KR102321470B1 - 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경 - Google Patents
전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 외부에서 입사되는 빛의 선명도를 유지하며 착용자의 안구에 투영하는 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경에 관한 것이다.
시각장애인 통계에 따르면 전 세계의 실명 원인 중 1위는 황반변성증이다. 황반변성증은 안구 내에서 초점이 맺히는 황반이 손상되는 환부가 생성되는 질병으로, 환부는 안구의 중심부터 안구의 주변으로 점차 커지는 특징이 있다. 그 결과, 시야의 중심부터 시야의 주변으로 시력 손실이 발생하게 된다.
최근 황반변성 환자를 위한 다양한 가상현실 및 증강현실 기반의 시력 보조 장치가 개발되고 있다. 이러한 시력 보조 장치에는 VR 기반 시력 보조 장치와 AR 기반 시력 보조 장치 등이 있다.
AR 기반 시력 보조 장치는 황반변성 환자의 시야를 차단하는 VR 기반 시력 보조 장치와 달리, 황반변성 환자의 시야를 차단하지 않으며, 황반변성 환자의 시력 손실 영역의 영상을 황반변성 환자의 안구에 투영한다.
AR 기반 시력 보조 장치는 카메라에서 센싱된 객체를 영상처리장치가 처리해 영상을 렌즈에 투사한다. 종래의 AR 기반 시력 보조 장치는 영상처리장치에서 선별된 영상의 조도가 약하거나, 외부에서 입사되는 빛의 조도가 매우 큰 경우, 황반변성 환자의 시야에 투영된 영상의 해상도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외부에서 입사되는 빛의 선명도를 유지하며 착용자의 안구에 투영하는 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 모듈은 제1투명전극층; 상기 제1투명전극층과 적층되며, 상기 제1투명전극층과 상이한 극성을 갖도록 구성된 제2투명전극층; 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 마련되어, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이를 절연하도록 구성된 투명절연층; 및 상기 투명절연층에 특정 패턴으로 마련되고, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변하도록 구성된 적어도 하나의 전기변색층을 포함하고, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 상기 전기 신호가 인가되면, 상기 전기변색층은 불투명으로 변색됨으로써 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율을 상대적으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과율과 상기 반사율은, 상기 특정 패턴의 배치 형상에 따라 상대적으로 조정될 수 있다.
또한, 상기 특정 패턴은, 원형, 타원형, 다각형, 줄무늬(stripe)형 중 어느 하나의 단면형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 전기변색층은, 동일한 단면 형상의 패턴이 직렬 및 병렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
또한, 상기 전기변색층의 평면적이 상기 투명절연층의 평면적보다 상대적으로 작을 수 있다..
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색 모듈은 제1투명전극층; 상기 제1투명전극층과 적층되며, 상기 제1투명전극층과 상이한 극성을 갖도록 구성된 제2투명전극층; 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 마련되어, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변하도록 구성된 전기변색층; 및 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 중 어느 하나의 외표면에 마련되어, 외부로부터 입사되는 광을 차단하며, 상기 전기변색층으로 투영되는 특정 영상을 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 중 다른 하나의 외표면으로 반사시키도록 구성된 반사부를 포함한다.
또한, 상기 반사부는 상기 반사부를 통해 시야를 확보하기 위한 특정 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 반사부의 패턴은, 원형, 타원형, 다각형, 줄무늬(stripe)형 중 어느 하나의 단면형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 반사부는 동일한 단면형상의 패턴이 직렬 및 병렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치는 제1투명전극층; 상기 제1투명전극층과 적층되며, 상기 제1투명전극층과 상이한 극성을 갖도록 구성된 제2투명전극층; 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 마련되어, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이를 절연하도록 구성된 투명절연층; 및 상기 투명절연층에 특정 패턴으로 마련되고, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변하는 하나 이상의 전기변색층을 구비하도록 구성된 전기변색 모듈을 포함하고, 상기 전기변색 모듈을 사이에 두고, 상호 접합되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 포함하는 렌즈부를 더 포함하며, 상기 전기변색 모듈의 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 전기 신호가 인가되면, 상기 전기변색층은 불투명으로 변색됨으로써, 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율을 상대적으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투과율과 상기 반사율은, 상기 특정 패턴의 배치 형상에 따라 상대적으로 조정될 수 있다.
