KR102405939B1 - Pdlc 필름을 구비한 액티브 미러 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치에 관한 것이다. 이는, 고분자매트릭스와 액정과 전극잉크를 포함하는 PDLC층을 내장하고 외부로부터 전기신호가 인가되지 않을 때에 불투명한 상태로 상기 전극잉크의 칼라를 디스플레이하며 전기신호가 수신될 때 투명해지는 PDLC필름과, 상기 PDLC필름의 배면에 적층되고 전기신호가 수신될 때 전방으로 노출되어 거울면을 제공하는 반사필름층을 포함하는 액티브미러와; 상기 PDLC필름과 전기적으로 접속되며, 외부로부터 인가된 전력을 받아, PDLC필름으로 전달하는 제어부와; 상기 액티브미러 전방의 움직임을 감지하고 감지사실을 제어부로 전달하여, 제어부로 하여금 PDLC필름에 전기신호를 송신하게 하는 센서부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치는, 대기 상태에서 다양한 칼라를 디스플레이 하므로 실내의 분위기와 잘 어울려 그 자체를 벽면 인테리어 장식품으로 사용할 수 있다. 또한, 사용자의 움직임을 감지했을 때 자동으로 동작하여 사용자에게 거울면을 제공할 수 있으므로 그만큼 활용성이 좋다.

Description

PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치{Active mirror device with PDLC film}
본 발명은 PDLC필름을 구비한 미러 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기상태에서 다양한 고정 칼라를 출력하고, 사용자의 움직임을 감지한 경우 스스로 거울면을 제공하여 거울로 사용할 수 있는, PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치에 관한 것이다.
고분자 분산 액정 즉, PDLC(Polymer dispersed liquid crystal)는, 전기의 공급 여부에 따라, 백탁상태에서 투명상태로, 또는 투명상태에서 백탁 상태로 전환된다는 특징을 가지며, 필름으로 제작되어 다양한 분야에 사용되고 있다.
PDLC필름은 얇은 가요성 시트로서, 전기가 공급되지 않으면, 내부의 액정들이 임의의 방향으로 배열되어 빛을 흡수 또는 산란시켜 백탁상태(불투명상태)가 되고, 전기가 공급되면 액정이 전기의 방향으로 정렬되어 빛을 통과시켜 투명해진다.
PDLC 필름의 제조는, 롤투롤 방식으로 이루어진다. 이를테면, 하부 전극 필름에 조성물을 도포하고, 그 위에 상부 전극 필름을 합지 한 후, 경화시켜 제작되는 것이다. 상기 조성물은, 보통, 액정, 모노머, 광개시제, 올리고머를 포함한다. 상부 전극 필름이 합지된 후, 자외선이나 열을 가하면, 광개시제에 의해 올리고머와 모노머가 경화 반응을 일으키고 그에 따라 고분자 매트릭스가 형성됨과 아울러 액정이 분리되어 PDLC 셀이 형성되는 것이다.
PDLC필름은, 액정의 기능을 유연한 필름 내에서 구현할 수 있고, 광 이용 효율이 높으며 대면적화가 가능하다는 특징을 가지며, 예를 들어, 사무실의 유리파티션이나 유리문 등에 부착되어 활용된다. 스마트 글라스는 PDLC필름이 부착된 글라스를 의미한다.
그런데 종래의 PDLC필름은, 백탁 상태 일 때의 칼라가 뿌연 회색으로서, 실내의 인테리어와 어울리지 않는 경우가 많았다. 이를테면, 유리문 주변의 벽체의 칼라가 초록색 계열일 경우, 뿌연 회색의 유리문이 벽체의 색감과 동떨어져 실내 분위기의 통일성을 저감시키는 것이다.
또한, PDLC필름은, 유리면에 부착하여 스마트 글라스로 활용되는 것 이외에 다른 사용처가 없었다.
국내 등록특허공보 제10-1954299호 (PDLC필름을 이용한 윈도우 어셈블리 및 이의 제조방법)
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 실내의 분위기와 잘 어울려 그 자체를 벽면 인테리어 장식품으로 사용할 수 있고, 움직임을 감지했을 때 자동으로 동작하여 거울면을 제공하는, PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치는, 고분자매트릭스와 액정과 전극잉크를 포함하는 PDLC층을 내장하고 외부로부터 전기신호가 인가되지 않을 때에 불투명한 상태로 상기 전극잉크의 칼라를 디스플레이하며 전기신호가 수신될 때 투명해지는 PDLC필름과, 상기 PDLC필름의 배면에 적층되고 전기신호가 수신될 때 전방으로 노출되어 거울면을 제공하는 반사필름층을 포함하는 액티브미러와; 상기 PDLC필름과 전기적으로 접속되며, 외부로부터 인가된 전력을 받아, PDLC필름으로 전달하는 제어부와; 상기 액티브미러 전방의 움직임을 감지하고 감지사실을 제어부로 전달하여, 제어부로 하여금 PDLC필름에 전기신호를 송신하게 하는 센서부를 포함한다.
