KR102476279B1 - 용접 정보 제공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체와, 본체에 장착되고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 유닛과, 본체의 내부에 배치되며, 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공하는 디스플레이 유닛과, 디스플레이 유닛으로부터 제공된 상기 용접 영상의 경로를 변경하여 사용자의 눈으로 안내하는 경로 변경 유닛과, 용접 영상의 경로 상에 배치되고, 디스플레이 유닛과 경로 변경 유닛에 의해 형성되는 공간을 개폐하는 내측 커버 유닛을 포함하는 용접 정보 제공 장치를 제공한다.

Description

용접 정보 제공 장치{Welding information providing apparatus}

본 발명의 실시예는 용접 정보 제공 장치에 관한 것이다.

용접 공정시 발생하는 빛과 고열 등으로부터 사용자를 보호하기 위해 보호구를 착용한다. 보호구를 착용한 상태에서 사용자는 보호구를 통해서 용접이 진행되는 것만 확인할 수 있을 뿐이므로, 용접 장치에 설정된 조건들과 같은 용접을 위한 다양한 정보들을 확인하기 위해서는 보호구를 탈거하여 육안으로 확인해야 하는 번거로움이 있다.

사용자의 숙련도가 높지 않은 경우, 특히, 자동 용접면 및 수동 용접면 착용 시 용접 광에 인접한 부분만 사용자가 볼 수 있고, 용접 주변 환경 등 구체적인 용접 상황을 인지하기 어렵다. 이에 따라, 사용자에게 용접 주변 환경까지 사용자가 시각적으로 확인할 수 있는 고화질 영상을 제공하고, 사용자에게 용접 상태 정보에 대하여 구체적인 정보를 제공할 필요가 있다.

더욱이 용접 작업 시에는 용접광 스팟의 조도/휘도가 매우 높아, 용접광 스팟으로부터 사용자의 눈을 보호하고 용접 작업이 원활하게 이뤄지도록 흑화 필터를 사용하는 데, 이 경우, 용접광 스팟 이외의 다른 영역은 전혀 보이지 않게 되어 용접 작업이 매우 어렵게 될 뿐 아니라, 용접의 정확도가 오히려 저하될 수 있다.

위와 같은 문제는 용접 작업뿐 아니라, 레이저 광과 같은 고휘도/고조도의 광을 이용한 피부 시술 및/또는 진료 시에도 의료진에게 동일한 문제를 줄 수 있고, 다른 고휘도/고조도 광을 이용한 작업에서도 동일하게 문제가 된다.

본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 사용자에게 용접 스팟 뿐 아니라, 용접 주변 환경을 보여줘 사용자의 용접 정확도를 향상시키도록 할 수 있는 용접 정보 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 용접 정보를 제공하는 공간의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하여 용접 시 정확한 시야를 확보할 수 있는 용접 정보 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예는, 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체; 상기 본체에 장착되고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 유닛; 상기 본체의 내부에 배치되며, 상기 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공하는 디스플레이 유닛; 상기 디스플레이 유닛으로부터 제공된 상기 용접 영상의 경로를 변경하여 상기 사용자의 눈으로 안내하는 경로 변경 유닛; 및 상기 용접 영상의 경로 상에 배치되고, 상기 디스플레이 유닛과 상기 경로 변경 유닛에 의해 형성되는 공간을 개폐하는 내측 커버 유닛;을 포함하는, 용접 정보 제공 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 커버 유닛은 상기 경로 변경 유닛과 상기 사용자의 눈 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체에 설치되고, 중앙부가 개구되는 커버프레임부; 및 상기 중앙부를 커버하며 상기 커버프레임부에 연결되는 내측 커버플레이트;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 커버 유닛은, 일단부가 상기 커버프레임부에 연결되며, 상기 내측 커버플레이트를 커버하는 커버홀더부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 커버 유닛은, 상기 커버홀더부에 설치가능하고, 상기 내측 커버플레이트와 마주보게 배치되는 렌즈부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 커버 유닛은, 상기 커버프레임부와 상기 내측 커버플레이트 사이에 배치되고, 양측이 상기 커버프레임부와 상기 내측 커버플레이트에 각각 접촉되는 실링부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실링부는 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경로 변경 유닛은 상기 디스플레이 유닛으로부터 제공되는 상기 용접 영상의 경로를 상기 사용자의 눈으로 안내하는 미러;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용접 영상 프레임을 기초로 생성된 상기 용접 영상을 표시하도록 상기 디스플레이 유닛을 제어하는 프로세서;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라의 광축으로부터 연장되는 가상의 연장선은 상기 경로 변경 유닛을 지나갈 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 용접 정보 제공 장치는 경로 변경 유닛을 통해 용접 영상의 경로를 변경시켜 사용자에게 전달 및 제공함으로써, 선명한 용접 영상을 제공하면서 본체의 크기를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 본체에 설치되는 내측 커버 유닛을 통해 외부로부터 용접 영상의 경로 상에 이물질이 침투하는 것을 방지하여 용접 시 선명한 용접 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 용접 정보 제공 장치는 사용자의 시야와 유사한 높이에 배치되는 카메라 유닛을 통해 영상을 획득함으로써, 실제 작업 현장과의 이질감이나 위화감을 최소화시켜 사용자에게 용접 영상을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구성요소를 설명하기 위한 간략한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 I-I’선을 따라 절취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 A부분을 yz평면으로 단면 처리한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부 및 렌즈부를 도시한 사시도이다.
도 9은 도 6에서 커버홀더부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 10는 도 5의 B부분을 yz평면으로 단면 처리한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치를 도시한 사시도이다.
도 12은 도 11의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절취한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.

명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템의 구성요소를 설명하기 위한 간략한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 사시도이다. 도 4는 도 3의 I-I’선을 따라 절취한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체의 후면을 도시한 사시도이다. 도 6은 도 5의 A부분을 yz평면으로 단면 처리한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부가 개방된 상태를 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부 및 렌즈부를 도시한 사시도이다. 도 9은 도 6에서 커버홀더부가 개방된 상태를 도시한 도면이다. 도 10는 도 5의 B부분을 yz평면으로 단면 처리한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템(10)은 용접 정보 제공 장치(100), 용접 토치(200)를 포함할 수 있다.

용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)는 통신망으로 서로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100)와 용접 토치(200)는 일대일로 매칭되어 동작할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고 일대 다수로 대응되어 동작할 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

즉, 1대의 용접 정보 제공 장치(100)에 n대의 용접 토치(200)들이 연결되어 구현될 수 있고, n대의 용접 정보 제공 장치(100)에 1대의 용접 토치(200)가 연결되어 구현될 수 있다.

선택적 실시예로서, 용접 정보 제공 장치(100) 및 용접 토치(200)는 별도의 서버(도면 미도시)와 통신하여 데이터를 주고받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 상황에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 구체적으로 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 정보 제공 장치(100)에 장착되는 적어도 하나 이상의 카메라를 이용하여 용접 이미지를 획득할 수 있다.

이를 기초로 합성 영상을 생성하여 사용자에게 디스플레이(display) 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 HDR(High Dynamic Range) 기술을 이용하여 합성 영상을 생성할 수 있고, 고화질의 합성 영상을 사용자에게 디스플레이하여 제공할 수 있다.

이때, 사용자는 고화질 합성 영상을 통해 용접 비드의 형태 및 용접광과 인접한 부분 외의 주변 환경에 대한 정보를 시각적으로 확인 가능할 수 있다.

도 1, 도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 사용자의 시야와 동등한 위치에 카메라 유닛(110)을 배치시켜 용접 이미지를 획득할 수 있다.

이로 인하여 본 발명의 일 실시예에 다른 용접 정보 제공 장치(100)는 사용자가 용접 작업을 하는 동안 작업 현장을 직접 바라볼 때와 유사한 용접 이미지를 획득함으로써, 보다 정확한 용접 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 고화질의 용접 영상을 합성하여 사용자에게 제공할 수 있는데, 이를 위해 2개 이상의 카메라를 통해 영상을 획득하고 각각의 영상을 적어도 하나의 표시부를 통해 디스플레이할 수 있다.

