KR20110066711A - 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치 - Google Patents

레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치에 관한 것이다.
본 발명인 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부와;
상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하는 좌표분석부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
시각 장애인, 거리 측정, 레이저, 평면 광.

Description

레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치{range-finding device for the blind man glasses.}
본 발명은 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 시각장애인이 물체를 탐지하기 위해서는 시각장애인용 지팡이가 사용되고 있으나 1m 이상 떨어져 있는 물체에 대하여는 감지하기가 어렵고 근접한 물체라도 접촉에 의하여서만 감지가 가능한 실정이다.
이를 보완하기 위하여 장애물을 감지하는 장치가 국내에서도 활발히 개발되 어 오고 있으나 현재 개발되어 있는 감지장치는 보행시 전방에 있는 장애물의 존재 유무만을 감지하여 경보음 형태로 알려 주고 있는 장치가 대부분이며, 물체를 명확하게 인식할 수 있도록 물체에 대한 방향, 거리 등의 정보를 상세하게 전달하여 주지는 못하고 있는 실정이다.
예를 들어 종래의 시각 장애인을 위한 초음파 센서가 장착된 안경에서는 안경에 소형화된 감지장치를 부착하여 장애물을 감지하는 장치로서 안경의 중앙에 초음파센서를 1개 부착하여 초음파 반사신호로 물체를 감지하고 있으나 단순히 장애물의 존재 여부만을 감지할 뿐 물체에 대한 방향은 감지할 수가 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 반사된 반사광은 초기 방출된 평면 광과 피사체에서의 반사된 광과는 도착하는 시간의 차이가 존재하게 되므로 이 시간의 차이를 상대적인 거리의 차이로 계산하여 거리를 측정할 수 있으며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시각장애인 안경에 각각 광모듈을 구성하여 하나의 광모듈에 의해 측정된 거리의 오차를 두 개의 광모듈에 의한 측정으로 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시각장애인 안경에 거리 측정에 따른 피사체의 거리 정도에 따라 음향 혹은 진동의 세기를 다르게 제공하여 시각장애인이 피사체의 거리 정도를 청각 혹은 촉각을 통해 확인할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명인 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부와;
상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하는 좌표분석부;를 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 시각장애인 안경에 각각 광모듈을 구성하여 하나의 광모듈에 의해 측정된 거리의 오차를 두 개의 광모듈에 의한 측정으로 방지할 수 있도록 함으로써, 시각장애인 안경과 피사체의 거리를 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 시각장애인 안경에 거리 측정에 따른 피사체의 거리 정도에 따라 음향 혹은 진동의 세기를 다르게 제공하여 시각장애인이 피사체의 거리 정도를 청각 혹은 촉각을 통해 확인할 수 있게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부와;
상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하는 좌표분석부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부와;
상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하는 좌표분석부와;
상기 제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사되는 파동의 특정 파장이나 특 정 편광방향을 선택적으로 제어하기 위한 파동선택필터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1광모듈 및 제2광모듈은,
레이저를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1평면광광학계 및 제2평면광광학계는,
제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사된 직선광의 파동 방향 및 분포도를 조절하기 위한 광학 렌즈 또는 광학 프리즘인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1평면광광학계 및 제2평면광광학계는,
제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환하기 위하여 실린더리컬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1광수신부 및 제2광수신부는,
출사되는 파동의 특정 파장대만 입력될 수 있도록 특정대역광필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 파동선택필터는,
다이크로닉 필터, 밴드패스 필터, 편광필터, 편광지연 필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하는 음향신호제어부와,
상기 신호제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 음향으로 전달하는 스피커를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 부가적인 양상에 따라 시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동크기를 제어하는 진동크기제어부와,
상기 진동크기제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 진동으로 전달하는 진동체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 부가적인 양상에 따라 시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하는 음향신호제어부와,
상기 신호제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 음향으로 전달하는 스피커와,
시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동크기를 제어하는 진동크기제어부와,
상기 진동크기제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 진동으로 전달하는 진동체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 평면광을 나타낸 예시도이다.
본 발명은 시각장애인 안경에서 피사체의 좌표를 획득하기 위한 것으로 도 1 은 평면광 원리를 나타내는 것으로 광발생부(110, 210)에서 레이저 직선광을 출사하면 해당 직선 광이 평면광광학계(120,220)를 통과하면서 평면 광으로 바뀌게 된다.
