 따라 다양한 투과도 레벨을 가질 수 있다. 상기 투과도변경부(100)가 다양한 투과도로 변경되는 동작은 투과도 조절 동작으로 정의될 수 있다. 이하에서는 본 출원의 제2 실시예에 따른 상기 투과도변경부의 투과도 조절 동작에 대해서 설명한다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부(100)의 전기적 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부(100)의 투과도 조절 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 투과도변경부(100)는 서로 교번하는 전기적 연결관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(110)은 상기 광발전부(200)에서 생성된 전원을 인가 받고, 상기 제1 전극(110)과 교번하여 배치되는 제2 전극(130)은 접지될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 전극(110)에 연결되는 제1 전선을 통해 제1 전극(110)으로 전원이 전달되고, 제2 전극(130)에 연결되는 제2 전선을 통해 제2 전극(130)은 접지될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1-1 전극(111)에는 제1-1 전선(W1-1)이 접촉되고, 상기 제1-2 전극(112)에는 제1-2 전선(W1-2)이 접촉되고, 상기 제1-3 전극(113)에는 제1-3 전선(W1-3)이 접촉되고, 상기 제2-1 전극(131)에는 제2-1 전선(W2-1)이 접촉되고, 상기 제2-2 전극(132)에는 제2-2 전선(W2-2)이 접촉되며, 각각의 제1-1 전극(111), 제1-2 전극(112), 및 제1-3 전극(113)을 포함하는 제1 전극(110)에는 전원이 인가되고 각각의 제2-1 전극(131) 및 제2-2 전극(132)을 포함하는 제2 전극(130)은 접지될 수 있다.
한편, 상기 상술한 바에 국한되지 않고 반대로 제1 전극(110)이 접지되고, 제2 전극(130)에 전원이 인가되도록 투과도변경부(100)는 전기적 연결관계를 가질 수 있다.
이에 따라, 일 전극이 투과도변경층(120)의 투과도를 변경시키기 위한 공통 전극이 될 수 있다. 상기 일 전극이 투과도변경층(120)의 투과도를 변경시키기 위한 공통 전극이 됨으로써, 투과도변경부(100)의 구동이 용이해질 수 있다. 상기 투과도변경층(120)의 공통 전극이 구비되지 않는 경우, 투과도변경층(120)의 투과도 변경을 위한 전극들이 개별적으로 구비되어야 하기 때문에 투과도변경부(100)의 구현은 복잡해질 수 있다. 이에 반하여, 상기 투과도변경층(120)의 공통 전극이 구비되는 경우, 투과도변경층(120)의 투과도 변경을 위한 전극의 구현 개수가 전술한 구현예에 비하여 줄어들기 때문에 투과도변경부(100)의 구현은 상대적으로 용이해질 수 있다.
이하에서는 상술한 전기적 연결 관계에 기초한, 광 차단 시스템(2)의 투과도 조절 동작에 대해서 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 투과도변경부(100)에 포함된 투과도변경층(120) 중 구동되는 층의 수에 따라 투과도변경부(100)의 투과도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 투과도변경부(100)에 포함된 투과도변경층(120)의 투과도가 구동되는 투과도변경층(120)의 수가 많아질수록 상기 투과도변경부(100)의 투과도는 더 감소될 수 있다. 또는 반대로 예를 들어, 상기 투과도변경부(100)의 구동되는 투과도변경층(120)의 수가 적어질수록 상기 투과도변경부(100)의 투과도는 더 증가될 수 있다.
이를 위해, 제어부(400)는 전원이 인가되는 전선의 전원 전달 여부를 제어할 수 있다. 도 11 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 전원이 인가되는 전선의 전원의 전달 여부를 제어할 수 있다.
<제3 실시예>
이하에서는, 본 출원의 제3 실시예에 따른 광 차단 시스템(3)에 대해서 설명한다.
특별한 언급이 없다면, 이하의 제3 실시예에서는 상술한 제1 실시예와 제2 실시예에서의 상세한 설명들이 적용될 수 있다. 제1 실시예와 제2 실시예에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 12는 본 출원의 제3 실시예에 따른 광 차단 시스템(3)을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 출원의 제3 실시예에 따른 광 차단 시스템(3)은 제1-1 전극(114), 제1-2 전극(115), 제1-3 전극(116), 및 제1-4 전극(117)을 포함하는 복수의 제1 전극(110), 상기 복수의 제1 전극(110) 사이에 배치되는 충진부재(500), 제2 전극(130), 및 제1 전극(110)과 제2 전극(130) 사이에 배치되는 투과도변경층(120)을 포함하는 투과도변경부(100)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(130)의 사이에 배치되는 투과도변경층(120)은 분할 구동될 수 있다. 상기 분할 구동은 투과도변경층(120)의 투과도가 영역별로 변경되도록 투과도변경층(120)이 구동되는 것으로 정의될 수 있다.
상기 충진부재(500)는 절연성질을 가지는 소재로 구현될 수 있다. 상기 충진부재(500)는 복수의 제1 전극(110) 간의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 달리 말해, 상기 충진부재(500)는 제1 전극(110) 간의 전자의 교환을 차단할 수 있다.
