KR102626230B1 - 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법 및 분석 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하고, 무아레 현상이 발생하는 창호용 필터를 분석하는 방법이고, 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 섬유층을 각각 제1 및 제2 행렬로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 무아레 패턴을 갖는 제1 합산 행렬을 산출하는 제1 산출 단계; 임의 패턴을 갖는 패턴층을 제3 행렬로 변환하고, 제1 합산 행렬과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬을 산출하는 제2 산출 단계; 및 상기 제1 및 제2 합산 행렬을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법을 제공한다.

Description

창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법 및 분석 장치 {Moire phenomenon analysis method of window filter and analysis device there of}

본 발명은 무아레 현상의 분석 방법 및 분석 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 서로 다른 주기적 패턴이 겹쳐져 발생하는 무아레 현상을 예측하고, 이를 방지하는 패턴을 산출하는 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 창호는 건물의 개구부에 설치되어 외부와의 차단 및 개방기능을 수행하게 된다. 실내 환기를 위하여, 이러한 창호에는 창짝의 개방시 외부로부터 황사나 미세먼지, 초미세먼지 등(이하, 미세먼지라 통칭함)의 유입을 방지할 수 있도록 상기 방충망 대신, 또는 방충망과 함께 이중구조로 미세먼지 차단용 필터를 설치한다.

일반적으로 미세 먼지 차단용 필터는 다수의 공극을 포함하는 메쉬 구조를 갖는 메쉬층과 섬유층으로 구성되고, 이러한 필터는 외부 공기가 메쉬층의 공극을 거쳐 섬유층을 통과하면서, 외부 공기에 존재하는 미세 먼지가 섬유층에 포집됨에 따라, 실내로 유입되는 미세 먼지를 차단하는 효과가 있다.

한편, 상기 메쉬층의 메쉬 구조는 주기적인 패턴을 갖도록 형성되고, 섬유층은 섬유들이 특정 주기를 가져 주기적인 패턴을 보인다. 이러한 메쉬층 및 섬유층의 주기적인 패턴들은 햇빛에 의해 보강 간섭을 일으키고, 이러한 보강 간섭에 의해 고유 무늬가 생성(무아레 현상)되어 시인성 문제를 일으킨다. 상기 무아레 현상은 필터가 적용된 창호의 외관 불량의 주요 원인으로 이를 해결하기 위한 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 섬유층을 포함하는 창호용 필터에서 상기 주기적 패턴이 겹쳐져 발생하는 무아레 현상을 예측하고, 이를 방지하는 패턴을 산출하는 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법 및 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하고, 무아레 현상이 발생하는 창호용 필터를 분석하는 방법이고, 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 섬유층을 각각 제1 및 제2 행렬로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 패턴을 갖는 제1 합산 행렬을 산출하는 제1 산출 단계; 임의 패턴을 갖는 패턴층을 제3 행렬로 변환하고, 제1 합산 행렬과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬을 산출하는 제2 산출 단계; 및 상기 제1 및 제2 합산 행렬을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법이 제공된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법 및 장치는, 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 상기 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하는 창호용 필터에서 발생하는 무아레 현상을 예측하고, 이를 방지하기 위한 패턴을 제공함으로써, 궁극적으로 무아레 현상이 방지되는 창호용 필터를 제조하는데 이용될 수 있다.

도 1은 본 출원에 따른 창호 필터의 무아레 현상 분석 방법의 구성도이다.
도 2는 주기적 패턴의 예시적인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 주기적 패턴을 행렬로 변환한 도면이다.
도 4 및 5는 제1 산출 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6 및 7은 제2 산출 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 출원에 따른 예시적인 창호용 필터를 나타내는 개념도이다.
도 9 및 10은 무아레 현상을 방지하는 예시적인 무정형 패턴을 나타내는 도면이다.

본 출원은 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법에 관한 것이다. 먼저, 무아레 현상이란, 2 가지 이상의 주기적인 패턴이 겹쳐지면서, 서로 간섭을 일으켜 물결 무늬를 생성하는 현상을 의미한다. 상기 분석 방법은, 창호용 필터의 무아레 현상을 예측하고, 무아레 현상을 방지하는 패턴을 제공한다.