구체적으로 카메라 유닛(110)은 2개의 카메라를 구비할 수 있고, 2개의 카메라는 각각 사용자의 좌안과 우안에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 각각의 카메라의 셔터스피드, ISO 감도, 게인(gain) 값을 다르게 하여 반복적으로 촬영하여 영상을 합성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 다른 용접 정보 제공 장치(100)는 합성 영상에 대조비 처리를 수행하여 화질을 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 RGB(Red, Green, Blue)를 이용하여 선호하는 색상(예를 들어, 그린, 블루)으로 용접 정보를 표시하는 기능을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 다른 용접 정보 제공 장치(100)는 돋보기 도수 보정 기능(예를 들어, 화면 확대 및 축소)을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 별도의 열화상 카메라를 이용하여 온도 합성 영상을 제공할 수 있다. 이때, 용접 정보 제공 장치(100)는 색상으로 용접 온도를 표시할 수 있다.

본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 상술한 모든 기능에 대하여 소리(예를 들면, 안내 알람) 또는 안내 음성으로 제공하는 기능을 지원할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토치(200)는 실시간 용접 작업에 대한 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치(200) 간의 간격 등을 포함하는 용접 상황을 적어도 하나의 센서를 통해 감지할 수 있다.

용접 토치(200)는 토치의 상태를 모니터링할 수 있고, 용접 상황에 따라 토치 작업의 설정 값을 변경할 수 있다.

본 발명의 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 토치(200)와 연결된 통신망을 통해 용접 토치(200)로부터 작업 설정 및 작업 상태에 대한 정보를 수신할 수 있고, 수신한 용접 정보를 기초로 사용자에게 작업 정보를 시각적 피드백을 통해 제공할 수 있다.

예를 들어, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 온도 값에 대한 센싱 정보를 수신하면, 불빛, 진동, 메시지 등의 다양한 방식으로, 온도 값과 대응되는 알림을 출력할 수 있다. 이대, 알림은 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부 또는 디스플레이에 제공되는 시각적 피드백일 수 있고, 소리(예를 들면, 안내 알람) 또는 안내 음성을 통한 청각적인 피드백일 수 있다.

한편, 온도 값에 대한 센싱 정보는 기 설정된 온도 범위를 초과하는지 여부 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 온도 값에 대한 센싱 정보는 용접면의 온도 값과 대응되는 수치, 등급, 레벨 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 토치 및 용접면의 온도 값이 기 설정된 온도 범위를 벗어나는 것으로 판단하면, 사용자에게 작업을 중지할 것을 안내할 수 있다.

기 설정된 온도 범위를 벗어나는 용접의 경우, 품질 저하의 위험이 있으며, 이에 사용자가 토치의 온도값을 조절할 수 있도록 안내할 수 있다.

이때, 시각적 피드백은 작업 현장을 디스플레이하고 있는 용접 정보 제공 장치(100)의 표시부 일부 영역에 위험함을 나타내는 아이콘을 제공하는 것일 수 있다.

선택적 실시예로서, 용접 정보 제공 장치(100)는 표시부 화면 전체를 특정 색상(예를 들면, 레드)에 대한 채도를 증가 및 감소를 반복함으로써, 시각적 피드백을 통한 작업 중지 안내를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 토치(200)에 포함된 적어도 하나의 센서 외에도, 용접 정보 제공 장치(100)에 포함된 센서를 통해 용접 정보를 감지할 수 있다.

이때, 용접 정보는 실시간 용접 작업과 관련한 광 정도, 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치(200) 간의 간격 등을 포함하는 용접 상황을 적어도 하나의 센서를 통해 감지할 수 있다.

마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 정보 제공 장치(100)에 포함된 센서를 통해서 감지한 용접 정보에 기초하여 용접 정보에 대응하는 가이딩을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 정보 제공 장치(100)는 작업 중 위치에 대한 안내가 제공된 이후, 기설정된 사용자의 움직임 또는 기설정된 사용자의 음성 등을 센싱하여 용접 토치(200)의 동작을 변경할 수 있다.

선택적 실시예로서, 용접 정보 제공 장치(100)는 용접 토치(200)와의 통신이 원활하지 못한 상태에서는 자체적으로 구비된 이미지 센싱을 통해 용접 토치(200) 및 용접면의 온도 값을 획득할 수 있다.

구체적으로 용접 정보 제공 장치(100)는 열화상 카메라를 통해 획득한 이미지 데이터를 기초로 토치 및 용접면의 온도값을 획득할 수 있다.

상술한 예시는 용접 토치(200)로부터 수신한 정보가 용접 온도 정보인 경우만을 기술한 것일 뿐, 용접 정보 제공 장치(100)는 다양한 용접 정보에 대한 가이딩을 제공할 수 있음은 물론이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템(10)은 용접 정보 제공 장치(100), 용접 토치(200)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 본체(101), 카메라 유닛(110), 디스플레이 유닛(120), 경로 변경 유닛(130), 프로세서(140), 센서부(150), 외측 커버 유닛(160), 내측 커버 유닛(170), 헤드고정부(180), 통신부를 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 8, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체(101)는 용접 작업을 수행하는 사용자의 얼굴을 보호하기 위한 것으로, 사용자가 착용가능하도록 구비될 수 있다. 본체(101)는 소정의 강도를 갖는 소재, 예컨대 강화 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니고 용접 작업 시 발생할 수 있는 스파크와 같은 요소에 저항성이 있는 소재라면 다양하게 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 본체(101)는, 본체(101)의 내측에 구비되는 헤드고정부(180)를 통해 사용자의 두부에 고정될 수 있다. 구체적으로 본체(101)에는 헤드고정부(180)가 회전가능하게 연결될 수 있고, 헤드고정부(180)가 사용자의 두부에 접촉되며 위치 고정됨으로 인하여 헤드고정부(180)와 연결되는 본체(101)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있다.

도 1, 도 3, 도 4, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체(101)에는 뒤에 설명할, 카메라 유닛(110), 디스플레이 유닛(120), 경로 변경 유닛(130), 프로세서(140), 센서부(150), 외측 커버 유닛(160), 내측 커버 유닛(170), 헤드고정부(180), 통신부(190)가 배치될 수 있고, 용접 작업 시 발생하는 스파크, 열 등으로부터 사용자를 보호할 수 있다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 6, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 본체(101)에 장착되는 것으로, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 구체적으로 본체(101)의 외측에 장착되고, 상기 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 프로세서(140)로부터 제어 명령을 수신하고, 제어 명령에 응답하여 셔터 스피드, ISO 감도, 게인(gain)의 설정을 변경하여 용접 작업 현상을 촬영할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 사용자의 시야에 대응되는 본체(101)의 전면부에 위치할 수 있다. 카메라 유닛(110)은 하나의 카메라를 포함하여 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득할 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

선택적 실시예로서, 카메라 유닛(110)은 사용자의 좌안과 우안 각각에 대응되는 위치에 배치되는 2개의 카메라를 포함할 수 있다.

선택적 실시예로서, 카메라 유닛(110)은 사용자의 시야에 대응되는 본체(101)의 전면부 외 다른 위치에서 촬영하여 용접 영상 프레임을 획득하는 카메라를 더 포함할 수도 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 외측 커버 유닛(160)에 의해 보호될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 커버 유닛(160)은 외측 커버 프레임(161), 외측 커버플레이트(162) 및 차광 카트리지(163)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 커버 프레임(161)은 외측 커버 유닛(160)을 본체(101)에 연결시키는 기능을 수행할 수 있다. 이로 인하여 외측 커버 유닛(160)이 본체(101)에 안정적으로 위치 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 외측 커버플레이트(162)는 차광 카트리지(163)의 전방 측(도 4 기준 좌측)에 배치되어, 차광 카트리지(163)를 보호할 수 있다. 외측 커버플레이트(162)는 빛이 투과할 수 있는 소재, 예를 들어, 투명한 소재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 외측 커버플레이트(162)는 폴리카보네이트나 아크릴과 같은 수지재를 포함할 수 있으며, 사출 성형으로 성형될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차광 카트리지(163)는 용접 작업 시 발생되는 용접광을 차단할 수 있다.