이때, 상기 제1평면광광학계 및 제2평면광광학계는 제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사된 직선광의 파동 방향 및 분포도를 조절하기 위한 광학 렌즈 또는 광학 프리즘으로 구성할 수 있는데, 바람직하게는 실린더리컬 렌즈로 구성하게 된다.
상기 실린더리컬 렌즈의 경우는 직선 광을 평면 광(Sheet beam)의 형태로 변환하는 광학 렌즈이다.
일반적인 시각장애인용 안경 형태에 본 발명의 측정장치를 장착하게 되는데, 종래의 안경 중앙에 한 개의 장착이 아닌 안경테 양측 혹은 안경알이 장착되는 부위 주변에 본 발명의 광모듈 두 개를 장착하게 되는 것이다.
이를 통해 하나의 광모듈에 의해 측정된 거리의 오차를 두 개의 광모듈에 의한 측정으로 방지할 수 있도록 함으로써, 안경과 피사체의 거리를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한, 레이저를 이용하여 거리를 측정하고 해당 거리 측정 결과값을 참조하여 좌표값을 획득할 수 있기 때문에 복수의 피사체를 빠른 시간 내에 거리 측정을 수행할 수 있으며, 거리를 감지한 전기적 신호를 뇌파에서 감지하는 기술에 확대 적용할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 전체 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는,
직선광을 출사시키는 제1광발생부(110)와,
상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계(120)와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부(130)를 포함하여 구성되는 제1광모듈(100)과;
직선광을 출사시키는 제2광발생부(210)와,
상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계(220)와,
피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부(230)를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈(200)과;
상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부(300)와;
상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부(400)와;
상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분 석하는 좌표분석부(500);을 포함하여 구성된다.
상기 광모듈(100, 200)은 광발생부와 평면광광학계를 조합한 후 광수신부를 일체화시킨 것이다.
제1광모듈과 제2광모듈은 일정 거리 이격되게 시각장애인용 안경에 설치 구성되어 지게 된다.
이때, 상기 제1광수신부 및 제2광수신부는 출사되는 파동의 특정 파장대만 입력될 수 있도록 특정대역광필터를 사용할 수도 있다.
이를 위하여 상기 제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사되는 파동의 특정 파장이나 특정 편광방향을 선택적으로 제어하기 위한 파동선택필터를 본 발명의 장치에 설치 구성하게 되며, 상기 파동선택필터는 다이크로닉 필터, 밴드패스 필터, 편광필터, 편광지연 필터 중 어느 하나로 구성되게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이 일반적으로 평면광을 출사할 때 임의의 기준 시간을 정하고 출사하며 이 출사시간을 기준으로 하여 광수신부에서 측정된 반사광은 시간의 차이가 존재하게 된다.
상기 시간의 차이에 의해 빛의 시간당 진행 속도를 미리 알고 있으므로 시간의 차이를 연산하여 거리를 측정할 수 있다.
한 개의 거리 측정만으로는 좌표값을 연산하는 것이 불가능하기 때문에 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 2개의 광모듈(100, 200)을 이용하여 피사체의 거리를 측정하여 상호 연산함으로써 좌표값을 연산하게 된다.
2개의 광모듈이 동시에 광을 출사하고 수신할 경우 상대편 광원에 의해 간섭 을 받을 수 있으며 이를 회피하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사된 광을 제1광수신부에서 수신할 때까지 제2광발생부는 출사나 광 수신 처리를 하지 않고 대기하게 되는데, 동작시간처리부(300)를 통해 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하게 되는 것이다.
따라서, 동작시간처리부의 처리에 의해 제1광모듈이 처리가 끝나면 제2광모듈이 작동하며, 이때 제1광모듈은 대기하게 된다.
상기 피사체거리계산부(400)는 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 기능을 수행하게 되는데, 최초 출사 시점부터 광수신부에 입력되는 시간의 차이 즉, 광 위상의 차이에 의해 피사체의 거리 값을 계산할 수 있다.