구체적으로, 본 출원에 따른 분석 방법은 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하고, 무아레 현상이 발생하는 창호용 필터를 분석하는 방법이고, 여기서 무아레 현상은 메쉬층과 섬유층의 서로 다른 주기적 패턴이 간섭을 일으켜 발생한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 출원에 따른 창호 필터의 무아레 현상 분석 방법의 구성도이다. 도 2는 주기적 패턴의 예시적인 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 주기적 패턴을 행렬로 변환한 도면이다. 도 4 및 5는 제1 산출 단계를 설명하기 위한 개념도이다. 도 6 및 7은 제2 산출 단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 분석 방법은 제1 산출 단계(S100), 제2 산출 단계(S200) 및 판단 단계(S300)를 포함한다.

상기 제1 산출 단계(S100)는, 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 섬유층을 각각 제1 및 제2 행렬(100, 200)로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬(100, 200)을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 제1 합산 행렬(300)을 산출한다. 상기 제1 합산 행렬(300)은 무아레 패턴 또는 무아레 무늬일 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 주기적 패턴은 패턴 영역(A)과 비패턴 영역(B)이 일정하게 반복적으로 배열 또는 정렬된 것을 의미한다.

상기 변환은 창호용 필터의 메쉬층 및 섬유층을 동일한 크기의 행렬로 이미지화하는 것이고 (도 2 및 3 참조), 이러한 변환은 Matlab프로그램을 이용하여 수행할 수 있다. 상기 행렬은 NxM 크기의 매트릭스 형태로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (a) 내지 (d)의 주기적 패턴은 각각 도 3의 (a) 내지 (d)의 행렬로 변환되어 이미지화될 수 있다.

또한, 상기 합산은 창호용 필터의 메쉬층과 섬유층의 주기적 패턴이 겹쳐져 서로 간섭을 일으키는 과정을 모사한 것이다. 상기 제1 합산 행렬(300)은 2 개의 주기적 패턴이 서로 간섭(보강 간섭)하여 발생하는 무아레 패턴을 모사한 것이고, 이러한 간섭은 제1 및 제2 행렬(100, 200)의 합산으로 모사될 수 있다 (도 5 참조).

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제2 산출 단계(S200)는 임의 패턴을 갖는 패턴층(도 6의 400)을 제3 행렬(도 7의 400)로 변환하고, 제1 합산 행렬과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬(도 7의 500)을 산출한다. 상기 제3 행렬(400)은 제1 합산 행렬(300)과 동일한 크기의 행렬로 변환되며, 제2 합산 행렬(500) 또한, 제1 합산 행렬(300)과 동일한 크기로 산출된다. 상기 제2 합산 행렬(500)은 3 개의 주기적 패턴이 서로 간섭하여 발생하는 패턴을 모사한 것이다. 다시 말해, 상기 제2 합산 행렬(500)은 제1 합산 행렬(300)과 패턴층(400)의 임의 패턴이 서로 간섭하여 발생하는 패턴을 모사한 것이다.

상기 판단 단계(S300)는, 상기 제1 및 제2 합산 행렬(300, 500)을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단한다.

구체적으로, 상기 판단 단계(S300)는, 상기 제1 합산 행렬(300)과 제2 합산 행렬(500)이 상이한 경우, 무아레 현상이 방지된 것으로 판단할 수 있다. 다른 의미로, 상기 판단 단계(S300)는, 제1 합산 행렬(300)과 제2 합산 행렬(500)이 상이한 경우, 패턴층(400)이 갖는 임의 패턴은 무아레 패턴과 상쇄 간섭을 일으켜 무아레 현상을 방지하는 패턴으로 판단할 수 있다. 따라서, 메쉬층 및 섬유층을 포함하는 창호용 필터에 상기 임의 패턴을 갖는 패턴층(400)을 추가로 도입할 경우, 무아레 현상이 방지된 창호용 필터를 제공할 수 있다.

