KR102420864B1 - 반사율 조절 거울 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사율 조절 거울에 관한 것이고, 구체적으로 입사되는 빛의 양에 따라 반사율이 조절되는 반사율 조절 거울에 관한 것이다. 반사율 조절 거울은 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 반사 유닛(11, 12); 한 쌍의 반사 유닛(11, 12) 사이에 배치되는 액정 유닛(13); 및 액정 유닛(13)에 전기장을 인가하는 한 쌍의 전극을 포함하고, 상기 한 쌍의 반사 유닛(11, 12)의 입사 면은 미리 결정된 반사율을 가진다.

Description

반사율 조절 거울{A Mirror Capable of a Reflectivity}
본 발명은 반사율 조절 거울에 관한 것이고, 구체적으로 입사되는 빛의 양에 따라 반사율이 조절되는 반사율 조절 거울에 관한 것이다.
빛의 반사를 이용하여 다양한 위치에 있는 물체의 모양을 보는 거울은 일반적으로 70 내지 90 %의 반사율을 갖고 거울의 용도에 따른 적절한 반사율을 가진다. 그리고 필요에 따라 반사율을 높이기 위하여 거울의 전면에 다양한 전도성 물질이 코팅될 수 있다. 거울의 반사율이 높아지면 상이 선명해진다는 장점을 가질 수 있지만 거울에 용도에 따라 일정 수준의 반사율이 유지되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어 자동차 후방 거울의 경우 반사율이 높을 경우 빛의 반사율이 높아지면 눈부심이 발생될 수 있다는 단점을 가진다. 또한 스마트폰 액정의 반사율이 높은 경우 외부의 물체의 영상이 액정에 투영되어 시인성이 낮아질 수 있다.
특허공개번호 제10-2008-0022846호는 백라이트 유닛, 상기 백라이트 유닛 상부에 위치하는 하부 편광판, 상기 하부 편광판 상부에 위치하는 액정 및 상기 액정 상부에 위치하는 상부 반사형 편광판을 포함하고, 상기 상부 반사형 편광판은 주기적으로 배열된 금속선 격자가 지지체에 위에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2005-0099236호는 차량용 사이드 미러 또는 룸 미러를 형성하는 하우징 내부에서 광 변색 물질을 이용하여 눈부심을 방지하기 위한 구성에 관한 것으로 소정 형상을 가지는 유리판 또는 투명 합성수지 판인 매질의 배면에 빛을 반사하기 위한 증착 물질 층이 형성되고, 정면에 광 변색 유기 화합물을 함유한 고분자 코팅 층 및 자외선 코팅 층이 차례로 형성된 것과, 상기 매질의 상부 및/또는 하부에 한 개 이상 수 개의 자외선램프가 선택적으로 설치된 것을 특징으로 하는 광 변색 고분자 매트릭스 코팅에 의한 눈부심 방지 거울에 대하여 개시한다.