거리를 시간차에 의해 구할 수 있는 방법은 빛의 속도를 LS(Light Speed)라
하며 이는 빛이 일 초간 이동 거리를 나타내며, 피사체까지의 거리 dt는 dt = LS / (2 * Ti) 이다.
여기서 Ti 는 초기 광을 출사할 때를 기준으로 하여 입력될 때까지의 시간 차이를 말하는 것으로 Ti는 최초 출사 시점부터 시작해 반사되어 돌아온 시간을 나타낸다.
왕복된 시간이기 때문에 2로 나누어서 거리 값을 계산한다.
도 4에 도시한 바와 같이 상기의 원리로 광모듈(100, 200) 각각이 피사체(10)와의 거리 d1과 d2를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 좌표분석 원리를 나타내는 것으로 제1광모듈에서 피사체까 지, 제2광모듈에서 피사체까지 두 개의 거리를 측정함으로써 좌표화할 수 있는 원리를 나타낸다.
두 개의 서로 떨어진 광모듈에서 존재하는 임의의 피사체(10)를 선택할 경우 제1광모듈과 피사체의 거리를 d1이라 하고 동일 선상에 있는 제2광모듈과 피사체의 거리를 d2라 하면 d1과 d2의 거리를 갖는 위치는 유일하게 하나만이 존재하게 된다.
따라서 오직 한 개의 좌표만을 산출할 수 있다.
즉, 상기 좌표분석부(500)는 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하게 되는데, 두 개의 거리에 의해 필요한 x, y 좌표로 바꾸는 방법은 피타고라스의 정리를 이용하여 구할 수 있다.
즉, 측정된 거리를 d1과 d2라 할 때 유한한 거리 Tx를 갖는 좌표로 환산하는 식은 아래와 같다.
x² + y² = d1² (제 1계산식)
(Tx - x)² + y² = d2² (제 2계산식)
여기서 Tx는 제1광모듈과 제2광모듈간의 거리이므로 알려진 수이고 d1과 d2는 측정된 수치이기 때문에 알려진 수이다.
상기 제 1계산식 및 제 2계산식을 이용하여 x와 y의 좌표로 정의할 수 있게 된다.
상기 두 식을 정리하면,
x = (Tx² + d1² - d2²) / (2*Tx) 이고, y = √(d1² - x²) 로 정의된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하는 음향신호제어부(미도시)와,
상기 신호제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 음향으로 전달하는 스피커(미도시)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 시각장애인 안경체의 우측 및 좌측 중 적어도 어느 하나 이상에 스피커를 구성할 수 있는데, 이는 본 발명의 장치를 통해 획득된 거리값을 음향신호제어부의 제어에 의해 피사체거리계산부로부터 획득하여 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하게 되며, 상기 전기적 신호를 스피커에 의해 음향으로 시각장애인에게 제공하는 것이다.
다시 말하자면, 신호음의 크기는 감지된 거리에 반비례하는 값으로 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음의 세기를 작게 한다.
이때 송출하는 신호음의 주파수는 일반적으로 일상생활에서 익숙하게 듣고 있는 음악의 '도' 음계와 유사한 510Hz~530Hz와 1020Hz~1050Hz를 사용한다.
상기 스피커는 소형이면서 재질이 가벼운 스피커를 사용하며, 스피커의 부착 위치는 주변의 소리를 듣는데 지장이 없고 청각의 피로를 줄일 수 있도록 귀에서 1 내지 3센티 정도의 간격을 두고 안경체에 부착하게 된다.
따라서, 피사체와의 거리에 따라 출력되는 음향의 세기가 달라지므로 시각장애인은 이를 쉽게 인지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 부가적인 양상에 따라 시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동크기를 제어하는 진동크기제어부(미도시)와,
상기 진동크기제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 진동으로 전달하는 진동체(미도시)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 시각장애인 안경체의 우측 및 좌측 중 적어도 어느 하나 이상에 진도체를 구성할 수 있는데, 이는 본 발명의 장치를 통해 획득된 거리값을 진동크기제어부의 제어에 의해 피사체거리계산부로부터 획득하여 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동 세기를 제어하게 되며, 상기 전기적 신호를 진도체에 의해 진동으로 시각장애인에게 제공하는 것이다.