상기 판단 단계(S300)는 제1 및 제2 합산 행렬(300, 500)을 비교하여, 제2 산출 단계(S200)의 반복 수행 여부를 추가로 판단할 수 있다. 구체적으로, 상기 판단 단계(S300)는 제1 및 제2 합산 행렬(300, 500)이 동일한 경우, 제2 산출 단계(S200)의 반복 수행하도록 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 판단 단계(S300)는 반복 수행 여부를 추가로 판단함으로써, 궁극적으로 제1 합산 행렬(300)과 상이한 제2 합산 행렬(500)을 제공할 수 있다.

하나의 예시에서, 반복 수행 시, 제2 산출 단계(S200)는 이전에 수행한 제2 산출 단계(S200)와 다른 임의 패턴을 갖는 새로운 패턴층(400)을 제3 행렬(400)로 변환할 수 있다. 반복 수행 과정은, 무아레 패턴과 상쇄 간섭을 일으켜 무아레 현상을 방지할 수 있는 임의 패턴을 찾는 과정에 해당한다. 따라서, 상기 반복 수행은, 제1 합산 행렬(300)과 제2 합산 행렬(500)이 상이할 때까지 반복될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 변환은 주기적 패턴의 패턴 영역과 비패턴 영역에 대해 각각 서로 다른 값으로 부여할 수 있다. 상기 변환은 이진법으로 패턴 영역과 비패턴 영역을 각각 '1' 또는 '0'의 값으로 부여하여 행렬에 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 변환은 패턴 영역을 '1' 로 부여하고, 비패턴 영역은 '0'으로 부여할 수 있다.

상기 주기적 패턴에 대해 상세히 설명하면, 메쉬층은 다수의 공극이 형성된 메쉬 구조를 가지며, 상기 메쉬 구조는 주기적 패턴 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 메쉬층의 주기적 패턴은 다수의 공극이 일정하게 반복적으로 배열 또는 정렬된 것을 의미한다. 여기서 변환은 메쉬 구조의 골격을 '1'로 부여하고, 공극을 '0'으로 부여할 수 있다. 이와 유사하게, 섬유층의 변환도, 섬유가 분포되어 있는 영역을 '1'로 부여하고, 섬유가 배열되지 않은 영역을 '0'으로 부여할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 합산은 패턴 영역이 중첩되는 영역과 비중첩 영역에 대해 서로 각각 다른 값을 부여할 수 있다. 구체적으로, 패턴 영역이 중첩되는 영역은, 메쉬층의 '1'이 부여된 패턴 영역과 섬유층의 '1'이 부여된 패턴 영역이 행렬 합산되어 '2'가 되는 영역을 의미한다. 반면, 비중첩 영역은 메쉬층의 '0'이 부여된 비패턴 영역과 섬유층의 '0'이 부여된 비패턴 영역이 행렬 합산되어 '0'이 되는 영역과, 메쉬층의 '1'이 부여된 패턴 영역과 섬유층의 '0'이 부여된 비패턴 영역이 행렬 합산되어 '1'이 되는 영역을 의미한다. 당연히, 메쉬층의 '0'이 부여된 패턴 영역과 섬유층의 '1'이 부여된 패턴 영역이 행렬 합산되어 '1'이 되는 영역도 비중첩 영역에 해당한다.

예를 들어, 상기 합산은 패턴 영역이 중첩되는 영역, 즉, 행렬 합산 결과 '2'가 되는 영역에 다시 '1'의 값을 부여할 수 있다. 또한, 비중첩 영역, 즉, 행렬 합산 결과 '1' 또는 '0'이 되는 영역에 다시 '0'의 값을 부여할 수 있다.