다시 말하여 차광 카트리지(163)는 센서부(150), 구체적으로 포토 센서를 통해 감지한 용접광 정보를 기초로 카트리지의 차광도를 증가시킬 수 있다.

이때, 차광 카트리지(163)는 예를 들어, 액정의 정렬 방향에 따라 흑화도가 조절될 수 있는 액정패널(LCD panel)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광 카트리지(163)는 VA(Vertical Align) 방식 LCD, TN(Twist Nematic)방식 LCD, IPS(In Plane Switching) 방식 LCD 등 다양한 패널로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차광 카트리지(163)의 흑화도는 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절될 수 있다. 상술한 바와 같이 용접광의 밝기에 따라 자동으로 조절되는 경우, 센서부(150)를 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(150)는 용접광의 빛의 세기를 감지하여 용접광 정보를 획득하고, 용접광 정보에 포함되는 용접광의 세기에 대한 정보를 소정의 전기적 신호로 변환하고, 뒤에 설명할 프로세서(140)에 전달하면, 프로세서(140)는 용접광의 세기에 기초하여 흑화도를 제어할 수 있다.

즉, 차광 카트리지(163)는 용접 작업 현장의 용접면에서 발생하는 빛의 세기 등에 대응되도록 패널의 차광도를 실시간으로 변경할 수 있고, 카메라 유닛(110)은 전면부에 설치되는 차광 카트리지(163)에 의해 용접광의 일정량이 차폐된 용접 영상을 촬영할 수 있다.

선택적 실시예로서, 용접 정보 제공 장치(100)는 차광 카트리지를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 사용자는 카메라 유닛(110)을 통해 취득한 용접 영상만으로 용접 작업을 수행할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 열 화상 카메라를 포함할 수 있다. 용접 정보 제공 장치(100)는 열 화상 카메라를 통해 획득한 열화상 영상을 용접 현장에 대한 영상에 합성하여 온도 영상을 획득할 수 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 프로세서(140)에 전기적으로 연결되는 조명부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 조명부는 용접 정보 제공 장치(100)의 외측에 위치하며, 용접 작업 영역을 향하여 광원을 조사할 수 있다.

조명부는 복수의 LED 모듈을 포함할 수 있고, 조명부를 통해 조사되는 광원의 출력 정도는 프로세서(140)의 제어에 의해 조절될 수 있다. 상기 조명부는 프로세서(140)의 제어에 따라 카메라 유닛(110)의 동작과 연동하여 동작할 수 있다.

도 4, 도 5, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 본체(101)의 내부에 배치되는 것으로, 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 카메라 유닛(110)으로부터 획득한 용접 영상을 그대로 제공하거나, 용접 정보를 포함하는 고화질 합성 영상을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 용접 작업을 수행하는 사용자가 용접광과 인접한 부분 외의 주변 환경(예를 들어, 기작업한 용접 비드의 형태 등)에 대하여도 시각적으로 확인할 수 있도록 고화질 합성 영상을 표시할 수 있다.

또한, 디스플레이 유닛(120)은 사용자에게 용접 진행 상태에 대한 시각적 피드백(예를 들어, 용접 진행 방향)을 안내할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LED(Light-Emitting Diode), LcoS(Liquid Crystal on Silicon) 또는 DLP(Digital Light Processing) 등과 같은 다양한 디스플레이 기술로 구현될 수 있다.

도 4, 도 5, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 본체(101) 내부에 배치되되, 사용자의 시야에 직접 용접 영상을 제공하는 위치가 아닌, 뒤에 설명할 경로 변경 유닛(130)에 의해 간접적으로 용접 영상을 제공할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 용접 영상을 제공하는 방향이 카메라 유닛(110)의 광축(AX1)과 평행하도록 위치할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 사용자의 이마 부근에 위치하여 경로 변경 유닛(130)을 향해 용접 영상을 제공할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)은 경로 변경 유닛(130)과 마주보며 배치될 수 있다. 이로 인하여 디스플레이 유닛(120)에서 생성되는 용접 영상이 경로 변경 유닛(130)을 거쳐 사용자의 눈으로 전달될 수 있다.

도 4, 도 6, 도 7, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)은 본체(101)에 설치되는 것으로, 사용자가 바라보는 본체(101)의 내면에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)은 디스플레이 유닛(120)과 마주보며 배치될 수 있고, 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상을 변경하여 사용자의 눈으로 안내하는 기능을 수행할 수 있다.

도 4, 도 6, 도 7, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)은 용접 영상을 반사시키는 미러(mirror)로 이루어질 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)은 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상의 경로를 변경(P1->P2)하는 제1미러(131), 제1미러(131)로부터 변경되는 용접 영상의 경로를 변경(P2->P3)하여 사용자의 눈으로 안내하는 제2미러(132)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 2개의 미러를 이용하여 용접 영상의 경로를 변경하나, 이에 한정하는 것은 아니고 3개 이상의 미러 또는 경로를 변경할 수 있는 부재를 더 포함하여 용접 영상의 경로를 변경할 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1미러(131) 및 제2미러(132)는 용접 영상을 반사시키는 물질로 이루어지거나 코팅될 수 있으며, 예를 들면, PMMA(poly methyl methacrylate), PC(poly carbonate), Polyester, Ag(silver), Al(aluminum) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1미러(131)는 용접 영상의 경로에 대하여 45° 내지 50°의 각도로 기울어져 있어, 용접 영상의 경로를 수직하게 변경할 수 있다.

마찬가지로, 제2미러(132)는 제1미러(131)로부터 변경된 용접 영상의 경로에 대하여 45° 내지 50°의 각도로 기울어져 있어, 용접 영상의 경로를 수직하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1미러(131)와 제2미러(132)는 경로 변경 유닛(130)을 지나는 중심선을 기준으로 선대칭 관계로 배치될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상은 제1미러(131)에 의해 반사되어 반전되고, 제2미러(132)에 의해 다시 반전되어 사용자에게 제공될 수 있다.

이때, 사용자에게 실제 작업 현장과 동일한 영상을 제공하기 위해, 디스플레이 유닛(120)은 상하 이미지가 반전된 상태로 용접 영상을 제공해야하므로, 디스플레이 유닛(120)에서 제공하는 용접 영상은 카메라 유닛(110)을 통해 획득한 영상의 상하 및 좌우가 반전된 영상일 수 있다.

선택적 실시예로서, 경로 변경 유닛(130)이 더 많은 미러를 포함하는 경우, 사용자에게 작업 현장과 동일한 영상을 제공하기 위해 프로세서(140)는 카메라 유닛(110)으로부터 획득한 영상의 방향을 전환시켜 디스플레이 유닛(120)으로 전달할 수 있다.

사람의 눈은 너무 가까운 위치에 있는 물체에 초점을 잡기 어렵기 때문에, 시야의 초점거리에 디스플레이 유닛(120)을 배치시켜야만 선명한 영상을 획득할 수 있다. 만약 디스플레이 유닛(120)이 사용자의 전방에 배치되는 경우, 이러한 거리 확보를 위해 용접 정보 제공 장치(100)의 크기가 커질 수 밖에 없다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는 경로 변경 유닛(130)을 통해 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상의 초점 거리를 확보할 수 있고, 디스플레이 유닛(120)을 적절한 위치에 배치시킬 수 있어 본체(101)의 크기를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)을 통해 디스플레이 유닛(120)으로부터 사용자의 눈까지 용접 영상이 지나가는 경로의 거리는 200 mm 이상일 수 있다.

또한, 사용자는 작업 시 시야와 현장까지의 거리가 약 500 mm 내지 700 mm 정도에서 작업할 수 있는데, 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상 경로의 거리가 700 mm를 초과하는 경우, 사용자가 작업하는 환경과 영상과의 위화감이 발생될 수 있다.