이를 위해, 상기 충진부재(500)는 복수의 제1 전극(110) 사이에 배치되며, 상기 제1 전극(110)에 접촉될 수 있다.
또한, 복수의 제1 전극(110)과 상기 복수의 제1 전극(110)의 사이에 충진되는 충진부재(500)의 광학적 특성은 서로 유사하게 형성될 수 있다. 상기 광학적 특성은 광반사도와 광굴절률 등을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제1 전극(110)과 충진부재(500)의 광학적 특성이 서로 유사하게 형성됨으로써, 상기 제1 전극(110)과 상기 충진부재(500)가 시각적으로 서로 연속되도록 보이게 하여 사용자의 불편함을 경감시킬 수 있다.
한편, 각각의 분할된 제1 전극(110) 별로 전원이 주입될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1-1 전극(114), 제1-2 전극(115), 제1-3 전극(116), 및 제1-4 전극(117) 별로 전원의 인가를 위한 전선이 구비될 수 있으며, 상기 각각의 전선을 통한 전원의 주입은 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
도 13은 본 출원의 제3 실시예에 따른 분할 구동되는 투과도변경층(120)을 도시하는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 투과도변경층(120)의 영역별로 서로 다를 투과도를 가질 수 있다. 상기 투과도변경층(120)은 제1 영역(151), 제2 영역(152), 및 제3 영역(153)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(151)은 제1-1 전극(114)에 대응되는 영역으로 정의되고, 제2 영역(152)은 제1 전극(110)과 다른 제1 전극(110) 사이에 배치되는 충진부재(500)에 대응되는 영역으로 정의되고, 제3 영역(153)은 제1-2 전극(115)에 대응되는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제1 전극(110)에 대응되는 제1 영역(151)과 제3 영역(153)은 제1 전극(110)에 인가되는 전원에 기초하여 투과도를 가지며, 제2 영역(152)은 동일한 투과도를 유지할 수 있다.
상기 제1-1 전극(114)에 전원이 인가되고, 제1-2 전극(115)에는 전원이 인가되지 않는 경우, 상기 제1 영역(151)은 제1 투과도를 가지고, 상기 제2 영역(152)과 제3 영역(153)은 제2 투과도를 가질 수 있다.
또는, 상기 제1-2 전극(115)에 전원이 인가되고, 제1-1 전극(114)에는 전원이 인가되지 않는 경우, 제3 영역(153)은 제1 투과도를 가지고, 상기 제1 영역(151)과 제2 영역(152)은 제2 투과도를 가질 수 있다.
상기 제1 투과도는 상기 제2 투과도와 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 투과도가 상기 제2 투과도 보다 높거나, 또는 상기 제2 투과도가 제1 투과도 보다 높을 수 있다.
상기 제1 전극(110)에 대응되는 제1 영역(151)과 제3 영역(153)의 액정물질은 제1 전극(110)에 인가되는 전원에 기초하여 배열되며, 제2 영역(152)의 액정물질은 동일한 배열상태를 유지할 수 있다.
상기 제1-1 전극(114)에 전원이 인가되고, 제1-2 전극(115)에는 전원이 인가되지 않는 경우, 상기 제1 영역(151)은 제1 배열상태를 가지고, 상기 제2 영역(152)과 제3 영역(153)은 제2 배열상태를 가질 수 있다.
또는, 상기 제1-2 전극(115)에 전원이 인가되고, 제1-1 전극(114)에는 전원이 인가되지 않는 경우, 제3 영역(153)은 제1 배열상태를 가지고, 상기 제1 영역(151)과 제2 영역(152)은 제2 배열상태를 가질 수 있다.
