KR102480700B1 - 전기변색 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차창을 통해 입사되는 광량을 조절하는 전기변색 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전기변색 소자로 이루어지고, 적어도 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 이루어지는 전기변색부, 상기 전기변색부로 입사되는 광량을 센싱하도록 이루어지는 센싱부, 상기 전기변색부의 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 변하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 상기 전기변색부를 제어하는 제어부를 포함하는 전기변색 소자 구동 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 시스템은 차창을 통해 입사되는 외부 광량을 차단하여 운전자의 눈부심을 방지함과 동시에, 운전자가 어두운 곳에 대한 시야를 용이하게 확보할 수 있도록 한다.

Description

전기변색 시스템{ELECTROCHROMIC SYSTEM}
본 발명은 차창을 통해 입사되는 광량을 조절하는 전기변색 시스템에 관한 것이다.
전기변색(Electrochromism)은 전류의 인가 방향에 따라 전기화학적 산화 또는 환원반응에 의해 착색 또는 탈색이 이루어지는 현상이다. 전기변색 물질은 소정 색을 유지하다가 전류가 인가되면 다른 색으로 변색된다. 그리고 전류 인가를 중지 또는 전류 방향을 역전시키면 전기 변색물질의 본래 색으로 복원된다.
여기서, 전기변색 물질은 산화 또는 환원반응에 따라 흡수 스펙트럼이 변화한다. 즉, 상기 전기변색 물질은 그 자체로 발광을 하는 것이 아니라, 흡광을 통해 색을 띤다. 이러한 성질을 갖는 전기변색 소자는 차량용 미러와 썬루프, 스마트 윈도우, 옥외 디스플레이 등의 용도로 널리 사용되고 있다.
한편, 운전자의 눈부심을 방지하기 위해, 차창에는 차광필름이 부착된다. 차광필름은 고정적인 광 투과율을 가지기 때문에, 차량 외부가 밝을 때는 외부 광을 효과적으로 차단하지만, 차량 외부가 어두울 때는 운전자의 시야 확보를 어렵게 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 외부 광에 따라 차창의 차광능력을 조절할 수 있는 스마트 윈도우에 대한 수요가 증가하고 있다. 한편, 종래 스마트 윈도우는 외부 광에 따라 차창 전체의 광 투과율을 일괄적으로 동일하게 조절하므로, 어두운 부분에 대한 시야를 방해한다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 차창을 통과하는 광량에 따라 차창 일부의 광 투과율을 선택적으로 변화시키는 전기변색 시스템을 제공하는 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전기변색 소자로 이루어지고, 적어도 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 이루어지는 전기변색부, 상기 전기변색부로 입사되는 광량을 센싱하도록 이루어지는 센싱부, 상기 전기변색부의 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 변하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 상기 전기변색부를 제어하는 제어부를 포함하는 전기변색 소자 구동 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전기변색부는 복수의 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부는, 상기 일부 영역의 광 투과율이 변하도록, 상기 복수의 전극들 각각에 인가되는 전압 값을 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 차창 일부의 광 투과율이 변하도록 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 기준 값보다 커지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 감소하도록, 상기 전기변색부를 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 운전자가 외부 광으로 인해 시야 확보에 어려움을 느끼는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 일부 영역을 통과하는 광량이 기준 값보다 작아지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 증가하도록 상기 전기변색부를 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 차량이 어두운 곳으로 진입하더라도 운전자가 용이하게 시야를 확보할 수 있도록 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전기변색 소자는, 제1투명전극, 상기 제1투명전극 위에 형성되고, 전기변색물질로 이루어지는 전기변색 층, 상기 전기변색 층 위에 형성되는 전해질 층, 상기 전해질 층 위에 형성되는 제2투명전극, 상기 제1투명전극 및 상기 전기변색 층 사이에 형성되는 복수의 제1버스전극들, 상기 제1버스전극들 각각을 에워싸는 제1패시베이션층, 상기 전해질 층 및 상기 제2투명전극 사이에 형성되는 복수의 제2버스전극들 및 상기 제2버스전극들 각각을 에워싸는 제2패시베이션층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 전원공급부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원이 차단되는 경우, 상기 전기변색 층의 모든 영역이 제1상태가 되도록 상기 전기변색부를 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 사고 등으로 시스템에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도, 운전자가 시야를 확보할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 시스템은 차창을 통해 입사되는 외부 광량을 차단하여 운전자의 눈부심을 방지함과 동시에, 운전자가 어두운 곳에 대한 시야를 용이하게 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색소자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 라인 B-B를 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 4는 패시베이션 층을 포함하지 않는 전기변색 소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기변색 소자의 광 투과율 변화를 나타내는 개념도이다.