또한, 상기 제어부와 접속되며, 사용자에 의해 조작되어 제어부가 PDLC필름 측으로 전기신호를 출력하게 하는 스위치가 더 포함된다.
또한, 상기 PDLC필름의 전면에는, PDLC필름을 보호하기 위한 보호글라스가 더 설치된다.
아울러, 상기 액티브미러는, 전기신호가 수신되지 않을 때에 상호 다른 칼라를 디스플레이하는 다수 개가 조합 구성되며, 다수의 액티브미러를 동일 평면상에 지지시키는 것으로서, 각 액티브미러가 수용되는 미러장착공간이 마련되어 있는 미러장착이케이스가 더 포함된다.
또한, 상기 각 미러장착공간의 내부에는 상기 제어부로부터 전기 신호를 전달받는 고정단자가 설치되고, 상기 각 액티브미러에는, 액티브미러가 미러장착공간에 장착된 상태에서 상기 고정단자와 접속되고, 고정단자로부터 전달받은 전기신호를 PDLC필름으로 인가하는 이동단자가 마련되어 있고, 상기 제어부는, 모든 액티브미러를 동시 제어한다.
그리고, 상기 액티브미러의 하단부에는, 상기 제어부로부터 송신된 전기신호를 받아 PDLC필름에 전달하는 이동단자가 구비되고, 상기 액티브미러를 지지한 상태로 이동단자에 전기신호를 인가하는 것으로서, 상기 액티브미러의 하단부를 수용하며 상부로 개방된 장착슬릿과, 상기 장착슬릿의 내측에 위치하고 액티브미러가 장착슬릿에 끼워진 상태에서 이동단자와 전기적으로 접속하는 고정단자를 가지고, 내부에는 상기 제어부를 수용하며, 외측면에 센서부와 스위치를 갖는 크래들이 포함된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치는, 그만큼 활용성이 좋다.
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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치가 실내 벽면에 매립된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 액티브 미러장치의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 액티브미러의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치의 변형 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 미러 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치의 또 다른 변형 예를 도시한 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
기본적으로 본 발명의 미러장치는, PDLC필름의 성질을 응용한 것으로서, 전기신호가 없을 때에는, 자체의 고유한 칼라를 디스플레이 하는 장식패널의 역할을 하고, 전기신호가 있을 때에 자동적으로 동작하여 전방으로 거울면을 제공하여 거울로서 사용 가능한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치(20)가 실내 벽면(10)에 매립된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 액티브 미러장치(20)의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 미러장치(20)는, 액티브미러(30), 제어부(45), 센서부(41), 스위치(43), 전원(47)을 포함한다.
액티브미러(30)는, 마치, 최근에 출시되는 대형 UHD TV와 같이 얇은 사각판의 형태를 취하며 벽면(10)의 매립공간(10a)에 매립 설치된다. 이러한 액티브미러(30)는 평상시(전력이 인가되지 않은 상태)에는 고유한 칼라를 디스플레이 하는 일종의 디스플레이 패널이다. 액티브미러(30)의 칼라는, 예를 들어, 주변 벽지의 칼라와 조화를 이룰 수 있도록 선택된다.
또한 미러장치(20)의 설치 위치는 다양하다. 도 1에서는 액티브 미러장치(20)가 현관의 신발장(12) 위에 설치되어 있지만, 거실이나 드레스룸 또는 침실의 벽에 설치되거나, 옷장의 도어에도 설치가 가능하며, 더 나아가 냉장고나 세탁기 등의 대형 가전에 장착될 수도 있다. 액티브미러를 벽체 매립하지 않아도 되는 것이다.
아울러 액티브미러(30)의 면적이나 가로 및 세로 비율도 얼마든지 달라질 수 있으며, 도 1에 도시한 것처럼, 하나의 액티브미러(30)가 단독으로 설치되거나, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 다수의 액티브미러(30)를 조합하여 구성할 수 있다.