상기 선행기술은 전원 차단의 경우 휘도를 높일 수 있는 방법 또는 광 변색 물질의 자외선 투과에 따른 변색 특성에 의하여 반사율을 조절할 수 있는 방법에 대하여 개시한다. 그러나 이와 같은 방법은 반사율의 조절이 유입되는 광에 의하여 제한되거나 조절 범위가 제한된다는 단점을 가진다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2008-0022846호(주식회사 엘지화학, 2008년03월12일 공개) 반사형 편광판을 사용한 거울형 액정 디스플레이 장치 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2005-0099236호(김경태, 2005년10월13일 공개) 광 변색 고분자 매트릭스 코팅에 의한 눈부심 방지 거울
본 발명의 목적은 입사되는 빛의 양 또는 미리 설정된 조건에 따라 반사율이 자동으로 조절되도록 하는 반사율 조절 거울을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 반사율 조절 거울은 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 반사 유닛; 한 쌍의 반사 유닛 사이에 배치되는 액정 유닛; 및 액정 유닛에 전기장을 인가하는 한 쌍의 전극을 포함하고, 상기 한 쌍의 반사 유닛의 입사 면은 미리 결정된 반사율을 가진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 한 쌍의 전극에 인가되는 전압은 한 쌍의 반사 유닛으로 입사되는 입사광의 양 또는 조도에 의하여 결정된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 한 쌍의 반사 유닛으로 입사되는 빛의 방향을 탐지하는 방향 탐지 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 거울은 간단한 구조를 가지면서 주변 상황에 따라 적절하게 반사율이 조절될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 거울은 자동차, 사각 감시 거울 또는 전자기기를 비롯한 다양한 산업용 거울 또는 일상생활용 거울로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 작동 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 반사율 조절 거울에서 반사율이 조절되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 작동 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 반사율 조절 거울은 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 반사 유닛(11, 12); 한 쌍의 반사 유닛(11, 12) 사이에 배치되는 액정 유닛(13); 및 액정 유닛(13)에 전기장을 인가하는 한 쌍의 전극을 포함하고, 상기 한 쌍의 반사 유닛(11, 12)의 입사 면은 미리 결정된 반사율을 가진다.
본 발명에 따른 반사율 조절 거울은 입사되는 빛의 양에 따라 반사율이 자동으로 조절되는 특성을 가진다. 입사되는 빛의 양이 적은 경우 모든 빛이 반사되어 상을 형성할 수 있다. 이에 비하여 입사되는 빛의 양이 많은 경우 일부는 반사시키고 나머지 빛은 반사되지 않도록 할 수 있다. 이로 인하여 눈부심이 방지되도록 하면서 이와 동시에 입사되는 빛의 양에 관계없이 인지 가능한 상이 형성되도록 한다. 거울은 오목거울, 볼록거울 또는 평면거울이 될 수 있고, 반사율은 거울의 용도에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
반사 유닛(11, 12)은 빛의 반사에 의하여 상의 형상이 가능한 거울이 될 수 있고, 빛이 입사되는 면은 거울 면이 될 수 있다. 거울 면은 예를 들어 코팅, 소재 자체의 성질 또는 코팅 필름의 부착에 의하여 형성될 수 있고, 면의 형상에 따라 상을 형성할 수 있는 임의의 구조로 만들어질 수 있다. 반사 유닛(11, 12)은 동일한 방향으로 형성된 반사 면 또는 거울 면을 가질 수 있고, 반사 면 또는 거울 면은 평행하게 배치될 수 있다. 반사 유닛(11, 12)은 각각 20 내지 60 %의 사이의 반사율을 가지도록 만들어질 수 있다. 서로 분리되어 배치되는 반사 유닛(11, 12)은 동일하거나 서로 다른 반사율을 가질 수 있고, 두 개의 반사 유닛(11, 12)에 의하여 반사되는 전체 반사율은 예를 들어 60 내지 85 %가 되도록 두 개의 반사 유닛(11, 12)의 반사율이 설정될 수 있다. 반사 유닛(11, 12) 사이의 간격은 액정 유닛(13)의 투과율 또는 반사율에 의하여 결정될 수 있고 예를 들어 0.5 내지 3.0 ㎜이 될 수 있다.
