KR20120084274A - 분광 투과율을 조절할 수 있는 안경 - Google Patents

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KR20120084274A
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알랜 더블유. 라이초우
조나단 아이. 브라운
우마 해니프
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나이키 인터내셔널 엘티디.
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 전기적으로 분광 투과율을 전환할 수 있는 렌즈(들)을 갖춘 안경에 관한 것이다. 상기 안경은 분광 투과율을 변경할 수 있는 렌즈(들)을 제어하는 렌즈 구동장치를 포함한다. 렌즈 구동장치는, 원하는 스펙트럼 투과 상태의 듀티 사이클 및/또는 원하는 주파수에 기초해서 스페트럼 투과 상태의 유지시간을 변경하는 기능을 한다. 사용자는, 안경에 의해서 제공되는 원하는 난이도를 가리키는 입력을 제공할 수 있으며, 입력은 주파수, 듀티 사이클, 혹은 이 둘의 조합이 변경되어야 하는 것을 가리킬 수 있다. 안경에 의해서 제시된 인지된 난이도를 변경한 결과로서, 안경 착용자는 경쟁력 있는 이점을 제공하도록 그의 시각적 능력을 훈련할 수가 있다.

Description

분광 투과율을 조절할 수 있는 안경{ADJUSTABLE SPECTRAL TRANSMITTANCE EYEWEAR}
관련 출원의 상호 참조
변호사 사건 번호가 NIKE.160398인 본 출원은, 2010년 7월 2일자로 출원된, 변호사 사건번호가 NIKE.154991이며 출원번호가 12/829,878인 공동 계류중인 미국 가특허 출원의 일부계속출원이다. 출원번호가 12/829,878인 상기 출원은, 2006년 8월 31일자로 출원된, 변호사 사건번호가 NIKE.135899이며 출원번호가 11/514,822인 미국 가특허 출원의 일부계속출원이고, 출원번호가 11/514,822인 상기 출원은, 미국 특허 번호 7,828,434로 등록되었다. 상기 출원들의 전체 내용은 인용함으로써 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 실시예들은 전기적으로 분광 투과율을 전환할 수 있는 렌즈 또는 렌즈들을 갖는 안경에 관한 것이다.
개인 및 팀 스포츠 양자의 운동 성과는 모두 계속해서 향상되고 있다. 과학적으로 증명된 영양 및 훈련계획은, 개인 트레이너, 특별 코치, 그리고 인터넷 기반 트레이너 및 훈련 프로그램으로부터 모든 단계에서 가능하다. 게다가, 운동 장비, 신발류, 의류는 멋진 외관 및 편안함뿐만 아니라 운동선수의 뛰어난 운동성능을 제공할 수 있도록 발전되어 왔다. 부상 치료법도 또한 향상되어 이전에는 선수 생활을 끝낼 수 있었던 몇몇 심각한 부상은 오직 짧은 시간의 재활 기간 동안 거의 완벽하게 회복하도록 하는 기술로 치료될 수 있다. 따라서, 운동선수는 이전 어느 시기보다 컨디션이 더 좋아지고, 더 강해지고, 더 나은 훈련을 받을 수 있고, 더 좋은 장비를 착용할 수 있으며, 더 잘 치료받을 수 있다.
운동 성능이 운동 선수의 육체적인 조건에 직접적으로 관계되어 있는 반면, 많은 스포츠는 운동 선수가 동료의 위치와 움직임(속도, 가속도, 감속도 등), 상대방, 그리고 축구공, 농구공, 야구공, 퍽, 또는 다른 물체와 같은 운동 특정 물체(sport-specific object)를 정확하게 인식하고 반응할 것을 요구한다. 예를 들어, 야구에서 성공한 타자 또는 풋볼 쿼터백은 적어도 그들의 운동에서 접할 수 있는 상황에 대해 다른 사람들보다 높은 시각적 예민함(visual acuity)을 갖는 것으로 나타난다. 개인 운동 성능을 향상시키기 위해 운동 선수들은 운동 성능을 향상시키는 방안으로서 시력 훈련에 관심을 보여 왔다. 예를 들어, 타자는 시속 90마일 이상의 직구에서 공의 이음새를 볼 수 있도록 그들의 시력을 향상시키기를 원한다. 유감스럽게도 시력 훈련 및 평가에 가능한 방법은, 일반적으로 선택된 운동에 필요한 특정 기술에 잘 맞춰져 있지 않거나 요구될 수 있는 다양한 훈련을 제공하도록 쉽게 구성될 수 있는 방법이 아니다. 이에 따라, 향상된 방법과 장치가 시력 훈련에 필요하다.