상기 제1 합산 행렬(300)은 중첩 영역이 패턴 영역이고, 비중첩 영역이 비패턴 영역일 수 있다. 또한, 상기 제2 합산 행렬(500)은 제1 합산 행렬(300)과 제3 행렬(400)의 합산한 결과로 산출되므로, 제2 합산 행렬(500)은 제1 합산 행렬(300)의 패턴 영역과 제3 행렬(400)의 패턴 영역의 중첩 영역이 패턴 영역일 수 있다 (도 5 참조).

일 구체예에서, 상기 임의 패턴은 무정형 패턴일 수 있다. 상기 무정형 패턴은 외형이 일정하지 않은 패턴으로, 다른 의미로 주기적 패턴이 나타나지 않는 패턴을 의미한다. 제1 합산 행렬(300)과 상이한 제2 합산 행렬(500)을 산출하는 무정형 패턴의 경우, 실제 창호용 필터의 패턴층(400)에 적용 시 메쉬층 및 섬유층의 주기적 패턴의 보강 간섭에 의해 나타나는 무아레 패턴과 상쇄 간섭을 일으켜 무아레 현상을 방지하는 효과가 있다.

본 출원은 또한, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 전술한 분석 방법을 이용하므로, 이하에서 중복된 내용에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 장치는 예를 들어 Matlab 프로그램을 이용하는 장치일 수 있다.

구체적으로, 상기 장치는 제1 산출부, 제2 산출부 및 판단부를 포함한다.

상기 제1 산출부는 상기 메쉬층 및 섬유층의 서로 다른 주기적 패턴을 각각 제1 및 제2 행렬(100, 200)로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬(100, 200)을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 제1 합산 행렬(300)을 산출한다.

상기 제2 산출부는 임의 패턴을 갖는 패턴층(400)을 제3 행렬(400)로 변환하고, 제1 내지 제3 행렬(400)과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬(500)을 산출한다.

상기 판단부는 제1 및 제2 합산 행렬(300, 500)을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단한다.

본 출원은 또한, 창호용 필터에 관한 것이다. 상기 필터는 무아레 현상이 방지된 창호용 필터일 수 있다.

도 8은 본 출원에 따른 예시적인 창호용 필터를 나타내는 개념도이다. 도 9 내지 13은 무아레 현상을 방지하는 예시적인 무정형 패턴을 나타내는 도면이다.

상기 창호용 필터는 메쉬층(10), 패턴층(20) 및 섬유층(30)을 포함한다.

구체적으로, 상기 메쉬층(10)은 제1 면(11) 및 상기 제1 면(11)과 반대 방향인 제2 면(12)을 갖는다. 상기 메쉬층(10)의 제1 면(11)은 창호 적용 시 실외에 대향하는 일면을 의미하고, 예를 들어, 창호 적용 시 태양광이 조사되는 일면을 의미한다. 상기 메쉬층(10)은 다수의 공극이 형성된 메쉬 구조를 가지며, 상기 메쉬 구조는 주기적 패턴을 가질 수 있다.

상기 패턴층(20)은 상기 메쉬층(10)의 제1 면(11)에 마련되고, 전술한 분석 방법 또는 분석 장치에 따른 임의 패턴이 형성된다. 또한, 상기 섬유층(30)은 메쉬층(10)의 제2 면(12)에 마련된다. 상기 패턴층(20)에 형성된 임의 패턴은 전술한 분석 방법 또는 장치에서 제1 합산 행렬(300)과 상이한 제2 합산 행렬(500)을 산출하는 임의 패턴일 수 있다. 또는, 제1 합산 행렬(300)의 무아레 패턴과 상쇄 간섭을 일으키는 패턴을 의미할 수 있다.

상기 섬유층(30)은 메쉬층(10)이 접합된 제1 면과 메쉬층이 접합되지 않는 제2 면을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 섬유층(30)은 주기적인 패턴(특정 주기)를 갖는 섬유를 포함하며, 이러한 섬유의 주기적인 패턴은 메쉬층의 메쉬 구조에 의한 주기적 패턴과 보강 간섭을 일으켜 무아레 현상을 유발할 수 있다. 그러나, 본원에 따른 창호용 필터는 전술한 분석 방법 또는 장치에 따른 임의 패턴이 도입됨에 따라, 상기 보강 간섭을 상쇄할 수 있고, 이로써 무아레 현상을 방지할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 임의 패턴은 무정형 패턴일 수 있다. 이러한 무정형 패턴은 무아레 현상을 방지하면서 동시에 고급스러운 디자인으로 제작되어 심미적 가치를 제공할 수 있다 (도 9 및 10 참조).