반사 유닛(11, 12) 사이에 액정(Liquid Crystal) 유닛(13)이 배치될 수 있다. 액정 유닛(13)은 전계의 인가에 따라 내부의 분자 배열이 변하고 이로 인하여 빛의 투과도, 선광성, 선택 광 산란 또는 편광성이 나타나도록 하는 기능을 가진다. 액정 유닛(13)은 이 분야에 공지된 임의의 액정(Liquid Crystals)을 포함한다. 액정은 온도, 전기장 또는 자기장 또는 응력과 같은 외부 영향에 의하여 분자 배열 구조가 변하지만 본 발명에 따른 액정 유닛(13)은 가해지는 전기장에 의하여 투과 특성 또는 편광 특성이 변하도록 하는 기능을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 입사광(IL)이 거울로 입사되면, 1 반사 유닛(11)에 의하여 일부가 반사되어 1 반사광(RL1)이 되고 이에 따라 상이 만들어질 수 있다. 입사광(IL) 중 반사되지 않은 광은 투과되어 액정 유닛(13)으로 유도될 수 있다. 만약 액정 유닛(13)에서 광이 투과되지 않는다면 거울 전체를 통하여 반사되는 광은 1 반사광(RL1)이 된다. 만약 입사광(IL)이 인지 가능한 상을 형성하는 수준 이상이 된다면 1 반사광(RL1)에 의하여 상이 형성될 수 있고, 1 반사광(RL1)에 의한 반사율은 예를 들어 50 %가 될 수 있다. 이로 인하여 눈부심이 방지될 수 있다. 이에 비하여 입사광(IL)의 수준이 낮다면, 1 반사 유닛(11)을 투과한 광은 액정 유닛(13)을 통과하여 2 반사 유닛(12)에서 반사되어 2 반사광(RL2)을 만들 수 있다. 그리고 1 반사광(RL1) 및 2 반사광(RL2)에 의하여 상이 형성될 수 있다. 예를 들어 2 반사 유닛(12)은 80 %의 반사율을 가질 수 있고, 0.5×0.8×A(A는 액정 유닛(13)에 의한 감쇠 수준)에 해당되는 양만큼 빛을 추가로 반사시킴으로써 보다 선명한 상이 만들 수 있다. 이와 같이 액정 유닛(13)에 의하여 2 반사광(RL2)의 양이 결정될 수 있고, 이로 인하여 전체 거울의 반사율이 조절될 수 있다.
1 반사 유닛(11) 또는 2 반사 유닛(12)은 각각 적어도 하나의 반사면을 가질 수 있고, 액정 유닛(13)의 투과 특성은 전기장의 인가에 의하여 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 1 반사 유닛(11)과 2 반사 유닛(12) 사이에 액정을 포함하는 액정 유닛(13)이 배치될 수 있고, 액정 유닛(13)의 양쪽 면에 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 전극 유닛(21a, 21b)이 배치될 수 있다. 전극 유닛(21a, 21b)은 예를 들어 투명 전극 층과 같은 것이 될 수 있고, 1 전극 유닛(21a)과 2 전극 유닛(21b)은 동일하거나 서로 다른 전극 배치 구조를 가질 수 있다. 1 전극 유닛(21a)과 2 전극 유닛(21b)은 예를 들어 10 내지 1,000 ㎚의 두께를 가지는 ITO 투명 전극, 은 나노와이어 투명 전극 또는 이와 유사한 전극 층이 될 수 있다. 액정 유닛(13)에서 액정의 배열에 적합한 전기장의 형성을 위하여 1 전극 유닛(21a)은 하나의 평면을 형성하고, 2 전극 유닛(21b)은 다수 개의 분리된 전극 그룹으로 배치될 수 있다. 액정 유닛(13)과 전극 유닛(21a, 21b)은 일체로 만들어질 수 있고, 예를 들어 액정 또는 액정 폴리머(LCP)의 양면에 투명 전극 패턴이 코팅이 되는 방식으로 전극 유닛(21a, 21b)이 만들어질 수 있다. 전극 유닛(21a, 21b)에 전압이 인가되는 것에 의하여 액정 유닛의 내부에 다양한 형태의 전기장이 형성될 수 있고 이에 따라 액정 분자 배열이 변하게 되어 광 투과율이 전압 인가에 따라 달라질 수 있다.
액정 유닛(13)은 편광 특성을 가질 수 있고, 이에 따라 1 반사 유닛(11) 또는 2 반사 유닛(12)은 편광 필름과 일체로 만들어질 수 있다. 편광 필름의 편광성은 액정 유닛(13)의 특성에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 반사율 조절 거울에서 반사율이 조절되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 반사율 조절 거울의 반사율은 환경 조건에 따라 전극 유닛(21)에 인가되는 전압을 결정하는 제어 유닛(31); 및 제어 유닛(31)의 제어에 따라 인가되는 전기장의 형태 또는 크기를 조절하는 전압 조절 유닛(32)에 의하여 조절될 수 있다.