도 6은 버스전극이 불규칙하게 배치된 전기변색 소자를 나타내는 개념도이다.
도 7은 차량 내부의 센서부의 위치를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 시스템의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 시스템을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 시스템에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 전기변색부(310), 센싱부(320), 제어부(330)를 포함한다. 이하, 상기 구성요소들에 대하여 설명한다.
1. 전기변색부(310)
전기변색부(310)는 전기변색 소자로 이루어진다. 전기변색 소자는 차창의 적어도 일부를 구성할 수 있으며, 차창에서 전기변색 소자로 이루어진 부분을 전기변색부(310)라 할 수 있다. 구체적으로, 차창 전체가 전기변색 소자로 이루어지는 경우, 차창 전체를 전기변색부(310)라 할 수 있다.
본 발명에 따른 전기변색 시스템은 차창을 통해 입사하는 광량에 따라 차창의 영역별 광 투과율을 조절한다. 이를 위해, 차창의 적어도 일부는 전기변색소자로 이루어질 수 있다. 이하에서는, 차창의 적어도 일부를 구성하는 전기변색 소자에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 소자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 라인 B-B를 따라 취한 단면도이고, 도 3은 도 1의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 1에 따르면, 본 발명에 따른 전기변색 소자는 제1투명전극(110a), 제2투명전극(110b), 제1버스전극(120a), 제2버스전극(120b), 전해질 층(130), 전기변색 층(140), 제1패시베이션 층(150a) 및 제2패시베이션 층(150b)을 포함한다. 이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.
(1) 투명전극(110a 및 110b)
제1 및 제2투명전극은 광 투과성과 전도성이 있는 전극이다. 투명전극은 유리 또는 광투과성 필름으로 이루어진 기판 위에 형성될 수 있으며, 산화 주석, 산화 인듐, 백금 및 금으로 이루어진 박막 또는 전도성 폴리머로 이루어진 박막일 수 있다.
투명전극은 전기변색 물질에 전압을 인가하기 위하여 사용되며, 투명전극의 일단에는 전원 공급 장치가 연결된다. 전원 공급 장치는 서로 마주보는 두 개의 투명전극 사이에 전위차가 발생하도록 한다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 소자에서는 투명전극에 전원 공급 장치가 연결되지 않고, 후술할 버스전극에만 전원 공급 장치가 연결될 수 있다.
제1 및 제2투명전극은 소정 면적을 가지며, 제1투명전극(110a) 상면의 적어도 일부와 제2투명전극(110b) 하면의 적어도 일부가 서로 마주본다.
투명전극은 투명전극 사이에 위치하는 전기변색 물질에 전하를 전달하여, 전기변색 물질이 산화 또는 환원되도록 한다.
(2) 버스전극(120a 및 120b)
버스전극은 상술한 투명전극보다 전도성이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 버스전극은 금속, 전도성 고분자 및 전도성 탄소 나노튜브 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 특히, 전도성이 높은 은, 금, 백금 등으로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 버스전극은 투명전극보다 따르게 전기변색 층에 전하를 전달할 수 있게 된다.
제1버스전극(120a)은 제1투명전극(110a) 상면에 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이 제1버스전극(120a)은 소정 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다. 상기 복수의 제1버스전극들 각각에는 전원 공급 장치가 연결 될 수 있으며, 복수의 제1버스전극들 각각에 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2버스전극(120b)은 제2투명전극(110b) 하면에 형성되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1버스전극들의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
(3) 전해질 층(130)
전해질 층(130)은 제1 및 제2투명전극 사이에 전압을 인가하였을 때, 두 전극 사이의 전하를 전기변색 층(140)에 전달하며, 액상, 준고상, 고상 전해질로 이루어질 수 있다.