또한, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈는 각각, 상호 마주보는 판면에 경사면을 갖는 함몰부와 돌출부를 형성하여 상호 요철 결합되고, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 중 어느 하나의 경사면에는 상기 전기변색 모듈이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 각 경사면은 상기 전기변색층으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 전기 신호의 공급량을 조절하는 조절부를 더 포함하고, 상기 조절부는, 상기 전기 신호의 크기에 따라 상기 투과율과 상기 반사율을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치는 제1투명전극층; 상기 제1투명전극층과 적층되며, 상기 제1투명전극층과 상이한 극성을 갖도록 구성된 제2투명전극층; 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 마련되어, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변하도록 구성된 전기변색층; 및 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 중 어느 하나의 외표면에 마련되어, 외부로부터 입사되는 광을 차단하며, 상기 전기변색층으로 투영되는 특정 영상을 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 중 다른 하나의 외표면으로 반사시키는 반사부를 구비하는 전기변색 모듈을 포함하고, 상기 전기변색 모듈을 사이에 두고, 상호 접합되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 갖는 렌즈부를 더 포함한다.
또한, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈는 각각, 상호 마주보는 판면에 경사면을 갖는 함몰부와 돌출부를 형성하여 상호 요철 결합되고, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 중 어느 하나의 경사면에는 상기 전기변색 모듈이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 각 경사면은 상기 전기변색층으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 경사지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경은 시력 보조 장치; 일 영역에 상기 시력 보조 장치가 마련되며, 착용자의 안구를 보호하는 글라스; 및 상기 글라스를 지지하며 착용자의 귀에 걸쳐지는 다리부를 갖는 프레임을 포함한다.
또한, 착용자의 주변을 특정 영상으로 촬영하는 카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈로부터 수신한 카메라의 특정 영상 또는 특정 이미지를 상기 전기변색 모듈로 전송하는 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 착용자의 시력 손실 영역을 판독하고, 상기 카메라 모듈에서 수신한 특정 영상 또는 특정 이미지 중 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상 또는 특정 이미지를 선별하여 상기 전기변색 모듈로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은 상기 다리부에 마련될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경은 외부에서 입사되는 빛의 선명도를 유지하며 착용자의 안구에 투영하는 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈의 전기변색층의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도이다.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 13a 내지 도 14b는 본 발명의 제2, 3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈의 전기변색층의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도이다.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 13a 내지 도 14b는 본 발명의 제2, 3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명의 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경을 나타낸 개념도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경은 시력 보조 장치, 글라스(300), 프레임(400), 카메라 모듈(500) 및 제어 모듈(600)을 포함한다.
시력 보조 장치는 제어 모듈(600)로부터 전송받은 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상 또는 특정 이미지를 착용자의 안구에 투영하는 역할을 하는 것으로, 자세한 사항은 후술하기로 한다.
시력 보조 장치에는 전기변색 모듈(100)이 마련될 수 있는데, 전기변색 모듈(100)은 전기 신호가 인가될 때, 제어 모듈(600)로부터 전송받은 특정 영상을 반사시켜서 착용자의 안구로 투영하는 역할을 한다.
일 예로, 전기변색 모듈(100)은 글라스(300)의 전방 또는 글라스(300)의 후방에 간격을 두고 마련된 렌즈부(200)에 내장될 수 있다.
다른 예로, 전기변색 모듈(100)은 렌즈부(200)와 함께 글라스(300)에 내장될 수 있다.