제어 유닛(31)은 조도 또는 입사광의 수준을 탐지하는 1 탐지 유닛(331) 또는 입사되는 광의 방향을 탐지하는 2 방향 탐지 유닛(332)으로부터 전송된 정보에 기초하여 전극 유닛(21)에 인가되어야 할 전압 수준을 결정할 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 전극 유닛(21)은 서로 마주보는 한 쌍의 전극 층으로 이루어질 수 있고, 한 쌍의 전극 층은 동일하거나 서로 다른 전극 배치 구조를 가질 수 있다. 그리고 전극 유닛(21)에 의하여 형성되는 액정 유닛 내부의 전기장 구조에 따라 입사광의 투과도가 결정될 수 있다. 제어 유닛(31)은 액정 유닛의 투과도를 결정하기 위하여 1 탐지 유닛(331)으로부터 탐지된 조도 또는 입사광의 수준을 결정할 수 있다. 이와 함께 2 방향 탐지 유닛(332)으로부터 탐지되는 입사광의 방향을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 정보에 따라 탐지된 조도에서 인지 가능하면서 눈부심 또는 다른 시인 특성(visible property) 감소를 제거할 수 있는 반사율을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 반사율에 따른 전극 유닛(21)의 전압 수준을 결정할 수 있다. 전압 조절 유닛(32)은 제어 유닛(31)에서 결정된 수준에 따라 전극 유닛(21)에 전압을 인가할 수 있고, 이에 따라 조절 거울(10)의 반사율이 조절될 수 있다.
제어 유닛(31)은 조도, 입사광 또는 방향에 따른 반사율에 대한 데이터를 저장하고 이와 동시에 전극 유닛(21)에 대하여 인가되는 전압에 따른 반사율에 대한 데이터가 저장된 데이터베이스를 가질 수 있다. 그리고 1 탐지 유닛(331)과 2 방향 탐지 유닛(332)으로부터 전송되는 탐지 정보에 기초하여 전극 유닛(21)에 인가되는 전압을 자동으로 조절할 수 있다. 이로 인하여 사용자는 조절 거울(10)로부터 최적의 상을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반사율 조절 거울의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 1 반사 유닛(11)에 1 편광 판(41)이 배치되고, 2 반사 유닛(12)에 2 편광 판(42)이 배치될 수 있다. 1 편광 판(41)과 2 편광 판(42)은 동일 방향을 가지거나 서로 다른 방향을 가질 수 있고, 액정 유닛의 특성 또는 2 반사 유닛(12)의 반사 특성에 의하여 결정될 수 있다. 2 반사 유닛(12)의 뒤쪽에 광 방향 센서(461)가 배치될 수 있고, 1 반사 유닛(11)에 조도 센서(462)가 배치되고 1 전극 유닛(21a)에 광 수준 센서(463)가 배치될 수 있다. 각각의 전극 유닛(21a, 21b)이 배터리와 같은 전원(43)에 연결될 수 있고, 필요에 따라 균형 회로(44)가 배치될 수 있다. 전원(43)에서 전극 유닛(21a, 21b)으로 인가되는 전압은 전압 조절 유닛(32)에 의하여 조절될 수 있다. 그리고 제어 유닛(31)은 반사 조건과 관련된 데이터를 저장하는 데이터베이스(47)와 연결될 수 있다.