전해질 층(130)에 사용된 전해질은 종래 전기변색 소자에 사용되는 물질이므로, 전해질 층을 이루는 물질에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 전해질 층(130)은 제1투명전극(11a) 및 제2투명전극(110b) 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 전해질 층은 제1버스전극(120a)과 접촉하지 않으며, 전해질 층(130)과 제1버스전극(120a) 사이에 형성된 공간에 전기변색 층(140)이 형성될 수 있다.
한편, 전해질 층(130)과 제2투명전극(110b) 사이에는 제2버스전극(120b)이 배치될 수 있다.
(4) 전기변색 층(140)
전기변색 층(140)은 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 전기변색 물질이란, 전기화학적 산화 또는 환원반응에 의해 착색 또는 탈색이 이루어지는 물질이다.
전기변색 층(140)을 이루는 전기변색 물질은 특정 물질에 한정되지 않고, 제1 및 제2투명전극 사이에서 산화 또는 환원되어 변색될 수 있는 모든 물질일 수 있다. 바람직하게는, 전기변색 층(140)은 전기변색 시 광 투과율 변화 량이 큰 물질일 수 있다.
전기변색 층(140)은 제1투명전극(110a) 및 전해질 층(130) 사이에 위치하고, 전해질 층(130)과 접촉한다. 전해질 층(130)은 전기변색 층(140)에 전하를 전달하여, 전기변색 층(140)에 포함된 전기변색 물질이 산화 또는 환원되도록 한다.
전기변색 물질이 산화 또는 환원을 반복하는 경우, 전기변색 층(140)과 인접한 제1버스전극(120a) 또는 전해질 층(130)과 인접한 제2버스전극(120b)이 산화될 수 있으며, 이에 따라, 제1 및 제2버스전극들의 전하 전달 능력이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전기변색 소자에서 제1버스전극(120a)과 전기변색 층(140)은 서로 접촉하지 않으며, 제2버스전극(120b)과 전해질 층(130)은 접촉하지 않는다. 또한, 금속 재질로 이루어진 제1 및 제2 버스전극들은 외부 광에 의하여 반짝인다. 제1 및 제2 버스전극들의 반짝임은 전기변색 소자를 바라보는 운전자의 시야를 방해한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 소자는 제1 및 제2패시베이션 층(150a 및 150b)을 포함한다.
(5) 패시베이션 층(150a 및 150b)
패시베이션 층은 제1버스전극(120a)과 전기변색 층(140)의 접촉 및 제2버스전극(120b)과 전해질 층(130)의 접촉을 막도록 형성된다. 구체적으로, 제1패시베이션 층(150a)은 제1버스전극(120a) 및 전기변색 층(140) 사이에 형성되며, 제1버스전극(120a)을 에워싼다. 또한, 제2패시베이션 층(150b)은 제2버스전극(120b) 및 전해질 층(130) 사이에 형성되며, 제2버스전극(120b)을 에워싼다.
한편, 패시베이션 층은 절연물질 및 전도성 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 여기서, 절연물질은 SiO2 및 TiO2 중 어느 하나일 수 있고, 전도성물질은 불소가 도핑된 산화주석(Fluorine-doped Tin Oxide), 인듐이 도핑된 주석산화물(Indium-doped Tin Oxide) 및 산화알루미늄아연(Zinc Aluminum Oxide) 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 패시베이션 층은 외부 광을 흡수하거나 난반사 시켜, 버스전극의 반짝임을 방지한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 소자는 패시베이션 층을 포함하지 않을 수 있다.
도 4는 패시베이션 층을 포함하지 않는 전기변색 소자의 단면도이다.
도 4는 도 3과 같이, 전기변색 소자를 C-C방향을 따라 취한 단면도이다.
도 4에 도시된, 전기변색 소자는 제1투명전극(110a), 제2투명전극(110b), 제1버스전극(120a), 제2버스전극(120b), 전해질 층(130) 및 전기변색 층(140)을 포함한다. 또한, 상기 구성요소들은 제1기판(170a) 및 제2기판(170b) 사이에 배치된다.
상술한 구성요소들을 이루는 재질은 도 1 내지 3에서 설명한 구성요소들과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. 이하에서는, 각 구성요소들의 결합관계에 대하여 설명한다.