따라서, 경로 변경 유닛(130)을 통해 변경된 용접 영상의 경로는 700 mm 이하의 범위에서 결정될 수 있다. 다시 말해, 도 4의 P1 경로, P2 경로, P3 경로를 모두 더한 거리는 200mm 이상 700 mm 이하일 수 있다.

도 4를 참조하면, 용접 정보 제공 장치(100)는 경로 변경 유닛(130)과 사용자의 눈 사이, 다시 말해, 용접 영상이 지나가는 경로 상에 뒤에 설명할 내측 커버 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)으로 인하여 경로 변경 유닛(130), 카메라 유닛(110)과 디스플레이 유닛(120)에 의해 형성되는 공간으로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)에 관하여는 뒤에서 자세히 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(140)는 용접 영상 프레임을 기초로 생성되는 용접 영상을 표시하도록 디스플레이 유닛(120)을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(140)는 카메라 유닛(110)을 통해 수신한 용접 영상 프레임을 합성하여 고화질의 합성 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(140)는 카메라 유닛(110)이 프레임 별 촬영 조건을 상이하게 설정하고, 시간 순서로 획득한 프레임을 병렬적으로 합성하여 합성 영상을 획득할 수 있다.

구체적으로 프로세서(140)는 카메라 유닛(110)의 카메라의 셔터 스피드, ISO 감도 및 게인 등을 변경하여 촬영하도록 카메라 유닛(110)을 제어할 수 있다.

이때, 프로세서(140)는 센싱된 용접 현장의 용접광, 주변광, 용접 토치(200)의 움직임 정도 등 조건에 따라 촬영 조건을 상이하게 설정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 용접 현장의 용접광 및/또는 주변광이 높을수록 ISO 감도 및 게인을 감소하도록 촬영 조건을 설정할 수 있다.

또한, 용접 토치(200)의 움직임 및/또는 작업 속도가 빠른 것으로 감지되면 셔터 스피드를 증가하도록 촬영 조건을 설정할 수 있다.

프로세서(140)는 기설정된 프레임 수의 영상을 병렬적으로 합성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기설정된 프레임 내의 각각의 영상은 서로 상이한 촬영 조건으로 촬영된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(140)는 카메라 유닛(110)의 카메라가 두 개 이상인 경우, 각각의 카메라의 촬영 설정 조건을 상이하게 설정하여 촬영하도록 제어할 수 있다. 이 경우에도, 프로세서(140)는 기 설정된 프레임 수의 영상을 병렬적으로 합성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(140)는 메모리(미도시)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 용접 정보 제공 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(140)는 CPU, 램(RAM), 롬(ROM), 시스템 버스를 포함할 수 있다. 여기서, 롬은 시스템 부팅을 위한 명령어 세트가 저장되는 구성이고, CPU는 롬에 저장된 명령어에 따라 용접 정보 제공 장치(100)의 메모리에 저장된 운영체제를 램에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다.

부팅이 완료되면, CPU는 메모리에 저장된 각종 애플리케이션을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다. 이상에서는 프로세서(140)가 하나의 CPU만을 포함하는 것으로 설명하였지만, 구현 시에는 복수의 CPU(또는 DSP, SoC 등)으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 프로세서(140)는 디지털 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(140)(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), 및/또는 TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다.

또한, 프로세서(140)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(140)는 통신부(190), 디스플레이 유닛(120), 센서부(150), 카메라 유닛(110)과 전기적으로 연결되며, 상호 간 전기적 신호를 송수신하며 용접 정보 제공 장치(100)의 구동을 제어할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(150)는 용접 현장에 대한 다양한 정보를 감지하고, 용접 정보를 획득하기 위해 구성된 복수의 센서 모듈을 포함할 수 있다.

이때, 용접 정보는 실시간 용접 작업에 대한 용접 온도, 용접 방향, 용접 기울기, 용접 속도 및 모제와 용접 토치(200) 간의 간격 등을 포함할 수 있다. 더욱이 상기 센서부(150)는 적어도 용접 작업 영역 내에서 광 정도를 검출하도록 구성된 광 센서 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(150)는 조도 센서(illuminance sensor)를 포함할 수 있고, 이때, 센서부(150)는 용접 현장의 용접광 세기에 대한 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(150)는 조도 센서(illuminance sensor) 외에도 근접 센서 (proximity sensor), 노이즈 센서(Noise Sensor, 비디오 센서(Video Sensor), 초음파 센서, RF 센서와 같은 다양한 종류의 센서를 더 포함할 수 있고, 용접 작업 환경과 관련된 다양한 변화를 감지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 카메라의 광축(AX1)으로부터 연장되는 가상의 연장선이 경로 변경 유닛(130)을 지나가는 위치에 배치될 수 있다.

구체적으로, 카메라 유닛(110)의 광축(AX1)으로부터 연장되는 가상의 연장선은 경로 변경 유닛(130)의 제2미러(132)를 지나갈 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(110)은 제2미러(132)로부터 용접 영상의 경로와 평행하며 제2미러(132)의 중심을 지나는 가상의 면을 기준으로 상하방향으로 ±30mm 범위 내에 위치할 수 있다.

다시 말하여 카메라 유닛(110)은 사용자의 시야와 유사한 높이에 위치되도록 본체(101)의 전면부에 배치될 수 있다.

이로 인하여 사용자의 눈높이와 동일한 영상을 획득할 수 있다.

선택적 실시예로서, 카메라 유닛(110)은 사용자의 좌안 및 우안 각각에 대응되는 2개의 카메라를 포함할 수 있다. 2개의 카메라는 본체(101)의 중심선을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있으며, 각 카메라의 광축 사이의 거리는 60mm 내지 70mm 범위의 값을 가질 수 있다.

상술한 바와 마찬가지로, 제2미러(132)의 중심을 지나는 가상의 면을 기준으로 상하방향으로 ±30mm 범위 내에 위치할 수 있다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)은 용접 영상의 경로 상에 배치되는 것으로, 디스플레이 유닛(120)과 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성되는 공간을 개폐할 수 있다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)은 커버프레임부(171), 커버홀더부(175), 실링부(179S), 렌즈부(179L)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 본체(101)에 설치되는 것으로, 중앙부가 개구될 수 있다. 도 4, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 사용자와 마주보는 본체(101)의 일면에 설치될 수 있다.

도 6, 도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 소정의 강성을 가지는 재질로 형성될 수 있다.

구체적으로 커버프레임부(171)는 금속, 플라스틱 재질로 형성될 수 있으나 커버프레임부(171)가 본체(101)에 밀착되게 연결되며 형상을 유지할 수 있는 기술적 사상 안에서 다양한 재질로 형성될 수 있음은 물론이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 중앙부가 개구될 수 있고, 뒤에 설명할 내측 커버플레이트(174)가 커버프레임부(171)에 접촉되며 커버프레임부(171)의 중앙부를 커버할 수 있다.

도 4, 도 6, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버플레이트(174)가 커버프레임부(171)의 중앙부를 커버함으로 인하여 내측 커버 유닛(170)을 기준으로 사용자가 위치하는 일측(도 4 기준 우측)에서 타측(도 4 기준 좌측)으로 먼지 등의 이물질이 본체(101)의 내부 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 사용자를 바라보는 내측 커버 유닛(170)의 일측(도 4 기준 우측)에 대향되는 타측(도 4 기준 좌측)에 위치하는 본체(101)의 내부 공간은 디스플레이 유닛(120), 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체(101)의 내부에 설치되는 디스플레이 유닛(120)은 카메라 유닛(110)이 획득한 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 전기적 신호로 전달받고, 이러한 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공할 수 있다.

디스플레이 유닛(120)에서 제공되는 영상은 디스플레이 유닛(120)과 함께 본체(101)의 내부에 설치되는 경로 변경 유닛(130)을 통해 사용자의 눈에 전달 및 제공될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)은 경로 변경 유닛(130)과 사용자 사이에 배치되는 것으로, 내측 커버 유닛(170)은 디스플레이 유닛(120)으로부터 생성되는 용접 영상이 경로 변경 유닛(130)을 통해 전달되는 경로 상에 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130), 디스플레이 유닛(120)이 배치되는 본체(101)의 내부 공간에 먼지 등의 이물질이 유입되는 경우에는 상기 이물질이 제1미러(131), 제2미러(132)를 포함하는 경로 변경 유닛(130)에 접촉 또는 부착될 수 있다.