상기 제1 배열상태와 상기 제2 배열상태는 서로 다를 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 광 차단 시스템에 있어서, 각 실시예를 구성하는 단계가 필수적인 것은 아니며, 따라서 각 실시예는 상술한 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 또 각 실시예를 구성하는 각 단계는 반드시 설명된 순서에 따라 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계보다 먼저 수행될 수도 있다. 또한 각 단계는 동작하는 동안 어느 한 단계가 반복적으로 수행되는 것도 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 광 차단 시스템
100: 투과도변경부
200: 광발전부
300: 광집속부
400: 제어부
500: 충진부재

Claims (12)

  1. 프레임;
    상기 프레임을 일 방향으로 관통하며, 광이 집속되도록 하는 적어도 하나의 광집속부;
    상기 적어도 하나의 광집속부 별로 접촉되며, 상기 적어도 하나의 광집속부의 각각으로부터 전달되는 광의 반사양이 저감되도록 상기 적어도 하나의 광집속부의 각각의 광학적 특성과 유사하게 구현되는 적어도 하나의 광반사방지부재, 상기 적어도 하나의 광반사방지부재에 접촉되며 상기 적어도 하나의 광집속부에 의해 집속되어 상기 적어도 하나의 광반사방지부재를 통해 전달되는 광에 기초하여 전류가 형성되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제2 반도체층, 상기 광반사방지부재의 사이에 배치되며 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제1 광발전전극, 및 상기 제2 반도체층에 접촉되는 제2 광발전전극을 포함하는 광발전부; 및
    상기 제1 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제2 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되며, 상기 제1 광발전전극 또는 상기 제2 광발전전극으로부터 전달되는 상기 전류에 기초한 전원에 의하여 투과도가 변경되는 액정물질을 포함하는 투과도변경층을 포함하는 투과도변경부;을 포함하는
    광 차단 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광발전부는 상기 프레임에 의해 가려지며,
    상기 프레임을 관통한 상기 적어도 하나의 광집속부의 타단은 상기 일 방향으로 노출되는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광집속부의 일단은 상기 광발전부의 상기 광반사방지부재에 접촉되며 상기 광반사방지부재로 광을 전달하며,
    상기 적어도 하나의 광집속부의 타단은 광을 인가 받는 것을 특징으로 하는
    광 차단 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 투과도변경부는 적어도 둘 이상의 상기 제1 전극, 적어도 하나 이상의 상기 제2 전극, 및 적어도 둘 이상의 상기 투과도변경층을 포함하는
    광 차단 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 제1-1 전극과 제1-2 전극을 포함하고, 상기 적어도 둘 이상의 투과도변경층은 제1 투과도변경층과 제2 투과도변경층을 포함하며,
    상기 제1-1 전극과 상기 제1-2 전극의 사이에 상기 제2 전극이 배치되고, 상기 제1-1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 제1 투과도변경층이 배치되고, 상기 제1-2 전극과 상기 제2 전극의 사이에 상기 제2 투과도변경층이 배치되는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전극에 전원을 공급하기 위해, 상기 제1-1 전극에는 제1-1 전선과 상기 제1-2 전극에는 제1-2 전선이 구비되며,
    상기 제2 전극은 전기적으로 접지되는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 광 차단 시스템은 상기 제1-1 전극과 상기 제1-2 전극에 공급되는 상기 전원이 제어되도록 하는 제어부;를 더 포함하고,
    상기 제어부가 상기 제1-1 전선을 통해 전원이 상기 제1-1 전극에 전달되도록 하고, 상기 제1-2 전선을 통한 전원의 전달은 차단되는 경우, 상기 제1 투과도변경층은 제1 투과도를 가지고, 상기 제2 투과도변경층은 제2 투과도를 가지며, 상기 제1 투과도와 상기 제2 투과도는 서로 다른 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 제1-1 전선을 통해 전원이 상기 제1-1 전극에 전달되도록 하고, 상기 제1-2 전선을 통한 전원의 전달은 차단되는 경우, 상기 제1 투과도변경층에 포함된 액정물질은 제1 배열상태를 가지고, 상기 제2 투과도변경층에 포함된 액정물질은 제2 배열상태를 가지는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1-1 전극 및 상기 제1-2 전극은 상기 투과도변경층 상에 소정의 간격만큼 이격되어 배치되며,
    상기 광 차단 시스템은 상기 제1-1 전극 및 상기 제1-2 전극의 사이의 이격된 공간에 배치되는 충진부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극 별로 전원이 인가되도록 전선이 구비되며,
    상기 제어부는 상기 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극에 대응되는 상기 적어도 둘 이상의 투과도변경층 별로 투과도가 변경되도록, 상기 적어도 둘 이상의 투과도변경층 상에 배치되는 복수의 제1 전극 별로 구비되는 전선의 전원의 전달을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    광 차단 시스템.
  12. 광이 집속되도록 하는 적어도 하나의 광집속부;
    적어도 하나의 광집속부의 각각에 접촉되며, 상기 적어도 하나의 광집속부의 각각으로부터 전달되는 광의 반사양이 저감되도록 상기 적어도 하나의 광집속부의 각각의 광학적 특성과 유사하게 구현되는 적어도 하나의 광반사방지부재, 상기 적어도 하나의 광반사방지부재에 접촉되며 상기 적어도 하나의 광집속부에 의해 집속되어 상기 적어도 하나의 광반사방지부재를 통해 전달되는 광에 기초하여 전류가 형성되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제2 반도체층, 상기 광반사방지부재의 사이에 배치되며 상기 제1 반도체층에 접촉되는 제1 광발전전극, 및 상기 제2 반도체층에 접촉되는 제2 광발전전극을 포함하는 광발전부; 및
    상기 제1 광발전전극과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 전극들, 상기 제2 광발전전극과 전기적으로 연결되는 제2 전극, 및 상기 복수 개의 제1 전극들과 상기 제2 전극의 사이에 배치되며, 상기 제1 광발전전극 또는 상기 제2 광발전전극으로부터 전달되는 상기 전류에 기초한 전원에 의하여 투과도가 변경되는 액정물질을 포함하는 투과도변경층을 포함하는 투과도변경부;를 포함하고,
    상기 복수 개의 제1 전극들은 상기 투과도변경층 상에 지정된 간격만큼 이격되어 배치되며, 상기 복수 개의 제1 전극들 사이의 공간에 절연성질을 갖는 충진부재가 배치되는,
    광 차단 시스템.
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