제1버스전극(120a)은 소정 거리를 두고, 복수 개 배치될 수 있으며, 제2버스전극(120b)은 상기 제1버스전극(120a)의 길이 방향과 교차하도록 배치될 수 있다.
제1버스전극(120a)은 제1기판(170a) 위에 배치된 제1투명전극(120a) 내부에 실장 되거나, 도 4와 같이, 제1기판(170a) 및 제1투명전극(120a) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1버스전극(120a)은 제1투명전극(120a)위에 배치되는 전기변색 층(140)과 접하지 않는다.
제2버스전극(120b)은 제2기판(170b)위에 배치된 제2투명전극(120b) 내부에 실장 되거나, 도 4와 같이, 제2기판(170b) 및 제2투명전극(120b) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2버스전극(120a)은 제2투명전극(120b) 아래에 배치되는 전해질 층(130)과 접하지 않는다.
이하에서는, 상술한 전기변색 소자의 광 투과율 변화에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 전기변색 소자의 광 투과율 변화를 나타내는 개념도이다.
전기변색 층(140)의 일부에 기준 전압 이상의 전압이 인가되는 경우, 상기 일부는 제1상태에서 제2상태로 전환된다. 한편, 상기 제2상태의 상기 일부에 상기 기준 전압 이상의 역 전압이 인가되는 경우, 상기 일부는 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전환된다.
이때, 상기 제1상태의 광 투과율은 상기 제2상태의 광 투과율 보다 높다. 즉, 전기변색 층(140)이 전기 변색되는 경우, 광 투과율이 높아지거나, 낮아진다.
전기변색 층(140)의 일부에 기준 값 이상의 전압을 인가하기 위해, 제1 및 제2버스전극들이 활용될 수 있다. 이하에서는, 전기변색 층(140)의 일부에 대한 광 투과율을 변화시키는 방법을 도 5에 도시된 전기변색 소자를 예로 들어 설명한다.
도 5에 도시된 복수의 가로선 및 세로선들은 도 1 내지 4에서 설명한 제1 및 제2버스전극이다. 설명의 편의를 위하여, 도 5에 도시된 가로선들은 제1버스전극이라 하고, 세로선들은 제2버스전극이라 한다. 즉, 도 5에 도시된 전기변색 소자(200)는 19개의 제1버스전극과 13개의 제2버스전극을 포함한다. 또한, 버스전극은 왼쪽에서 오른쪽 또는 위에서 아래로 순서를 붙여 설명한다.
예를 들어, 네 번째 제1버스전극과 다섯 번째 제2버스전극 사이에 기준 값 이상의 전압이 인가되는 경우, 전기변색 층에서 전기변색이 일어난다. 구체적으로, 전기변색은 전기변색 층의 전체 영역 중 네 번째 제1버스전극과 다섯 번째 제2버스전극이 교차하는 지점과 가까운 영역부터 순차적으로 일어난다.
다른 예를 들어, 도시되지 않았지만, 네 번째 및 열 번째 제1버스전극과 다섯 번째 제2버스전극 사이에 기준 값 이상의 전압이 인가되는 경우, 전기변색 층의 전체 영역 중 네 번째 및 열 번째 제1버스전극과 다섯 번째 제2버스전극이 교차하는 지점과 가까운 영역부터 순차적으로 일어난다. 즉, 전기변색 층의 서로 다른 영역들이 동시에 전기변색 될 수 있다.
본 발명에 따른 전기변색 시스템에서는 상술한 방식으로 전기변색 소자의 일부의 광 투과율을 제어한다. 보다 자세한 설명은 제어부에 대한 설명과 함께 후술한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 소자에는 버스전극들이 불규칙하게 배치될 수 있다.
도 6은 버스전극이 불규칙하게 배치된 전기변색 소자를 나타내는 개념도이다.
설명의 편의를 위하여, 도 6에 도시된 가로선 들은 제1버스전극, 세로선들은 제2버스전극이라 한다. 도 6에 따르면, 제1버스전극들은 일정한 간격으로 배치되고, 제2버스전극들은 불규칙한 간격으로 배치될 수 있다. 모든 버스전극들이 일정한 간격으로 배치될 경우, 무아레(Moire)가 발생할 수 있으며, 이는 운전자의 시야를 방해할 수 있다. 이러한 현상을 막기 위해, 전기변색 소자에 포함된 버스전극들의 일부는 불규칙적으로 배치될 수 있다.