이로 인하여 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되며 경로 변경 유닛(130)을 통해 사용자에게 전달되는 용접 영상을 보는 사용자의 시야에 방해가 될 수 있으며, 이러한 이질감으로 인하여 용접 작업이 효율적으로 이루어지지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버 유닛(170)이 상기 공간을 커버하며 본체(101)에 위치 고정되며 설치됨으로 인하여 외부로부터 상기 공간에 먼지 등 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

도 4, 도 5, 도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 중앙부를 기준으로 둘레를 따라 본체(101)에 위치 고정되며 연결될 수 있다.

도 7, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)는 개구되는 중앙부를 기준으로 둘레를 따라 본체(101)에 연결될 수 있고, 커버프레임부(171)에는 일측 방향(도 9 기준 하측 방향)으로 걸림부(172)가 돌출 형성될 수 있다.

도 9, 도 10을 참조하면, 걸림부(172)는 커버프레임부(171)와 동일한 재질로 형성될 수 있고, 뒤에 설명할 커버홀더부(175), 구체적으로 파지부(176)에 형성되는 안착부(176a)에 걸림부(172)가 삽입될 수 있다.

도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림부(172)는 복수 개가 구비되며 커버프레임부(171)의 일측(도 9 기준 하측)에 돌출 형성될 수 있다. 걸림부(172)가 커버홀더부(175)에 형성되는 안착부(176a)에 삽입됨으로 인하여 커버홀더부(175)가 커버프레임부(171)를 커버하며 안정적으로 위치 고정될 수 있는 효과가 있다.

도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림부(172)는 커버홀더부(175), 구체적으로 파지부(176)가 근접하는 방향을 마주보는 일면이 경사면으로 형성될 수 있다.

구체적으로 상기 일면은 카메라 유닛(110)을 향하는 방향으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 여기서 '상향 경사지게 형성'된다는 것은 커버프레임부(171)에 돌출 형성되는 걸림부(172)의 높이가 카메라 유닛(110)을 향하는 방향(도 9 기준 우측에서 좌측 방향)으로 갈수록 상대적으로 높아지게 형성되는 것을 의미한다.

이로 인하여 커버홀더부(175)가 중심(C)을 회전 중심축으로 하여 시계 방향(도 9 기준)으로 회전하며 커버프레임부(171)를 커버함에 있어, 커버홀더부(175)에 형성되는 파지부(176)가 경사지게 형성되는 걸림부(172)의 일면(도 9 기준 하면)과 접촉하면서 안정적으로 이동할 수 있다.

이에 더하여 파지부(176)에 형성되는 안착부(176a)의 내측에 걸림부(172)의 타면(도 9 기준 좌면)이 걸쳐짐으로 인하여 커버홀더부(175)가 안정적으로 커버프레임부(171)를 커버하며 위치 고정될 수 있는 효과가 있다.

도 6, 도 7, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)에는 개구 형상으로 형성되는 중앙부를 기준으로 둘레를 따라 홈부(173)가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 홈부(173)는 소정 깊이를 가지는 홈 형상으로 형성될 수 있고, 홈부(173)에는 실링부(179S)가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실링부(179S)는 탄성 변형이 가능한 재질, 구체적으로 고무 재질로 형성될 수 있고, 실링부(179S)가 커버프레임부(171)에 형성되는 홈부(173)에 밀착되며 설치될 수 있다.

도 6, 도 7, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링부(179S)는 커버프레임부(171)에 형성되는 홈부(173)에 밀착되며 위치 고정될 수 있고, 일측(도 6 기준 우면)은 내측 커버플레이트(174)에 밀착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실링부(179S)가 탄성 변형이 가능한 재질로 형성됨으로 인하여 커버홀더부(175)가 커버프레임부(171) 상에서 회전되며, 커버프레임부(171)를 커버함에 따라 실링부(179S)의 형상이 변형, 구체적으로 압축될 수 있다.

이로 인하여 커버프레임부(171)과 내측 커버플레이트(174) 사이에 형성되는 공간으로 먼지 등의 이물질이 이동하는 것을 차단할 수 있다.

이에 더하여 실링부(179S)와 내측 커버플레이트(174)가 밀착되며 접촉됨으로 인하여 외부로부터 본체(101)의 내부 공간, 구체적으로 디스플레이 유닛(120)과 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성되며 디스플레이 유닛(120)에서 제공되는 용접 영상이 경로 변경 유닛(130)을 통해 전달되는 경로가 형성되는 공간으로 먼지 등 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)에 형성되는 홈부(173)는 둘레를 따라 연장 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 커버프레임부(171)의 둘레를 따라 미리 설정되는 복수의 구간에 독립적으로 홈부(173)가 형성되고 복수의 홈부(173)에 실링부(179S)가 설치되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버플레이트(174)는 커버프레임부(171)에 개구 형상으로 형성되는 중앙부를 커버할 수 있다.

이로 인하여 외부로부터 용접 영상이 경로 변경 유닛(130)을 통해 사용자에게 전달되는 전달 경로가 형성되는 본체(101)의 내부 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버플레이트(174)는 판(plate) 형상으로 형성되는 것으로 투명 재질로 형성될 수 있다. 이로 인하여 사용자는 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되고, 경로 변경 유닛(130)을 통해 전달되는 용접 영상에 대한 시야를 확보할 수 있다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니고 투명도를 달리하여 형성될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 6, 도 7, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버플레이트(174)는 일측(도 6 기준 좌측)에 미리 설정되는 영역이 실링부(179S)와 접촉되고, 이에 대향되는 타측(도 6 기준 우측)은 커버홀더부(175)와 접촉될 수 있다.

커버홀더부(175)가 내측 커버플레이트(174)와 연결된 상태에서 회전 중심(C)을 기준으로 시계 방향(도 9 기준)으로 힌지되며 커버프레임부(171)를 커버할 수 있는데, 이때 내측 커버플레이트(174)는 둘레를 따라 연장 형성되는 실링부(179S)와 커버홀더부(175) 사이에 배치되고, 양측이 각각 실링부(179S)와 커버홀더부(175)에 밀착되며 위치 고정될 수 있다.

이로 인하여 외부에서 먼지 등의 이물질이 본체(101)의 내부 공간, 구체적으로 디스플레이 유닛(120)과 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성되며 용접 영상의 전달 경로가 형성되는 공간으로 침투하는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내측 커버플레이트(174)는 교체가 가능하며, 커버홀더부(175)를 내측 커버플레이트(174)로부터 이격시키고 커버프레임부(171)에 형성되는 홈부(173)에 배치되는 실링부(179S)로부터 내측 커버플레이트(174)를 제거할 수 있고, 세척 또는 교체 등의 작업을 거친 후 다시 배치시킬 수 있다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)는 일단부가 커버프레임부(171)에 연결되는 것으로, 커버프레임부(171)에 연결되는 내측 커버플레이트(174)를 커버할 수 있다.

도 6, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)는 일단부(도 9 기준 상단부)가 커버프레임부(171)에 연결되며, 커버프레임부(171)와 커버홀더부(175)가 연결되는 영역에 형성되는 소정 지점을 회전 중심(C)으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전이 가능하다.

구체적으로 상기 회전 중심(C)을 기준으로 시계 방향으로 커버홀더부(175)가 회전하면 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171)에 연결되는 내측 커버플레이트(174)를 커버할 수 있다.

이와 반대로 상기 회전 중심(C)을 기준으로 반시계 방향으로 커버홀더부(175)가 회전하면 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171)에 연결되는 내측 커버플레이트(174)로부터 이격되며, 내측 커버플레이트(174)를 커버프레임부(171)로부터 제거할 수 있다.