글라스(300)는 일 영역에 시력 보조 장치가 마련되며, 착용자의 안구를 보호하는 역할을 한다. 이러한 글라스(300)는 한 쌍으로 구성되어 착용자의 양쪽 안구를 보호할 수 있다. 또한, 착용자는 글라스(300)를 통해 시야에 들어오는 외부 영상을 볼 수 있다.
프레임(400)은 글라스(300)를 지지하며 착용자의 귀에 걸쳐지는 다리부(410)를 갖는다. 구체적으로, 프레임(400)의 정면에는 글라스(300)를 수용하는 수용공간과, 착용자의 콧등에 걸쳐지는 콧대(420)가 마련되고, 프레임(400)의 측면에는 착용자의 귀에 걸쳐지는 다리부(410)가 마련될 수 있다.
카메라 모듈(500)은 착용자의 주변을 특정 영상으로 촬영하는 역할을 한다. 구체적으로, 카메라 모듈(500)은 착용자의 시선 방향을 특정 영상으로 촬영하는 역할을 할 수 있다. 이렇게 카메라 모듈(500)에서 촬영된 특정 영상 또는 특정 이미지는 제어 모듈(600)로 전송된다.
제어 모듈(600)은 카메라 모듈(500)로부터 수신한 카메라의 특정 영상 또는 특정 이미지를 전기변색 모듈(100)로 전송하는 역할을 한다. 구체적으로, 제어 모듈(600)은 착용자의 시력 손실 영역을 판독하고, 카메라 모듈(500)에서 수신한 영상 또는 이미지 중 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상 또는 특정 이미지를 선별하여 전기변색 모듈(100)로 전송할 수 있다. 이러한 제어 모듈(600)은 마이컴이나, 서버가 사용될 수 있다.
제어 모듈(600)은 다리부(410)에 마련됨으로써, 프레임(400)의 무게 균형을 향상시킬 수 있다. 부연하면, 프레임(400)은 글라스(300)를 수용하는 전방 부분이 다리부(410)를 갖는 측방 부분보다 상대적으로 무게가 큰 편이다, 따라서, 프레임(400)의 후방 부분인 다리부(410)에 제어 모듈(600)을 설치하면, 프레임(400)의 전방 부분에 치우진 무게를 프레임(400)의 측방 부분으로 보완할 수 있으므로, 프레임(400)의 무게 균형을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 보조 안경은 카메라 모듈(500)이 착용자의 시선 방향 특정 영상을 획득한 후, 카메라 모듈(500)에서 획득된 특정 영상 중 착용자의 시력 손실 영역의 특정 영상을 제어 모듈(600)이 선별한 후, 제어 모듈(600)이 전송한 특정 영상이 전기변색 모듈(100)에 의해 의해 반사되어 착용자의 안구에 투영될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈(100)을 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치는 전기변색 모듈(100) 및 렌즈부(200)를 포함할 수 있다.
전기변색 모듈(100)은 전기 신호가 인가될 때, 특정 영상을 반사시키는 역할을 한다. 여기서, 특정 영상은 제어 모듈(600)로부터 전송받은 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상 또는 이미지일 수 있다.
전기변색 모듈(100)은 제1투명전극층(110), 제2투명전극층(120), 투명절연층(130) 및 전기변색층(140)를 포함할 수 있다.
제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)은 적층되며, 서로 상이한 극성을 갖는다. 예를들면, 제1투명전극층(110)은 (+)극성을 가질 수 있고, 제2투명전극층(120)은 (-)극성을 가질 수 있다.
제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 각각의 표면에는 전도성 잉크가 인쇄되며, 전원 공급시, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이로 전기 신호가 인가된다.
제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)의 재질은 특별히 한정되지 않으나, FTO(Fluorine tin oxide), ITO(Indium Tin Oxide), graphene, NiO, SnO2, TiO2, Ag, Al, Ti, Ni 등이 사용될 수 있다.
투명전극층은 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이에 마련되어, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이를 절연하는 역할을 한다. 이러한 투명전극층에는 후술할 전기변색층(140)이 관통 형성될 수 있다.