본 발명은, 전기적으로 분광 투과율을 전환할 수 있는 렌즈 또는 렌즈들을 갖춘 안경을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예들은 전기적으로 분광 투과율을 전환 가능한 렌즈(들)를 갖춘 안경에 관한 것이다. 안경은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 안경 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제1 렌즈로 이루어진다. 안경은 또한 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제2 렌즈로 이루어진다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 안경의 렌즈 구동장치에 의해 제어된다. 렌즈 구동장치는 제1 유지시간에 대한 제1 분광 투과율 및 제2 유지시간에 대한 제2 분광 투과율로부터 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 듀티 사이클(duty cycle) 및 주파수를 조절하도록 기능한다. 안경은 또한 착용자에 대해 소정 위치에 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 유치하도록 구성되는 프레임으로 이루어질 수 있다.
이러한 요약은 이하 상세한 설명에 더 설명될 간략한 형태의 선택적 개념을 소개하도록 제공되었다. 이러한 요약은 청구된 발명의 특징 구성이나 필수적 구성을 확인하려는 의도가 아니며 청구된 발명 대상의 범위를 결정하는 데 도움을 주도록 사용하려는 의도도 아니다.
본 발명에 따르면, 전기적으로 분광 투과율을 전환할 수 있는 렌즈 또는 렌즈들을 갖춘 안경을 얻을 수 있다.
본 발명의 도시된 실시예는, 인용함으로써 본 명세서에 포함되는 첨부 도면을 참고하여 이하에서 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 훈련용 안경의 대표적인 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 훈련용 안경을 포함하는 시력 훈련용 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시력 훈련용 안경을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안경에 제공되는 시각적 난이도를 선택하는 제어를 포함하는 시력 훈련용 안경의 안경 다리를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 영역을 포함하는 좌측 렌즈 및 우측 렌즈를 도시한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 렌즈에서 동일 위상에서의 클리어(clear) 상태와 다크(dark) 상태를 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 렌즈의 부분들에서 상이 위상에서 클리어 상태와 다크 상태를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역의 행과 열을 선택하는 제어를 포함하는 시력 훈련용 안경의 대표적인 안경다리의 일 부분을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡선형 안경을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 분해된 후방 관점으로부터의 곡선형 안경을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 채널을 가진 곡선형 안경 프레임의 일부를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 안경의 전방 사시도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 착용자의 두 눈에 의해 인식되는 빛을 조정하는 데 유효한 곡선형 렌즈를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시에에 따른 곡선형 안경의 상면도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 곡선에 의해 형성된 예시적인 곡선형 렌즈를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 다른 곡선 세트에 의해 형성된 예시적인 곡선형 렌즈를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 반복 사이클에 대응하는 클리어(clear) 상태 및 다크(dark) 상태를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른, 도 19에 마련된 도면을 역전시킨, 예시적인 반복 사이클에 대응하는 클리어 상태 및 다크 상태를 도시한다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 각 레벨에서 일정한 듀티 사이클 및 변경된 주파수를 가지는 클리어 상태 및 다크 상태의 예시적인 반복 사이클을 도시한다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라 각 레벨에서 변경된 듀티 사이클 및 일정한 주파수를 가지는 클리어 상태 및 다크 상태의 예시적인 반복 사이클을 도시한다.
본 발명의 실시예의 대상이 법적 요건을 충족하도록 여기에 구체적으로 기재되어 있다. 그러나, 상세한 설명 자체는 본 특허의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니다. 오히려, 발명자는 청구된 대상이 다른 현행 또는 장래의 기술과 함께 본 명세서에 기재된 단계들과 유사한 다른 단계들 또는 이의 조합을 포함하여 다른 방식으로도 구현될 수 있음을 고려하였다.