도 5, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)는, 커버프레임부(171)에 개구 형상으로 형성되는 중앙부, 커버프레임부(171)에 연결되는 내측 커버플레이트(174)와 중첩되는 영역이 개구 형상으로 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)에 형성되는 상기 영역에는 렌즈부(179L)가 설치될 수 있다. 렌즈부(179L)는 투명 재질로 형성될 수 있고, 굴절도를 달리하여 형성될 수 있다.

이로 인하여 용접 정보 제공 장치(100)를 사용하는 사용자의 시력에 맞춰 다양한 굴절도를 가지는 렌즈부(179L)를 커버홀더부(175)에 설치할 수 있고, 사용자가 정확한 용접 영상을 제공받을 수 있는 효과가 있다.

도 5, 도 7, 도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)에는 둘레를 따라 일단부가, 커버홀더부(175)에 설치되는 렌즈부(179L)에 접촉가능하도록 렌즈고정부(177)가 외측 방향으로 돌출되며 연장 형성될 수 있다.

도 5, 도 7, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈고정부(177)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 커버홀더부(175)에 배치되는 렌즈부(179L) 상에 형성되는 복수의 지점에 접촉하며 렌즈부(179L)를 위치 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈고정부(177)는 커버홀더부(175)에 배치되는 렌즈부(179L)와 접촉가능한 일단부가 곡면(178)으로 형성될 수 있다.

이로 인하여 도 8과 같이 렌즈부(179L)를 커버홀더부(175) 상에 배치할 때 미리 설정되는 방향으로 슬라이드 이동시켜 설치할 수 있고, 렌즈고정부(177)에 형성되는 곡면(178)에 접촉된 상태에서 미리 설정되는 위치에 렌즈부(179L)가 용이하게 설치될 수 있도록 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버홀더부(175)에 형성되는 복수 개의 렌즈고정부(177)는 커버홀더부(175)의 중앙을 기준으로 양측에 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

이로 인하여 복수 개의 렌즈고정부(177)가 커버홀더부(175)에 배치되는 렌즈부(179L) 상에서 중앙을 기준으로 서로 대칭되는 복수 개의 지점을 접촉 가압하며 렌즈부(179L)를 커버홀더부(175) 상에 안정적으로 위치 고정시킬 수 있다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부(171)에 회전가능하게 연결되는 커버홀더부(175)의 일단부에 대향되는 타단부에는 파지부(176)가 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(176)는 커버홀더부(175)가 커버프레임부(171)와 연결되는 지점을 회전 중심(C)으로 하여 시계 방향으로 회전하며 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171) 상에 배치되는 내측 커버플레이트(174)를 접촉 가압하며 커버할 때 커버프레임부(171)의 일측(도 6 기준 하측)과 접촉가능하다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(176)는 커버홀더부(175) 상에 복수 개가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(176)에는 안착부(176a)가 형성될 수 있다. 본 발명에서는 안착부(176a)가 홀(hole) 형상으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 커버프레임부(171)의 일측(도 9 기준 하측)에서 외측 방향으로 돌출 형성되는 걸림부(172)가 삽입되며 걸쳐질 수 있는 기술적 사상 안에서 소정 깊이를 가지는 홈의 형상으로 형성되는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 6, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(176)는, 커버홀더부(175)가 회전 중심(C)을 기준으로 시계 방향으로 회전됨에 따라 커버프레임부(171)에 형성되는 걸림부(172)와 접촉가능하다.

구체적으로 파지부(176)는 걸림부(172)에 경사지게 형성되는 일면(도 9 기준 하면)을 따라 이동가능하고, 파지부(176)에 형성되는 안착부(176a)가 커버프레임부(171)에 형성되는 걸림부(172)에 걸쳐짐에 따라 커버홀더부(175)가 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171)에 설치되는 내측 커버플레이트(174)를 접촉 가압하며 위치 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

커버홀더부(175)가 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171)에 설치되는 내측 커버플레이트(174)를 접촉 가압함에 따라 내측 커버플레이트(174)와 커버프레임부(171)에 설치되는 실링부(179S) 간의 밀착력이 증가하게 되고, 외부에서 본체(101)의 내부 공간, 구체적으로 디스플레이 유닛(120)과 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성되는 공간으로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

상기 공간으로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것이 차단됨으로 인하여 경로 변경 유닛(130) 등이 이물질로 인하여 오염되는 것을 방지하고, 경로 변경 유닛(130) 등에 이물질이 부착되는 등으로 인하여 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되며 경로 변경 유닛(130)을 통해 사용자에게 전달되는 용접 영상에 대한 시야가 방해받는 것을 방지할 수 있다.

도 6, 도 9, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(176)로 인하여 커버홀더부(175)가 커버프레임부(171)에 형성되는 복수의 면(도 6 기준 우면, 하면)을 감싸며 커버할 수 있고, 커버프레임부(171) 및 커버프레임부(171)에 설치되는 내측 커버플레이트(174)를 안정적으로 커버할 수 있는 효과가 있다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드고정부(180)는 본체(101)의 배면에 배치되는 것으로, 본체(101)와 연결될 수 있다. 사용자는 헤드고정부(180)로 사용자의 두부(頭部) 상에 접촉 배치시킬 수 있고, 이로 인하여 용접 정보 제공 장치(100)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헤드고정부(180)는 사용자의 두부 크기에 따라 헤드고정부(180)의 내면 둘레 길이를 조절할 수 있는 조절부(도면부호 미설정)를 포함할 수 있다.

사용자는 조절부를 파지하고 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 헤드고정부(180)의 둘레를 조절하며 헤드고정부(180) 및 헤드고정부(180)와 연결되는 본체(101)가 사용자의 두부 외측에서 안정적으로 위치 고정될 수 있도록 한다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드고정부(180)의 양측은 본체(101)에 연결될 수 있다. 헤드고정부(180)의 양측은 본체(101)에 회전가능하게 연결될 수 있으며, 사용자는 헤드고정부(180)를 사용자의 두부 상에 위치 고정시킨 상태에서 본체(101)를 회전시켜 사용자의 외부 환경에 관한 시야를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부는 회전 방식으로 헤드고정부(180)의 둘레 길이를 조절하나 이에 한정하는 것은 아니고, 슬라이드 이동 방식 및 버튼 방식 등으로 헤드고정부(180)의 둘레 길이를 조절하는 등 사용자의 두부에 밀착 접촉될 수 있는 기술적 사상 안에서 다양한 변형실시가 가능하다.

도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드고정부(180)는 헤드 기어와 같이 복수의 리브들을 포함하는 구조를 가질 수 있고, 용접 작업을 수행하는 사용자의 두부와 직접 접촉하는 내측면의 적어도 일부 영역에는 섬유재나 쿠션재와 같은 부드러운 소재를 포함하는 요소가 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(190)는 용접 토치(200)로부터 용접 정보를 수신하고, 용접 토치(200)를 제어하기 위한 명령을 송신하기 위한 구성이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(190)는 합성 영상을 용접 토치(200) 외의 외부 장치로 전송할 수 있다. 이때, 외부 장치는 작업자/제3자의 스마트폰, 컴퓨터 등 통신 모듈을 포함하는 다양한 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(190)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행하는 구성일 수 있다. 통신부(190)는 와이파이칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

특히, 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다.

무선통신 칩은 IEEE, Zigbee, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.

NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다.

한편 도시하지 않았지만, 용접 토치(200)는 통신부, 센서부 및 제2프로세서(도면 미도시)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신부는 용접 정보 제공 장치(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 통신부는 근거리 무선 통신(예를 들어, 블루투스(Bluetooth), Wifi, Wifi-Direct) 또는 원거리 무선 통신(3G, HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access) 또는 LTE(Long Term Evolution))이 가능한 모듈을 포함할 수 있다.

통신부는 용접 정보 제공 장치(100)와 데이터를 송수신한다. 통신부는 근거리 무선 통신(예를 들어, 블루투스(Bluetooth), Wifi, Wifi-Direct) 또는 원거리 무선 통신(3G, HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access) 또는 LTE(Long Term Evolution))이 가능한 모듈을 포함할 수 있다.