전기변색층(140)은 투명절연층(130)에 특정 패턴으로 마련되고, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변할 수 있다. 예를들면, 전기변색층(140)은 전기변색물질을 포함하며, 전기 신호에 따라 유입되는 이온의 농도에 따른 크기로 산화 또는 환원되어 투명도가 변화되면서 불투명하게 가변할 수 있다.
따라서, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이에 전기 신호가 인가되면, 전기변색층(140)은 불투명으로 변색됨으로써, 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율을 상대적으로 조정할 수 있다. 여기서, 외부 영상은 착용자의 시야에 보이는 것이고, 특정 영상은 제어 모듈(600)로부터 전송된 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상 또는 특정 이미지일 수 있다.
일 예로, 전기변색 모듈(100)의 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율은 전기변색층(140)의 특정 패턴의 배치 형상에 따라 상대적으로 조정될 수 있다.
예를들어, 투명절연층(130)에서의 전기변색층(140)의 평면적이 증가할수록 전기변색층(140)에 반사되는 특정 영상의 반사율이 증가할 수 있고, 투명절연층(130)로 투과하는 외부 영상의 투과율이 감소할 수 있다.
또한, 투명절연층(130)에서의 전기변색층(140)의 평면적이 감소할수록 전기변색층(140)에 반사되는 특정 영상의 반사율이 감소할 수 있고, 투명절연층(130)로 투과하는 외부 영상의 투과율이 증가할 수 있다.
다른 예로, 전기변색 모듈(100)의 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율은 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)으로 인가되는 전기 신호의 공급량을 조절하는 조절부에 의해 조절될 수 있다.
조절부는 전기 신호의 크기에 따라 전기변색 모듈(100)의 외부 영상의 투과율과 특정 영상의 반사율을 조절할 수 있다.
예를들어, 조절부가 공급하는 전기 신호의 공급량이 증가할수록 전기변색층(140)의 특정 영상의 반사율이 증가할 수 있다.
또한, 조절부가 공급하는 전기 신호의 공급량이 감소할수록 전기변색층(140)의 특정 영상의 반사율이 감소할 수 있다.
한편, 전기변색층(140)은 검은색, 갈색, 녹색 또는 은색으로 변색될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 은색으로 변색될 수 있다.
또한, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이에 전기 신호가 미인가되면, 전기변색층(140)은 투명으로 변색되어 특정 영상을 투과시킬 수 있다.
전기변색층(140)의 재질은 특별히 한정되지 않으나, WO3, Ion Gel 등이 사용될 수 있다.
전기변색층(140)의 평면적은 투명절연층(130)의 평면적보다 상대적으로 작을 수 있다. 따라서, 전기변색층(140)에 전기 신호가 인가되어, 전기변색층(140)이 불투명으로 변색되어 특정 영상을 반사하고 투명절연층(130)을 통해 외부 영상에 대한 시야가 확보될 때, 전기변색층(140)에 의한 착용자의 시야가 차단되는 영역은 상대적으로 작으나, 투명절연층(130)을 통해 착용자의 시야가 확보되는 영역은 상대적으로 넓어질 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치에 마련된 전기변색 모듈(100)의 전기변색층(140)의 다양한 패턴 형태를 나타낸 사시도이다.
도 6a 내지 도 6e에 도시된 바와 같이, 전기변색층(140)의 패턴은 원형, 타원형, 다각형, 줄무늬 중 어느 하나의 단면형상을 가질 수 있다. 이 때, 전기변색층(140)은 동일한 단면 형상의 패턴이 직렬 및 병렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 전기변색층(140)은 장방형의 패턴이 직렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 전기변색층(140)은 원형 또는 타원형의 패턴이 직렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 전기변색층(140)은 길이방향으로 긴 길이를 갖는 장방형의 패턴 즉, 줄무늬의 패턴으로 마련될 수 있다.