상기 진동체는 소형이면서 무게가 가벼운 자석과 전자석으로 되어 있고 30Hz 에서 적합한 진동을 하며, 우측 혹은 좌측에 하나만을 구성할 수도 있고 동시에 두개를 구성할 수도 있다.
만약, 상기 스피커와 진동체를 동시에 구성하게 되면 청각과 촉각으로 동시에 느낄 수 있는 장점을 제공할 수도 있다.
상기와 같은 구성 및 동작 원리를 통해 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지 고 좌표를 분석할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명인 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치는 시각장애인 안경에 피사체까지의 거리를 측정할 수 있는 거리측정장치를 구성하되, 거리 측정시 레이저를 이용하여 일정한 지점에 위치한 피사체에 레이저광을 조사한 후 피사체에 의해 반사된 반사광이 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 통해 거리를 측정하며, 측정된 거리를 가지고 좌표를 분석할 수 있는 효과를 제공하게 되어 국내외 시각장애인용 안경 분야에 널리 활용될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 평면광을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 전체 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 광모듈 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 거리계산 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치의 좌표분석 예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제1광모듈
110 : 제1광발생부
120 : 제1평면광광학계
130 : 제1광수신부
200 : 제2광모듈
210 : 제2광발생부
220 : 제2평면광광학계
230 : 제2광수신부
300 : 동작시간처리부
400 : 피사체거리계산부
500 : 좌표분석부

Claims (10)

  1. 시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
    직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
    상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
    피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
    직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
    상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
    피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
    상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
    상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하는 피사체거리계산부와;
    상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분 석하는 좌표분석부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  2. 시각장애인 안경용 거리측정장치에 있어서,
    직선광을 출사시키는 제1광발생부와,
    상기 제1광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제1평면광광학계와,
    피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제1광수신부를 포함하여 구성되는 제1광모듈과;
    직선광을 출사시키는 제2광발생부와,
    상기 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환시키는 제2평면광광학계와,
    피사체에 의해 반사된 반사광을 수신받는 제2광수신부를 포함하여 구성되되, 상기 제1광모듈과 일정 거리 이격되어 설치 구성되는 제2광모듈과;
    상기 제1광모듈 및 제2광모듈이 동시에 직선광을 출사하고 수신하는 것을 방지하기 위하여 제1광발생부에서 출사하고 반사광을 제1광수신부에서 수신받을 때까지 제2광발생부에서의 출사를 지연시키도록 제1광발생부 및 제2광발생부의 동작 시간을 제어하는 동작시간처리부와;
    상기 제1광모듈과 피사체간의 거리와 제2광모듈과 피사체간의 거리를 계산하 는 피사체거리계산부와;
    상기 피사체거리계산부에 의해 계산된 거리를 획득하여 X좌표 및 Y좌표를 분석하는 좌표분석부와;
    상기 제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사되는 파동의 특정 파장이나 특정 편광방향을 선택적으로 제어하기 위한 파동선택필터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1광모듈 및 제2광모듈은,
    레이저를 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1평면광광학계 및 제2평면광광학계는,
    제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사된 직선광의 파동 방향 및 분포도를 조절하기 위한 광학 렌즈 또는 광학 프리즘인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1평면광광학계 및 제2평면광광학계는,
    제1광발생부 및 제2광발생부에 의해 출사된 직선광을 평면광으로 변환하기 위하여 실린더리컬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제1광수신부 및 제2광수신부는,
    출사되는 파동의 특정 파장대만 입력될 수 있도록 특정대역광필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 파동선택필터는,
    다이크로닉 필터, 밴드패스 필터, 편광필터, 편광지연 필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하는 음향신호제어부와,
    상기 신호제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 음향으로 전달하는 스피커를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동크기를 제어하는 진동크기제어부와,
    상기 진동크기제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 진동으로 전달하는 진동체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용하여 거리 측정이 가능한 시각장애인 안경용 거리측정장치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 신호음 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 신호음 세기를 작게 하도록 신호음을 제어하는 음향신호제어부와,
    상기 신호제어부에 의해 전송된 전기적 신호를 음향으로 전달하는 스피커와,
    시각장애인 안경체에 장착되어 측정된 거리에 따라 거리가 가까울수록 진동 세기를 크게 하고 거리가 멀수록 진동 세기를 작게 하도록 진동크기를 제어하는 진동크기제어부와,
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