센서부 또는 제2센서는 용접 토치(200)에 포함되어 용접 온도, 용접 속도, 용접 기울기, 용접 방향 및 모제와 용접 토치(200) 간의 간격 등 용접 상황을 센싱하기 위한 구성이다.

센서부는 용접 토치(200)를 파지한 사용자의 자세 변화, 용접면의 조도 변화, 용접 토치(200)의 가속도 변화 등과 같은 다양한 변화들 중 적어도 하나를 검출하고, 그에 해당하는 전기적 신호를 제2프로세서로 전달할 수 있다. 즉, 센서부는 용접 토치(200)를 기반으로 이루어지는 상태 변화를 감지하고, 그에 따른 감지 신호를 생성하여 제2프로세서로 전달할 수 있다.

본 개시에서 센서부는 다양한 센서들로 이루어질 수 있으며, 용접 토치(200) 구동 시(또는 사용자 설정 기반) 제어에 따라 기 설정된 적어도 하나의 센서에 전원이 공급되어 용접 토치(200)의 상태 변화를 감지할 수 있다.

이 경우, 센서부는 용접 토치(200)의 상태 변화를 검출할 수 있는 모든 형태의 센싱 디바이스 (sensing device)들 중 적어도 하나의 디바이스를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서부(150)는 가속도 센서(Acceleration Sensor), 자이로 센서(Gyro Sensor), 조도 센서(illuminance sensor), 근접 센서 (proximity sensor), 압력 센서(pressure sensor), 노이즈 센서(Noise Sensor), 비디오 센서(Video Sensor), 중력 센서 등과 같은 다양한 센싱 디바이스들 중 적어도 하나의 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 용접 토치(200)의 조도 센서를 통해 감지된 용접 작업 영역 내의 광 정도는 통신부를 통해 프로세서로 전달될 수 있고, 프로세서는 용접 정보 제공 장치(100)의 센서부를 통하지 않고, 용접 토치(200)의 조도 센서를 통해 전달된 광 정도를 바탕으로 조명부(미도시) 및/또는 카메라 유닛(110), 구체적으로 카메라를 제어할 수 있다.

한편, 가속도 센서는 용접 토치(200)의 움직임을 감지하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 가속도 센서는 용접 토치(200)의 가속도, 진동, 충격 등의 동적인 힘을 측정할 수 있으므로, 용접 토치(200)의 움직임을 측정할 수 있다.

중력 센서는 중력이 향하는 방향을 감지하기 위한 구성요소이다. 즉, 중력 센서의 감지결과는 가속도 센서와 함께 용접 토치(200)의 움직임을 판단하는데 사용될 수 있다. 또한, 중력센서를 통해 용접 토치(200)가 파지된 방향이 판단될 수 있다.

상술한 종류의 센서 외에도, 용접 토치(200)는 자이로스코프 센서, 지자기센서, 초음파 센서, RF 센서와 같은 다양한 종류의 센서를 더 포함할 수 있고, 용접 작업 환경과 관련된 다양한 변화를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)는, 본체(101)에 설치되며 용접 영상의 경로 상에 배치되는 내측 커버 유닛(170)으로 인하여 외부로부터 본체(101)의 내부 공간, 구체적으로 디스플레이 유닛(120)과 경로 변경 유닛(130)에 의해 형성되는 공간으로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 커버홀더부(175)는 커버프레임부(171)와 연결되는 영역을 회전 중심(C)으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 연결될 수 있고, 이로 인하여 커버프레임부(171)에 설치되는 내측 커버플레이트(174)가 커버프레임부(171)에 밀착되는 상태를 유지하며 안정적으로 위치 고정될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 커버프레임부(171)에 형성되는 홈부(173)에 실링부(179S)가 안착되며 실링부(179S)의 일측은 내측 커버플레이트(174)에 밀착됨에 따라 내측 커버플레이트(174)와 커버프레임부(171) 사이에 형성되는 공간을 폐쇄시킬 수 있고, 상기 공간을 통해 먼지 등 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내측 커버플레이트(174)는 판 형상으로 형성되며 커버프레임부(171)와 커버홀더부(175) 사이에 배치되는 것으로 교체가 용이한 효과가 있다.

또한, 렌즈부(179L)가 커버홀더부(175)에 개구 형상으로 형성되는 영역을 커버하며 커버홀더부(175)에 돌출 형성되는 렌즈고정부(177)가 렌즈부(179L)를 접촉 가압함으로 인하여 렌즈부(179L)의 위치를 안정적으로 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 렌즈부(179L)는 커버홀더부(175)에 형성되는 렌즈고정부(177)에 접촉가능하도록 커버홀더부(175) 상에 배치될 수 있으며, 렌즈고정부(177)와의 접촉을 해제시키는 방식으로 커버홀더부(175)에 렌즈부(179L)를 이탈시킬 수 있어 사용자의 시력에 따라 굴절도를 달리하는 렌즈부(179L)로 교체가 용이한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치의 구성, 작동원리 및 효과에 관하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치를 도시한 사시도이다. 도 12은 도 11의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절취한 단면도이다.

도 11, 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100`)는 본체(101), 카메라 유닛(110), 디스플레이 유닛(120), 경로 변경 유닛(130), 프로세서(140, 도 2 참조), 센서부(150, 도 2 참조), 헤드고정부(180), 통신부(190, 도 2 참조)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100`)는 경로 변경 유닛(130)이 단일의 미러를 포함한다는 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)와 구성, 작동원리 및 효과가 동일하므로 이와 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략한다.

본체(101)는 사용자의 얼굴을 보호하기 위한 것으로 사용자가 착용가능하도록 구비될 수 있다. 본체(101)는 본체(101)의 내측에 구비된 헤드고정부(180)를 통해 사용자의 두부에 고정될 수 있다.

카메라 유닛(110)은 본체(101) 외측에 장착되고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 카메라 유닛(110)은 프로세서(140)로부터 제어 명령을 수신하고, 제어 명령에 응답하여 셔터 스피드, ISO 감도, 게인(gain)의 설정을 변경하여 용접 작업 현상을 촬영할 수 있다.

카메라 유닛(110)은 카메라의 광축(AX1)으로부터 연장되는 가상의 연장선이 경로 변경 유닛(130)을 지나가는 위치에 배치될 수 있다. 카메라 유닛(110)의 광축(AX1)으로부터 연장되는 가상의 연장선은 경로 변경 유닛(130) 를 지나갈 수 있다.

구체적으로, 카메라 유닛(110)은 경로 변경 유닛(130)으로부터 용접 영상의 경로와 평행하며 미러의 중심(O2)을 지나는 가상의 제1 면을 기준으로 상하방향으로 ±30mm 범위 내에 위치할 수 있다.

다시 말하여 카메라 유닛(110)은 사용자의 시야와 유사한 높이에 위치되도록 본체(101)의 전면부에 배치될 수 있으며, 이로 인하여 사용자의 눈높이와 동일한 영상을 획득할 수 있다.

카메라 유닛(110)은 외측 커버 유닛(160)에 의해 보호될 수 있다. 외측 커버 유닛(160)은 차광 카트리지를 포함할 수 있다. 차광 카트리지는 용접 발생시 발생되는 용접 광을 차단할 수 있다. 즉, 차광 카트리지는 센서부, 예를 들어 포토 센서를 통해 감지한 용접광 정보를 기초로 카트리지의 차광도를 증가시킬 수 있다.

이때, 차광 카트리지는 예컨대, 액정의 정렬 방향에 따라 흑화도가 조절될 수 있는 액정패널(LCD panel)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광 카트리지(163)는 VA(Vertical Align) 방식 LCD, TN(Twist Nematic)방식 LCD, IPS(In Plane Switching) 방식 LCD 등 다양한 패널로 구현될 수 있다.

디스플레이 유닛(120)은 본체(101) 내부에 배치되며, 용접 영상을 제공할 수 있다. 디스플레이 유닛(120)은 카메라 유닛(110)으로부터 획득한 용접 영상을 그대로 제공하거나, 용접 정보를 포함하는 고화질 합성 영상을 제공할 수 있다.