도 6d를 참조하면, 전기변색층(140)은 한 쌍의 층을 갖는 장방형의 패턴으로 배치될 수 있다. 이 때, 장방형의 패턴은 길이방향으로 긴 길이를 가질 수 있다.
도 6e를 참조하면, 전기변색층(140)은 한 쌍의 층을 갖는 장방형의 패턴이 직렬로 간격을 두고 마련될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 4를 다시 참조하면, 렌즈부(200)는 전기변색 모듈(100)을 사이에 두고, 상호 접합되는 제1렌즈(210) 및 제2렌즈(220)를 가질 수 있다.
제1렌즈(210)와 제2렌즈(220)는 각각 상호 마주보는 판면에 경사면(212a, 222a)을 갖는 함몰부(212)와 돌출부(222)를 형성하여 상호 요철 결합되고, 제2렌즈(220)의 경사면(212a, 222a)에는 전기변색 모듈(100)이 배치될 수 있다. 단, 도면에는 전기변색 모듈(100)이 제2렌즈(220)의 경사면(222a)에 배치되는 예시를 도시하였으나, 전기변색 모듈(100)은 제1렌즈(210)의 경사면(212a, 222a)에도 배치될 수 있다.
즉, 제1렌즈(210)와 제2렌즈의 각 경사면(212a, 222a)은 전기변색층(140)으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 경사지도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220)의 각 경사면(212a, 222a)은 전기변색층(140)으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 40도 내지 50도로 경사지도록 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 45도로 경사지도록 형성될 수 있다. 따라서, 제2렌즈(220)의 경사면(222a)에 배치되는 전기변색 모듈(100)은 전기변색층(140)으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 45도로 경사지도록 배치될 수 있다.
그 결과, 전기변색층(140)에 전기 신호가 인가되어, 전기변색층(140)이 불투명으로 변색되어 특정 영상을 반사할 때, 전기변색층(140)에서의 특정 영상의 반사율을 향상시킬 수 있고, 전기변색층(140)에서 반사되는 특정 영상에 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 전기변색 모듈(100)에 전원이 공급되지 않은 경우, 전기변색 모듈(100)의 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)에 전기 신호가 미인가됨에 따라, 전기변색 모듈(100)의 전기변색층(140)이 투명한 상태를 유지한다. 이렇게 투명한 상태의 전기변색층(140)은 착용자의 시야를 차단하지 않는다. 따라서, 착용자는 전기변색층(140)을 통해 외부 영상을 볼수 있다.
이 때, 제어 모듈(600)로부터 투명한 상태의 전기변색층(140)으로 특정 영상이 공급되면, 특정 영상이 투명한 상태의 전기변색층(140)을 그대로 투과함에 따라, 특정 영상이 착용자에게 투영되지 않게 된다.
도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 전기변색 모듈(100)에 전원이 공급된 경우, 전기변색 모듈(100)의 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)에 전기 신호가 인가됨에 따라, 전기변색층(140)은 불투명한 상태로 변색된다. 따라서, 착용자는 전기변색층(140)을 통해 외부영상을 볼 수 없으나, 투명절연층(130)을 통해 외부영상을 볼 수 있다.
이때, 제어 모듈(600)로부터 불투명한 상태의 전기변색층(140)으로 특정 영상이 공급되면, 특정 영상이 불투명한 상태의 전기변색층(140)에 의해 반사됨에 따라, 특정 영상이 착용자에게 투영된다.
이렇게 불투명한 상태의 전기변색층(140)은 착용자의 시야를 차단한다. 단, 본 실시예에서는 전기변색층(140)이 특정 패턴으로 마련되므로, 전기변색층(140)이 불투명한 상태에서도, 전기변색층(140) 사이의 투명절연층(130)을 통해 착용자의 시야가 확보됨에 따라, 착용자가 외부 영상을 볼 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치는 제1실시예와 달리, 제1실시예의 투명절연층(130)이 제외되고, 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 사이에는 전기변색층(140)만 마련되며, 제1투명전극층(110)의 외표면과 제2투명전극층(120) 중 어느 하나의 외표면에는 반사부(150)가 마련될 수 있다.