특히, 다수의 액티브미러(30)를 조합 구성할 때에는 각 액티브미러(30)의 칼라를 달리하여, 도 4와 같이 알록달록한 타일의 모양을 구현하거나, 도 6처럼 피에트 몬드리안의 추상화 분위기를 연출할 수 있다.
액티브미러(30)는 도 2에 도시한 적층구조를 갖는다.
도 2에 도시한 바와 같이, 액티브미러(30)는, PDLC필름(33), 접착층(36), 반사필름층(38), 보호글라스(37), 고정프레임(31)을 구비한다.
PDLC필름(33)은, PDLC층(33a), 전극층(33b), 투명필름층(33c)으로 구성된 적층체이다. PDLC층(33a)은, 고분자매트릭스와 액정과 전극잉크를 포함하는 조성물로 이루어진 층이다.
전극잉크는 고분자매트릭스와 혼합되는 안료로서 다앙한 칼라를 갖는다. 가령, 빨강, 노랑, 청색, 초록, 흰색, 검정 등의 칼라는 물론 파스텔톤의 칼라를 가질 수 있는 것이다. PDLC층(33a)의 내부 조성은, 전극잉크만 제외하면 종전 PDLC 필름과 같을 수 있다. 이러한 전극잉크의 칼라는 보호글라스(37)을 통과하여 외부로 디스플레이된다.
전극층(33b)는 투명 전극층으로서, 제어부(45)로부터 전달받은 전기신호를 PDLC층(33a)으로 인가한다. 전극층으로서 ITO전극, 메탈전극, 나노와이어전극 등을 적용할 수 있다. 전극층은 종래 PDLC필름에 적용되는 전극을 사용한다.
PDLC층(33a) 내부의 액정은, 전극층(33b)으로부터 전력을 인가받을 때 전기의 방향으로 정렬되어 빛을 통과시킴으로써 PDLC층(33a)을 투명하게 한다. 즉, PDLC필름(33)은, PDLC층(33a)을 내장하고, 전극층(33b)으로부터 전기신호가 인가되지 않을 때에는 불투명한 상태로 대기하고, 전기신호가 수신될 때 투명해지는 것이다. 전기신호가 인가되지 않을 때에는 전극잉크의 칼라가 외부로 나타내 보여진다.
투명필름층(33c)은 양측 전극층(33b)을 커버하는 필름층이다. 투명필름층(33c)으로서 일정두께의 PET(polyethylene terephthalate) 필름을 사용할 수 있다.
또한 후방 투명필름층(33c)의 뒤쪽에는 반사필름층(38)이 위치한다. 반사필름층(38)은 접착층(36)을 통해 투명필름층(33c)에 접착 고정된다. 반사필름층(38)은, PDLC필름(33)에 전기신호가 수신될 때 전방으로 노출되어, 전방에 위치한 사용자에게 거울면을 제공한다. PDLC필름(33)에 전기가 공급되면 투명해지므로, 이 때 반사필름층(38)이 전방으로 보이게 되는 것이다. 반사필름층(38)은 합성수지시트에 금속성분을 증착한 것이다.
전방 투명필름층(33c)의 전면에는 보호글라스(37)가 고정된다. 보호글라스(37)는 외부의 이물질로부터 PDLC필름(33)을 보호하는 강화 유리판이다. 보호글라스(37)도 접착층(36)을 통해 고정된 상태를 유지한다.
고정프레임(31)은 사각틀의 형태를 취하며, PDLC필름(33)과 반사필름층(38)과 보호글라스(37)의 테두리부를 수용하며 벌어지지 않게 한다.
한편, 제어부(45)는, PDLC필름(33)과 전기적으로 접속되며, 전원(47)으로부터 인가된 전력을 받아 PDLC필름(33)으로 전달한다. 제어부(45)는 전원(47)으로부터 공급된 전압을, 필요 전압으로 맞추는 내부회로기판(미도시)을 내장한다.
센서부(41)는, 액티브미러(30) 전방의 움직임을 감지하고 감지사실을 제어부(45)로 전달하여, 제어부로 하여금 PDLC필름에 전기신호를 송신하게 한다. 가령, 액티브미러(30) 전방에 사람의 움직임이 있는 경우, 제어부(45)를 통해 PDLC필름(33)에 전력을 공급하는 것이다. 액티브미러(30)는 그 앞에 사용자의 움직임이 있는 경우, 자동으로 동작하여 사용자에게 거울면을 제공한다. 따라서, 사용자는, 예를 들어, 도 1의 신발장(12) 앞을 지나며 거울을 이용해 본인의 상태를 점검할 수 있는 것이다.