디스플레이 유닛(120)은 본체(101) 내부에 배치되되, 사용자의 시야에 직접 용접 영상을 제공하는 위치가 아닌, 후술하는 경로 변경 유닛(130)에 의해 간접적으로 용접 영상을 제공할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.

디스플레이 유닛(120)은 용접 영상을 제공하는 방향이 카메라 유닛(110)의 광축(AX1)과 수직하도록 위치할 수 있다. 다시 말해, 도 8에 도시된 바와 같이, 디스플레이 유닛(130)은 사용자의 이마 부근에 위치하여 하방에 위치하는 경로 변경 유닛(130)을 향해 용접 영상을 제공할 수 있다.

디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상은 하나의 미러를 통해 반사되어 반전되므로, 프로세서(140)는 이에 대응되도록 카메라 유닛(110)으로부터 획득한 영상의 방향을 전환시켜 디스플레이 유닛(120)으로 제공할 수 있다.

경로 변경 유닛(130)은 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공된 용접 영상의 경로를 변경하여 사용자의 눈으로 안내하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 경로 변경 유닛(130)은 용접 영상을 반사시키는 미러(mirror)로 이루어질 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 경로 변경 유닛(130)은 하나의 미러를 포함할 수 있으며, 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상의 경로를 변경하여(A→B) 바로 사용자의 눈으로 안내할 수 있다.

여기서, 경로 변경 유닛(130)은 용접 영상을 반사시키는 물질로 이루어지거나 코팅될 수 있으며, 예를 들면, PMMA(poly methyl methacrylate), PC(poly carbonate), Polyester, Ag(silver), Al(aluminum) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 경로 변경 유닛(130)은 용접 영상의 경로에 대하여 45° 내지 50°의 각도로 기울어져 있어, 용접 영상의 경로를 수직하게 변경할 수 있다.

상기한 구조의 경로 변경 유닛(130)을 통해 디스플레이 유닛(120)으로부터 사용자의 눈까지 용접 영상이 지나가는 경로의 거리는 200 mm 이상일 수 있다.

또한, 사용자는 작업 시 시야와 현장까지의 거리가 약 500 mm 내지 700 mm 정도에서 작업할 수 있는데, 디스플레이 유닛(120)으로부터 제공되는 용접 영상 경로의 거리가 700 mm를 초과하는 경우, 사용자가 작업하는 환경과 영상과의 위화감이 발생될 수 있다. 따라서, 경로 변경 유닛(130)을 통해 변경된 용접 영상의 경로는 700 mm 이하의 범위에서 결정될 수 있다.

다시 말해, 도 4의 P1 경로, P2 경로, P3 경로를 모두 더한 거리는 200mm 이상 700 mm 이하일 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100`)는 경로 변경 유닛(130)과 사용자의 눈 사이, 다시 말해, 용접 영상이 지나가는 경로 상에 내측 커버 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100`)에 구비되는 내측 커버 유닛(170)은 커버프레임부(171), 내측 커버플레이트(174), 커버홀더부(175), 실링부(179S), 렌즈부(179L)을 포함할 수 있고, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 정보 제공 장치(100)에 구비되는 내측 커버 유닛(170)과 구성, 작동원리 및 효과가 동일하므로 이와 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 용접 정보 제공 장치는 경로 변경 유닛을 통해 용접 영상의 경로를 변경시켜 사용자에게 제공함으로써, 선명한 용접 영상을 제공하면서 본체의 크기를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 용접 정보 제공 장치는 사용자의 시야와 유사한 높이에 배치되는 카메라 유닛을 통해 영상을 획득함으로써, 실제 작업 현장과의 이질감이나 위화감을 최소화시켜 사용자에게 용접 영상을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 용접 정보 제공 장치는 사용자와 경로 변경 유닛 사이에 내측 커버 유닛이 배치됨으로 인하여 외부로부터 디스플레이 유닛, 경로 변경 유닛에 의해 형성되는 본체의 내부 공간으로 이물질이 침투하는 것을 차단하여 사용자가 디스플레이 유닛으로부터 제공받는 용접 영상을 선명하게 전달받을 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 용접 시스템 100, 100`: 용접 정보 제공 장치
101: 본체 110: 카메라 유닛
120: 디스플레이 유닛 130, 130`: 경로 변경 유닛
131: 제1미러 132: 제2미러
140: 프로세서 150: 센서부
160: 외측 커버 유닛 161: 외측 커버 프레임
162: 외측 커버플레이트 163: 차광 카트리지
170: 내측 커버 유닛 171: 커버프레임부
172: 걸림부 173: 홈부
174: 내측 커버플레이트 175: 커버홀더부
176: 파지부 176a: 안착부
177: 렌즈고정부 178: 곡면
179S: 실링부 179L: 렌즈부
180: 헤드고정부 190: 통신부
200: 용접 토치

Claims (10)

1. 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체;
   상기 본체에 장착되고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 유닛;
   상기 본체의 내부에 배치되며, 상기 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공하는 디스플레이 유닛;
   상기 디스플레이 유닛으로부터 제공된 상기 용접 영상의 경로를 변경하여 상기 사용자의 눈으로 안내하는 경로 변경 유닛; 및
   상기 용접 영상의 경로 상에 배치되고, 상기 디스플레이 유닛과 상기 경로 변경 유닛에 의해 형성되는 공간을 개폐하는 내측 커버 유닛;을 포함하고,
   상기 내측 커버 유닛은,
   상기 본체에 설치되고, 중앙부가 개구되는 커버프레임부; 및
   상기 중앙부를 커버하며 상기 커버프레임부에 연결되는 내측 커버플레이트;를 포함하며,
   상기 내측 커버 유닛은, 일단부가 상기 커버프레임부에 연결되며, 상기 내측 커버플레이트를 커버하는 커버홀더부;를 더 포함하는, 용접 정보 제공 장치.
2. 사용자가 착용 가능하도록 구비된 본체;
   상기 본체에 장착되고, 용접 작업에 대한 용접 영상 프레임을 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 카메라 유닛;
   상기 본체의 내부에 배치되며, 상기 용접 영상 프레임을 통해 생성되는 용접 영상을 제공하는 디스플레이 유닛;
   상기 디스플레이 유닛으로부터 제공된 상기 용접 영상의 경로를 변경하여 상기 사용자의 눈으로 안내하는 경로 변경 유닛; 및
   상기 용접 영상의 경로 상에 배치되고, 상기 디스플레이 유닛과 상기 경로 변경 유닛에 의해 형성되는 공간을 개폐하는 내측 커버 유닛;을 포함하고,
   상기 내측 커버 유닛은,
   상기 본체에 설치되고, 중앙부가 개구되는 커버프레임부; 및
   상기 중앙부를 커버하며 상기 커버프레임부에 연결되는 내측 커버플레이트;를 포함하며,
   상기 내측 커버 유닛은, 상기 커버프레임부와 상기 내측 커버플레이트 사이에 배치되고, 양측이 상기 커버프레임부와 상기 내측 커버플레이트에 각각 접촉되는 실링부;를 더 포함하는, 용접 정보 제공 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 내측 커버 유닛은, 상기 커버홀더부에 설치가능하고, 상기 내측 커버플레이트와 마주보게 배치되는 렌즈부;를 더 포함하는, 용접 정보 제공 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내측 커버 유닛은 상기 경로 변경 유닛과 상기 사용자의 눈 사이에 배치되는, 용접 정보 제공 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 실링부는 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되는, 용접 정보 제공 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 경로 변경 유닛은 상기 디스플레이 유닛으로부터 제공되는 상기 용접 영상의 경로를 상기 사용자의 눈으로 안내하는 미러;를 포함하는, 용접 정보 제공 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용접 영상 프레임을 기초로 생성된 상기 용접 영상을 표시하도록 상기 디스플레이 유닛을 제어하는 프로세서;를 더 포함하는, 용접 정보 제공 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 카메라의 광축으로부터 연장되는 가상의 연장선은 상기 경로 변경 유닛을 지나가는, 용접 정보 제공 장치.

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