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 메쉬층
11: 제1 면
12: 제2 면
20: 패턴층
30: 섬유층

Claims (13)

1. 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하고, 무아레 현상이 발생하는 창호용 필터를 분석하는 방법이고,
   서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 섬유층을 각각 제1 및 제2 행렬로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 패턴을 갖는 제1 합산 행렬을 산출하는 제1 산출 단계;
   임의 패턴을 갖는 패턴층을 제3 행렬로 변환하고, 제1 합산 행렬과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬을 산출하는 제2 산출 단계; 및
   상기 제1 및 제2 합산 행렬을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제1 합산 행렬과 제2 합산 행렬이 상이한 경우, 무아레 현상이 방지된 것으로 판단하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
3. 제 1 항에 있어서, 판단 단계는, 제1 및 제2 합산 행렬을 비교하여, 제2 산출 단계의 반복 수행 여부를 추가로 판단하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 판단 단계는 제1 및 제2 합산 행렬이 동일한 경우, 제2 산출 단계를 반복 수행하도록 판단하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 반복 수행 시, 제2 산출 단계는 이전에 수행한 제2 산출 단계와 다른 임의 패턴을 갖는 새로운 패턴층을 제3 행렬로 변환하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 변환은 주기적 패턴의 패턴 영역과 비패턴 영역에 대해 각각 서로 다른 값으로 부여하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 합산은, 패턴 영역이 중첩되는 영역과, 비중첩 영역에 대해 각각 서로 다른 값을 부여하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
8. 제 7 항에 있어서, 제1 합산 행렬은 상기 중첩 영역이 패턴 영역이고, 상기 비중첩 영역이 비패턴 영역인, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
9. 제 1 항에 있어서, 판단 단계는, 무아레 현상 발생 여부에 기초하여, 제2 산출 단계의 반복 수행 여부를 추가로 판단하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 임의 패턴은 무정형 패턴인, 창호용 필터의 무아레 현상 분석방법.
11. 서로 다른 주기적 패턴을 갖는 메쉬층 및 메쉬층 상에 마련된 섬유층을 포함하고, 무아레 현상이 발생하는 창호용 필터를 분석하는 장치이고,
    상기 메쉬층 및 섬유층의 서로 다른 주기적 패턴을 각각 제1 및 제2 행렬로 변환하고, 변환된 제1 및 제2 행렬을 합산한 결과에 기초하여, 무아레 현상이 발생하는 제1 합산 행렬을 산출하는 제1 산출부;
    임의 패턴을 갖는 패턴층을 제3 행렬로 변환하고, 제1 내지 제3 행렬과 합산한 결과에 기초하여, 제2 합산 행렬을 산출하는 제2 산출부; 및
    상기 제1 및 제2 합산 행렬을 비교하여, 무아레 현상의 발생 여부를 판단하는 판단부를 포함하는, 창호용 필터의 무아레 현상 분석 장치.
12. 제1 면 및 상기 제1 면과 반대 방향인 제2 면을 갖고, 주기적 패턴을 갖는 메쉬층;
    상기 메쉬층의 제1 면에 마련되고, 제1항의 분석 방법 또는 제8항의 분석 장치에 따른 임의 패턴이 형성된 패턴층; 및
    상기 메쉬층의 제2 면에 마련되고, 상기 메쉬층의 주기적 패턴과 보강 간섭을 일으켜 무아레 현상을 유발하는 주기적 패턴을 갖는 섬유를 포함하는 섬유층을 포함하고,
    상기 패턴층의 임의 패턴은 상기 무아레 현상을 상쇄하는, 창호용 필터.
    
    
    
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