스위치(43)는 액티브미러(30)를 수동으로 조작하는 버튼이다. 스위치(43)를 한 번 누르면 PDLC필름(33)에 전력이 공급되어 반사필름층(38)이 노출되어 거울을 이용할 수 있고, 한 번 더 누르면 전력이 차단되어 거울이 가려진다.
도 3은 도 1에 도시한 액티브미러(30)의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시한 액티브미러(30)는, 후방 투명필름층(33c)에 증착반사층(39)이 적층된 타입이다. 증착반사층(39)은 투명필름층(33c)에 금속성분을 증착하여 형성된 반사층이다. 도 2의 경우, 투명필름층(33c)에 반사필름층(38)을 접착하였지만, 이와 같이 금속성분을 직접 증착 구성할 수도 있다. 증착방식은 일반적인 방식을 따른다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치(20)의 변형 예를 설명하기 위한 일부 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 미러 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.
도시한 바와 같이, 변형된 예에 따른 액티브 미러장치(20)에는, 다수의 액티브미러(30)와 미러장착케이스(61)를 포함한다.
미러장착케이스(61)는 전방으로 개방된 다수의 미러장착공간(61a)을 가지며, 각각의 미러장착공간(61a)에 액티브미러(30)를 수용한다. 미러장착공간(61a)은 사각홈으로서 수직 및 수평방향으로 연속된다. 각각의 액티브미러(30)는 미러장착공간(61a)에 착탈 가능하게 수납된 상태로 동일 평면상에 위치한다.
아울러, 각 미러장착공간(61a)의 내부에는 고정단자(61b)가 위치한다. 모든 고정단자(61b)는 제어부(45)에 병렬적으로 접속된다. 제어부는, 미러장착케이스에 장착되어 있는 모든 액티브미러(30)를 동시 제어한다.
액티브미러(30)는, 미러장착공간(61a)에 장착될 수 있는 사이즈를 가지며 후면에 이동단자(32)를 갖는다. 이동단자(32)는, 액티브미러(30)가 미러장착공간에 장착된 상태에서 고정단자(61b)와 자동적으로 접속되고, 고정단자로부터 전달받은 전기신호를 내부의 PDLC필름으로 인가한다.
특히 각 액티브미러(30)에 포함되는 전극잉크의 칼라는 다양하다. 가령, 어떤 액티브미러(30)에 포함된 전극잉크는 빨강색, 다른 액티브미러에는 파랑색, 또다른 액티브미러에는 노랑색 등의 전극잉크가 내장되는 것이다. 이와 같이 다양한 칼라를 갖는 액티브미러(30)를 각 미러장착공간(61a)에 삽입 설치함으로써, 미러장치(20) 자체가 하나의 데코레이션 타일의 형태를 취하게 된다.
상기 구성을 갖는 미러장치(20)에 있어서, 센서부(41)가 사용자의 움직임을 감지하거나, 또는 사용자가 스위치(43)를 조작하여 제어부(45)가 동작하면, 모든 액티브미러(30)에 전력이 공급되고, 모든 액티브미러(30)는 동시에 거울면을 제공한다.
도 6은 도 4에 도시한 액티브 미러장치(20)의 다른 변형 예를 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 미러장착케이스(61)의 미러장착공간(61a)은 정사각형 또는 직사각형의 형태를 취하며, 거의 모두 다른 사이즈를 갖는다. 또한 각각의 미러장착공간(61a) 내부에는 액티브미러(30)가 착탈 가능하게 고정된다. 이러한 구조의 액티브 미러장치(20)는 서양 추상화가인 피에트 몬드리안의 작품을 연상케 한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러장치(20)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7a,7b에 도시한 미러장치(20)는 탁상용으로 사용하기 알맞다.
도 7a,7b에 도시한 액티브 미러장치(20)는, 액티브미러(30)와 크래들(51)로 이루어진다. 액티브미러(30)는, 고정프레임(31)에 지지된 상태로 사각판의 형태를 취하고, 하단부에 이동단자(32)를 갖는다. 이동단자(32)는 액티브미러(30)를 크래들(51)에 결합시킬 때 고정단자(55)와 접속된다. 고정단자(55)는, 제어부(45)로부터 송신된 전기신호를 이동단자(32)로 전달한다.