많은 양의 광이 입사되는 경우 예를 들어 포토 센서와 같은 광 수준 센서(463)에 의하여 탐지되어 제어 유닛(31)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(31)은 전극 유닛(21a, 21b)에 전압을 인가되도록 전압 조절 유닛(32)을 조절할 수 있다. 전극 유닛(21a, 21b)에 전압이 인가되는 것에 의하여 1 반사 유닛(11)을 투과한 광은 2 반사 유닛(12)에 도달하지 못하게 되고 이로 인하여 전체 거울의 반사율은 1 반사 유닛(11)의 반사율에 의하여 결정되고 이는 예를 들어 40 내지 70 %가 될 수 있다. 균형 회로(44)는 이와 같은 과정에서 전원(43)에 의하여 인가되는 전압이 일정 수준으로 유지되도록 한다.
입사되는 광의 수준이 변하면 광 수준 센서(463)에 의하여 탐지되어 제어 유닛(31)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(31)은 조도 센서(462)에 의하여 탐지되는 조도, 입사되는 광의 양 및 2 반사 유닛(12)에 도달하는 광의 방향에 따라 전극 유닛(21a, 21b)에 인가되어야 할 전압을 결정할 수 있다. 2 반사 유닛(12)에 도달하는 광의 방향은 광 방향 센서(461)에 의하여 측정될 수 있고, 인가되는 전압의 결정은 데이터베이스(47)에 저장된 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 만약 입사되는 광의 양이 낮은 수준이라면 전극 유닛(21a, 21b)에 인가되는 전압이 제거되고 이에 따라 2 반사 유닛(12)에 도달하는 모든 빛이 반사될 수 있다.
본 발명에 따른 반사율 조절 거울은 다양한 반사 구조를 가질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 거울은 간단한 구조를 가지면서 주변 상황에 따라 적절하게 반사율이 조절될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 거울은 자동차, 사각 감시 거울 또는 전자기기를 비롯한 다양한 산업용 거울 또는 일상생활용 거울로 사용될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 조절 거울 11: 1 반사 유닛
12: 2 반사 유닛 13: 액정 유닛
21a: 1 전극 유닛 21b: 2 전극 유닛
31: 제어 유닛 32: 전압 조절 유닛
41: 1 편광 판 42: 2 편광 판
43: 전원 44: 균형 회로
47: 데이터베이스 331: 1 탐지 유닛
332: 2 방향 탐지 유닛 461: 광 방향 센서
462: 조도 센서 463: 광 수준 센서
IL: 입사광 RL1: 1 반사광
RL2: 2 반사광

Claims (1)

  1. 반사율이 제어되는 거울에 있어서,
    서로 마주보도록 배치되는 제 1 및 제 2 반사 유닛(11, 12);
    상기 제 1 및 제 2 반사 유닛(11, 12) 사이에 배치되는 액정 유닛(13); 및
    액정 유닛(13)에 전기장을 인가하도록 액정 유닛(13)의 양쪽 면에 서로 마주보도록 형성된 제 1 및 제 2 전극 유닛(21a, 21b)을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 반사 유닛(11, 12)의 입사 면은 미리 결정된 서로 다른 반사율을 가지며,
    상기 제 1 반사 유닛(11)에 배치된 조도 센서(462), 상기 제 2 반사 유닛(12)의 뒤쪽에 배치되어 입사되는 광의 방향을 탐지하는 광 방향 센서(461) 및 제 1 전극 유닛(21a)에 배치되는 광 수준 센서(463)를 더 포함하고,
    제 1 및 제 2 반사 유닛(11, 12)에 각각 배치된 제 1 및 제 2 편광 판(41, 42)이 배치되고,
    상기 제 1 및 제 2 전극 유닛(21a, 21b)에 인가되는 전압은 상기 조도 센서(462)에 의해 탐지되는 조도, 상기 광 수준 센서(463)에 의해 탐지된 입사되는 광의 양 및 상기 광 방향 센서(461)에 의해 측정된 광의 방향에 의하여 결정되고,
    액정 또는 액정 폴리머(LCP)의 양면에 투명 전극 패턴이 코팅이 되는 방식으로 액정 유닛(13)과 전극 유닛(21a, 21b)이 일체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 반사율 조절 거울.
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