이하, 센싱부(320)에 대하여 설명한다.
2. 센싱부(320)
센싱부(320)는 전기변색부(310)로 입사되는 광량을 센싱하도록 이루어진다. 구체적으로, 외부 광에 의하여 전기변색부(310)의 영역별로 광 투과량이 달라질 수 있다. 예를 들어, 차량 전면 창 전체가 전기변색부(310)로 이루어지는 경우, 차량 전방에서 접근하는 다른 차량의 전방 램프에 의하여 전기변색부(310)의 일부에 대한 광 투과량이 증가할 수 있다. 센싱부는(320)는 전기변색부(310)의 영역별 광 투과량 분포를 센싱한다.
보다 구체적으로, 1차원 또는 2차원적으로 전기변색부(310)에 대한 광 투과량 분포를 센싱하며, 센싱부(320)는 운전자의 눈 근처에 위치할 수 있다. 센싱부(320)의 위치와 관련하여, 센싱부(320)는 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 또는 블랙박스가 부착된 위치에 배치되거나, 차량 전면 창 표면 등에 배치될 수 있다. 또한, 센싱부(320)의 위치는 차량 내부에 한정되지 않는다.
도 7과 같이, 센싱부(320)는 운전자의 눈 근처에 위치(320a)에 위치할 수 있으며, 블랙박스 등이 부착된 위치에 배치(320b)되거나, 창 표면에 배치(320c)될 수 있다. 이때, 센싱부(320)로부터 센싱된 광량은 운전자의 눈 위치에 대응하도록 보정될 수 있으며, 보정된 광량에 의하여 전기변색부(310)의 광투과율이 제어될 수 있다. 구체적으로, 실제로 전기변색부(310)로 입사하는 광량이 크더라도, 운전자의 눈이 위치하지 않는 곳으로 입사하는 경우, 보정된 광량은 실제 입사 광량보다 줄어들 수 있다.
센싱부(320)는 조도센서 또는 CCD 카메라를 포함할 수 있다.
상기 조도센서는 복수의 어레이를 이루도록 배치될 수 있고, 복수의 조도 센서들 각각은 서로 다른 방향을 향해 배치되어 광이 입사하는 방향을 감지하도록 할 수 있다. 이를 통해, 본원발명은 광이 입사하는 방향이 운전자를 향하지 않는 경우, 입사 광량이 증가하더라도 광 투과율이 변하지 않도록 전기 변색부(310)를 제어할 수 있다.
한편, 센싱부(320)는 차량에 기 설치된 영상장비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(320)는 차량에 기 설치된 블랙박스에 포함된 CCD 카메라를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본원발명은 CCD 카메라를 통해 촬영된 영상을 이용하여 전기변색부(310)로 입사하는 광량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 상기 영상에서 광원에 해당하는 물체(태양, 헤드라이트)를 인식하여, 전기변색부(310)의 전체 영역 중 상기 광원에 대응하는 영역의 광투과율을 제어할 수 있다.
다를 예를 들어, 본 발명은 상기 영상을 가상의 영역들로 분할하고, 각 영역에 대한 명도를 산출할 수 있다. 이후, 본 발명은 산출된 명도에 근거하여, 전기변색부(310)의 광투과율을 제어할 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 차량에 별도의 장비를 설치할 필요없이 전기변색부(310)로 입사되는 광량을 센싱할 수 있게 된다.
한편, 센싱부(320)는 열 감지를 통해 전기변색부(310)로 입사되는 광량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(320)는 열화상 카메라를 포함할 수 있다. 본원발명은 열화상 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 전기변색부(310)의 온도에 따라 전기변색부(310)의 광 투과율을 제어할 수 있다.
이하, 제어부(330)에 대하여 설명한다.
3. 제어부(330)
제어부(330)는 전기변색부(310)의 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 변하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 전기변색부(310)를 제어한다.
제어부(330)는 전기변색부(310)를 복수의 영역들로 분할할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 영역들은 물리적으로 구분되는 영역일 수 있고, 가상의 구획으로 구분되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 제1 및 제2버스전극들이 교차하는 복수의 지점들을 기준으로 가상의 영역들을 구분할 수 있다.