크래들(51)은, 액티브미러(30)를 세워 지지한 상태로 액티브미러(30)에 전기신호를 인가하는 것으로서, 상부로 개방된 장착슬릿(51a)을 갖는다. 장착슬릿(51a)은 액티브미러(30)의 하단부가 끼워지는 홈이다. 위에 언급한 바와 같이, 장착슬릿(51a)에 액티브미러(30)를 끼우면 고정단자(55)에 대한 이동단자(32)의 접속이 이루어진다.
또한 크래들(51)의 내부에는 제어부(45)가 설치된다. 제어부(45)는 전력선(53)을 통해 외부로부터 전력을 인가받는다. 위에 설명한 바와 같이, 제어부(45)는, 센서부(41)가 사용자의 움직임을 감지하거나, 또는 사용자가 스위치(43)를 눌렀을 때, 동작하여 액티브미러(30)에 전기신호를 인가한다. 액티브미러(30)가 전력을 공급받음에 의해 거울의 상태가 됨은 물론이다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10:벽면 10a:매립공간 12:신발장
20:미러장치 30:액티브미러 31:고정프레임
32:이동단자 33:PDLC필름 33a:PDLC층
33b:전극층 33c:투명필름층 36:접착층
37:보호글라스 38:반사필름층 39:증착반사층
41:센서부 43:스위치 45:제어부
47:전원 51:크래들 51a:장착슬릿
53:전력선 55:고정단자 61:미러장착케이스
61a:미러장착공간 61b:고정단자

Claims (6)

  1. 고분자매트릭스와 액정과 전극잉크를 포함하는 PDLC층을 내장하고 외부로부터 전기신호가 인가되지 않을 때에 불투명한 상태로 상기 전극잉크의 칼라를 디스플레이하며 전기신호가 수신될 때 투명해지는 PDLC필름과, 상기 PDLC필름의 전면에 접착층을 매개로 접착되는 보호글라스와, 상기 PDLC필름의 배면에 접착층을 매개로 접착되고 전기신호가 수신될 때 전방으로 노출되어 거울면을 제공하는 합성수지시트에 금속성분이 증착된 반사필름층을 포함하는 액티브미러와;
    상기 PDLC필름과 전기적으로 접속되며, 외부로부터 인가된 전력을 받아, PDLC필름으로 전달하는 제어부와;
    상기 액티브미러 전방의 움직임을 감지하고 감지사실을 제어부로 전달하여, 제어부로 하여금 PDLC필름에 전기신호를 송신하게 하는 센서부와;
    사각틀의 형태를 취하며, PDLC필름과 반사필름층과 보호글라스의 테두리부를 수용하며 벌어지지 않게 상기 액티브 미러를 고정하는 고정프레임;을 구비하는 것을 특징으로 하는 PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부와 접속되며, 사용자에 의해 조작되어 제어부가 PDLC필름 측으로 전기신호를 출력하게 하는 스위치가 더 포함된,
    PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 액티브미러는, 전기신호가 수신되지 않을 때에 상호 다른 칼라를 디스플레이하는 다수 개가 조합 구성되며,
    다수의 액티브미러를 동일 평면상에 지지시키는 것으로서, 각 액티브미러가 수용되는 미러장착공간이 마련되어 있는 미러장착케이스가 더 포함되는,
    PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 각 미러장착공간의 내부에는 상기 제어부로부터 전기 신호를 전달받는 고정단자가 설치되고,
    상기 각 액티브미러에는, 액티브미러가 미러장착공간에 장착된 상태에서 상기 고정단자와 접속되고, 고정단자로부터 전달받은 전기신호를 PDLC필름으로 인가하는 이동단자가 마련되어 있고,
    상기 제어부는 모든 액티브미러를 동시 제어하는,
    PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 액티브미러의 하단부에는, 상기 제어부로부터 송신된 전기신호를 받아 PDLC필름에 전달하는 이동단자가 구비되고,
    상기 액티브미러를 지지한 상태로 이동단자에 전기신호를 인가하는 것으로서,
    상기 액티브미러의 하단부를 수용하며 상부로 개방된 장착슬릿과, 상기 장착슬릿의 내측에 위치하고 액티브미러가 장착슬릿에 끼워진 상태에서 이동단자와 전기적으로 접속하는 고정단자를 가지고, 내부에는 상기 제어부를 수용하며, 외측면에 센서부와 스위치를 갖는 크래들이 포함되는,
    PDLC 필름을 구비한 액티브 미러 장치.
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