예를들어, 도 10 내지 도 12에는 반사부(150)가 제1투명전극층(110)의 외표면에 마련되는 예시를 도시하였으며, 도 13a 내지 도 14b에는 반사부(150)가 제2투명전극층(120)의 외표면에 마련되는 예시를 도시하였다.
반사부(150)는 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120) 중 어느 하나의 외표면에 마련되며, 외부로부터 입사되는 광을 차단하며, 전기변색층(140)으로 투영되는 특정 영상을 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)중 다른 하나로 반사시켜서 착용자의 눈에 투영시킬 수 있다.
이 때, 반사부(150)는 외부로부터 입사되는 광을 차단하며 특정 영상을 반사시키므로, 불투명 상태의 전기변색층(140)보다 상대적으로 특정 영상의 반사율이 높을 수 있다. 따라서, 반사부(150)에 의해 반사되어 착용자의 눈에 투영되는 특정 영상의 해상도가 불투명 상태의 전기변색층(140)에 의해 반사되어 착용자의 눈에 투영되는 특정 영상의 해상도보다 좋을 수 있다.
단, 반사부(150)는 외부로부터 입사되는 광을 차단할 뿐만 아니라, 착용자의 시야를 차단하므로, 반사부(150)를 통해 시야를 확보하기 위한 특정 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 반사부(150)의 패턴은 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면형상을 가질 수 있다. 이 때, 반사부(150)는 동일한 단면형상의 패턴이 직렬 및 병렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
예를들어, 도 10을 참조하면, 반사부(150)는 길이방향으로 긴 길이를 갖는 장방형으로 패턴으로 형성될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 반사부(150)는 제1투명전극층(110)의 외표면과 제2투명전극층(120)의 외표면에 모두 구비될 수 있다.
본 실시예에서, 반사부(150)가 특정 영상을 반사시켜서 착용자의 눈에 투영시킬때, 불투명한 상태의 전기변색층(140)이 반사부(150)의 주변 명암을 저감시켜줌으로써, 착용자의 눈에 투영되는 특정 영상의 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치는 제2실시예와 달리, 반사부(150)는 장방형의 패턴이 직렬로 간격을 두고 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 설명하기로 한다.
도 13a 내지 도 14b는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치를 포함하는 시력 보조 안경의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 13a 내지 도 13b에 도시된 바와 같이, 전기변색 모듈(100)에 전원이 공급되지 않은 경우, 전기변색 모듈(100)의 전기변색층(140)은 투명한 상태를 유지하게 된다. 이렇게 투명한 상태의 전기변색층(140)은 착용자의 시야를 차단하지 않는다. 단, 반사부(150)는 착용자의 시야를 차단하게 된다.
이 때, 제어 모듈(600)로부터 투명한 상태의 전기변색층(140)으로 특정 영상이 공급되면, 특정 영상이 투명한 상태의 전기변색층(140)을 투과하나, 반사부(150)에 의해 반사됨에 따라, 특정 영상이 착용자에게 투영된다.
도 14a 내지 도 14b에 도시된 바와 같이, 전기변색 모듈(100)에 전원이 공급된 경우, 전기변색 모듈(100)의 제1투명전극층(110)과 제2투명전극층(120)에 전기 신호가 인가됨에 따라, 전기변색층(140)은 불투명한 상태로 변색된다.
이때, 제어 모듈(600)로부터 불투명한 상태의 전기변색층(140)으로 특정 영상이 공급되면, 특정 영상이 불투명한 상태의 전기변색층(140)과 반사부(150)에 의해 동시에 반사됨에 따라, 특정 영상이 착용자에게 투영된다.