제어부(330)는 센싱부(320)로부터 센싱된 센싱 값을 이용하여, 상기 복수의 영역들 각각을 통해 입사되는 광량을 산출할 수 있다. 한편, 상기 센싱부(320)가 영상장비를 포함하는 경우, 제어부(330)는 영상장비로부터 수신된 영상을 이용하여, 상기 복수의 영역들 각각을 통해 입사되는 광량을 산출할 수 있다.
한편, 제어부(330)는 운전자의 시선방향을 고려하여, 전기변색부(310)로 입사되는 광량을 산출할 수 있다. 이를 위해, 본 발명은 운전자의 시선방향을 감지하는 별도의 센서를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 아이트래킹 센서(eye tracking sensor)를 더 포함할 수 있다. 여기서 아이트래킹 센서는 사람의 눈동자를 추적하여 사람의 시선이 어디에 머물고 있는지 감지하는 센서이다.
제어부(330)는 운전자의 시선방향에 근거하여, 운전자의 눈에 도달할 수 있는 광량을 산출할 수 있다. 제어부(330)는 운전자의 눈에 도달하는 광량에 근거하여, 전기변색부(310)의 광투과율을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(330)는 전기변색부(310)의 전체 영역 중 운전자의 시선 방향에 대응하는 영역의 광투과율이 다른 영역보다 우선하여 변하도록 전기변색부(310)를 제어할 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(330)는 전기변색부(310)의 일부 영역으로 입사하는 광량이 기준 값을 초과하더라도 운전자의 시선이 상기 일부 영역에 머물지 않는다고 판단되는 경우, 상기 일부 영역의 광투과율을 변화시키지 않을 수 있다.
제어부(330)는 상기 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 변하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 전기변색부(310)를 제어한다. 여기서, 제어부(330)는 상기 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 기준 값보다 커지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 감소하도록, 전기변색부(310)를 제어하고, 상기 일부 영역을 통과하는 광량이 기준 값보다 작아지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 감소하도록 전기변색부(310)를 제어한다.
한편, 제어부(310)는 상기 일부 영역의 광 투과율이 변하도록, 전기변색부(310)에 포함된 복수의 전극들 각각에 인가되는 전압 값을 제어한다. 구체적으로, 제어부(310)는 제1버스전극들(120a) 중 어느 하나와 제2버스전극들(120b) 중 어느 하나의 전위차가 기준 전압 이상이 되도록 한다. 이때, 상기 어느 하나의 제1버스전극과 상기 어느 하나의 제2버스전극이 교차하는 지점부터 순차적으로 광 투과율이 변한다.
다만, 제1버스전극들(120a) 중 어느 하나와 제2버스전극들(120b) 중 어느 하나의 전위차가 기준 전압 이상인 상태로 일정 시간이 지날 경우, 전하가 전기변색부(310) 전체에 전달되면서, 전기변색부(310) 전체의 광 투과율이 변할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 제어부(330)는 상기 일부 영역을 제외한 전기변색부(310)의 나머지 영역에 대한 광 투과율이 유지되도록 전기변색부(310)를 제어한다.
도 5에 도시된 전기변색 소자(200)를 예로 들면, 제어부(330)는 네 번째 제1버스전극 및 다섯 번째 제2버스전극 간의 전위차가 기준 전압 이상이 되도록 전기변색부(310)를 제어한다. 이와 함께, 제어부(310)는 상기 기준 전압의 역 전압을 열 번째 제1 버스전극 및 열 번째 제2버스전극 사이에 인가한다. 이에 따라, 네 번째 제1버스전극 및 다섯 번째 제2버스전극이 교차하는 지점과 인접한 영역의 광 투과율이 변하며, 열 번째 제1 버스전극 및 열 번째 제2버스전극이 교차하는 지점과 인접한 영역의 광 투과율은 변하지 않는다.
본 발명에 따른 전기변색 시스템은, 도 9와 같이, 전기변색부의 전체 영역 중 일부 영역의 광 투과율을 변화시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 전기변색부(310)를 포함한 시스템 전체에 전력을 공급하도록 이루어지는 전원공급부를 포함할 수 있다. 사고 등으로 인하여, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원이 차단되는 경우, 운전자의 시야확보가 어려워질 수 있다.
예를 들어, 외부 광이 밝은 지역을 통과하는 경우, 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 전기변색부(310)의 광 투과율을 감소시킨다. 이러한 상태에서, 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원이 차단되고, 차량이 어두운 곳으로 진입하는 경우, 운전자는 시야를 확보하는데 어려움을 느낄 수 있다.
이러한 상황에 대비하여, 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 보조전원공급부를 더 포함할 수 있고, 제어부(330)는 상기 전원공급부로부터 공급되는 전원이 차단되는 경우, 전기변색 층의 모든 영역이 상기 제1상태가 되도록 전기변색부(310)를 제어한다. 즉, 제어부(330)는 전원 공급이 차단될 경우, 전기변색부(310)가 최대 광 투과율을 가질 수 있도록 제어한다.
이를 통해, 본 발명에 따른 전기변색 시스템은 사고 등으로 인하여, 시스템에 공급되는 전원이 차단되는 경우에도 운전자가 어려움 없이 시야를 확보하도록 할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 전기변색 소자로 이루어지고, 적어도 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 이루어지는 전기변색부;
    상기 전기변색부로 입사되는 광량을 센싱하도록 이루어지는 센싱부; 및
    상기 전기변색부의 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 변하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 광 투과율이 변하도록 상기 전기변색부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 전기변색 소자는,
    전기변색 물질로 이루어지는 전기변색 층;
    상기 전기변색 층을 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 복수의 투명전극;
    상기 전기변색 층에 접촉되게 형성되는 전해질 층;
    상기 복수의 투명전극 중 하나의 제1투명전극과 상기 전기변색 층 사이에 형성되는 복수의 제1버스전극;
    상기 복수의 투명전극 중 다른 하나의 제2투명전극과 상기 전해질 층 사이에 형성되는 복수의 제2버스전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1버스전극 각각은 제1방향으로 연장되고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이격되게 배치되고,
    상기 복수의 제2버스전극 각각은 상기 제2방향으로 연장되고, 상기 제1방향으로 이격되게 배치되는 전기변색 소자 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기변색부는 복수의 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제어부는,
    상기 일부 영역의 광 투과율이 변하도록, 상기 복수의 전극들 각각에 인가되는 전압 값을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부 영역을 통해 입사되는 광량이 기준 값보다 커지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 감소하도록, 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부 영역을 통과하는 광량이 기준 값보다 작아지는 경우, 상기 일부 영역의 광 투과율이 증가하도록 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부 영역을 제외한 상기 전기변색부의 나머지 영역에 대한 광 투과율이 유지되도록 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색 소자는,
    상기 전기변색 층의 내측에서 상기 제1버스전극을 둘러싸도록 상기 제1투명전극과 상기 전기변색 층 사이에 형성되는 제1패시베이션층; 및
    상기 전해질 층의 내측에서 상기 제2버스전극을 둘러싸도록 상기 제2투명전극과 상기 전해질 층 사이에 형성되는 제2패시베이션층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전기변색 층의 일부에 기준 값 이상의 전압이 인가되는 경우, 상기 일부는 제1상태에서 제2상태로 전환되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제2상태의 상기 일부에 상기 기준 값 이상의 역 전압이 인가되는 경우, 상기 일부는 상기 제2상태에서 상기 제1상태로 전환되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1상태의 광 투과율은 상기 제2상태의 광 투과율 보다 높은 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부의 광 투과율이 변하도록, 상기 제1 및 제2 버스전극 각각에 인가되는 전압 값을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    전원공급부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전원공급부로부터 공급되는 전원이 차단되는 경우, 상기 전기변색 층의 모든 영역이 제1상태가 되도록 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 외부 영상을 촬영하도록 이루어지는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제어부는,
    상기 전기변색부를 복수의 가상의 영역들로 구분하고, 상기 카메라로 촬영된 영상을 이용하여, 상기 복수의 영역들 각각을 통해 입사되는 광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    운전자의 시선 방향을 감지하도록 이루어지는 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전기변색부의 전체 영역 중 상기 시선 방향에 대응하는 영역의 광투과율이 다른 영역의 광투과율보다 우선하여 변하도록, 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센싱부로부터 센싱된 광량을 운전자의 눈 위치에 대응하도록 보정하고, 보정된 광량을 이용하여 상기 전기변색부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자 구동 시스템.
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