따라서, 본 실시예에서는 특정 영상이 불투명한 상태의 전기변색층(140)과 반사부(150)에 의해 동시에 반사되어 착용자에게 투영됨에 따라, 착용자에게 투영되는 특정 영상의 해상도가 향상될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치 및 이를 포함하는 시력 보조 안경은 외부에서 입사되는 빛의 선명도를 유지하며 착용자의 안구에 투영하는 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 전기변색 모듈
110: 제1투명전극층
120: 제2투명전극충
130: 투명절연층
140: 전기변색층
150: 반사부
200: 렌즈부
210: 제1렌즈
212: 함몰부
212a: 경사면
220: 제1렌즈
222: 돌출부
222a: 경사면
300: 글라스
400: 프레임
410: 다리부
420: 콧대
500: 카메라 모듈
600: 제어 모듈
110: 제1투명전극층
120: 제2투명전극충
130: 투명절연층
140: 전기변색층
150: 반사부
200: 렌즈부
210: 제1렌즈
212: 함몰부
212a: 경사면
220: 제1렌즈
222: 돌출부
222a: 경사면
300: 글라스
400: 프레임
410: 다리부
420: 콧대
500: 카메라 모듈
600: 제어 모듈
Claims (10)
- 제1투명전극층;
상기 제1투명전극층과 적층되며, 상기 제1투명전극층과 상이한 극성을 갖도록 구성된 제2투명전극층;
상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 마련되어, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이를 절연하도록 구성된 투명절연층;
상기 투명절연층에 특정 패턴으로 마련되고, 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 투명 또는 불투명하게 가변하는 하나 이상의 전기변색층을 구비하도록 구성된 전기변색 모듈;
상기 전기변색 모듈을 사이에 두고, 상호 접합되는 제1렌즈 및 제2렌즈를 포함하는 렌즈부; 및
상기 전기 신호의 공급량을 조절하는 조절부를 포함하며,
상기 전기변색 모듈의 상기 제1투명전극층과 상기 제2투명전극층 사이에 전기 신호가 인가되면, 상기 전기변색층은 불투명으로 변색됨으로써, 외부 영상의 투과율과 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상의 반사율을 상대적으로 조정하며,
상기 조절부가 공급하는 전기 신호의 공급량이 증감에 따라 상기 전기변색층의 상기 특정 영상의 상기 반사율이 증감하고,
상기 특정 영상의 상기 반사율이 증가하면 상기 외부 영상의 상기 투과율이 감소하고, 상기 특정 영상의 상기 반사율이 감소하면 상기 외부 영상의 상기 투과율이 증가하는 것을 특징으로 하는, 전기변색층 기반의 시력 보조 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 투과율과 상기 반사율은, 상기 특정 패턴의 배치 형상에 따라 상대적으로 조정되는 것을 특징으로 하는, 전기변색층 기반의 시력 보조 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈는 각각, 상호 마주보는 판면에 경사면을 갖는 함몰부와 돌출부를 형성하여 상호 요철 결합되고,
상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 중 어느 하나의 경사면에는 상기 전기변색 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기변색층 기반의 시력 보조 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈의 각 경사면은 상기 전기변색층으로 투영되는 특정 영상의 투영 각도에 대해 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는, 전기변색층 기반의 시력 보조 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1의 기재에 따른 전기변색층 기반의 시력 보조 장치;
일 영역에 상기 전기변색층 기반의 시력 보조 장치가 마련되며, 착용자의 안구를 보호하는 글라스;
상기 글라스를 지지하며 착용자의 귀에 걸쳐지는 다리부를 갖는 프레임;
착용자의 주변을 특정 영상으로 촬영하는 카메라 모듈; 및
상기 카메라 모듈로부터 수신한 카메라의 특정 영상을 상기 전기변색 모듈로 전송하는 제어 모듈을 포함하고,
상기 제어 모듈은,
착용자의 시력 손실 영역을 판독하고, 상기 카메라 모듈에서 수신한 특정 영상 중 착용자의 시력 손실 영역에 해당하는 특정 영상을 선별하여 상기 전기변색 모듈로 전송하는, 시력 보조 안경.
- 삭제
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