본 발명의 실시예들은 전기적으로 분광 투과율을 전환 가능한 렌즈(들)를 갖춘 안경에 관한 것이다. 안경은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 안경 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제1 렌즈를 포함한다. 안경은 또한 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제2 렌즈를 포함한다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 안경의 렌즈 구동장치에 의해 제어된다. 렌즈 구동장치는 제1 유지시간에 대한 제1 분광 투과율 및 제2 유지시간에 대한 제2 분광 투과율로부터 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 듀티 사이클(duty cycle) 및 주파수를 조절하도록 기능한다. 안경은 착용자에 대한 소정 위치에 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 유지하도록 구성되는 프레임을 포함할 수도 있다.
따라서, 일 양태에 있어서, 본 발명은 시력 훈련용 안경을 제공한다. 이 안경은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 시력 훈련용 안경의 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제1 렌즈를 포함하고, 여기서 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 제어된다. 안경은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져서 착용자에 의해 인식되는 빛을 감쇠시킬 수 있는 제2 렌즈도 포함하고, 여기서 렌즈 구동장치는 제2 렌즈의 분광 투과율을 제어한다. 렌즈 구동장치는 제1 유지시간에 대한 제1 분광 투과율 및 제2 유지시간에 대한 제2 분광 투과율로부터 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 듀티 사이클 및 주파수를 조절하도록 기능한다. 또한, 안경은 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 유지하도록 구성된 프레임을 포함한다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 시력 훈련용 시스템을 제공한다. 이 시력 훈련용 시스템은 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 가진 안경을 포함하고, 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 훈련자의 시야 일부를 가리도록 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가지며, 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 변경은 동일 위상으로 수행된다. 시력 훈련용 시스템은 또한 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 듀티 사이클 및 주파수를 제어하도록 구성된 렌즈 구동장치를 포함한다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 듀티 사이클은 제1 유지시간을 가진 차폐된 상태(obscured state)에 대한 사이클의 백분율 또는 제2 유지시간을 갖는 차폐되지 않은 상태(un-obscured state)에 대한 사이클의 백분율을 변경하기 위해 조절될 수 있다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 주파수는 소정 기간 내의 사이클의 횟수를 변경하기 위해 조절 가능하므로, 주파수는 15 Hz 이하로 조절될 수 있다.
본 발명의 제3 양태는 시력 훈련용 안경을 제공한다. 이 안경은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가져 제1 유지시간을 가진 제1 분광 투과율 상태에서 빛을 감쇠시키도록 기능하는 제1 렌즈를 포함하고, 여기서 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 제어된다. 안경은 또한 제1 유지시간을 가지는 제1 스펙트럼 투과 상태에서 빛을 감쇠시키는 기능을 하는 전기적으로 변경 가능한 스펙트럼 투과율을 갖는 제2 렌즈를 포함하며, 전기적으로 변경 가능한 스펙트럼 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 조절된다. 렌즈 구동장치는 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle)을 수용하도록 형성되며, 그 결과 렌즈 구동장치는 주파수 또는 듀티 사이클 중 어느 하나에 기초하여 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 제1 유지시간을 조절한다.
본 발명의 실시예들의 개관을 대략적으로 설명하며, 실시예들을 실시하기에 적합한 전형적인 작동 환경이 아래 설명되어 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 단수 형태는 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 복수 형태를 포함한다. 추가적으로, "포함한다"라는 용어는 "이루어진다"를 의미한다. 설명된 시스템, 장치 및 방법은 어떠한 식으로든 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 본 개시는 각각 그리고 다양한 조합 형태로 다양하게 개시된 실시예들의 신규하고 비자명한 특징 및 양태와 관련되어 있다. 개시된 시스템, 방법 및 장치는 특정 양태 또는 특징 혹은 이들의 조합으로 제한되지 않으며, 임의의 하나 이상의 특정 이점이 존재하도록 요구하지도 않고 여러 문제들이 해소되도록 요구하지도 않는다.
설명의 편의를 위해, 몇몇 개시된 방법의 작동이 특정의 순차적인 순서로 설명되어 있음에도 불구하고, 아래 명시된 특정 기재에 의해 특정 순서가 요구되지 않는 한, 이러한 설명 방법은 재배열을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 경우에 있어서, 순차적으로 설명된 작동이 동시에 재배열되고 수행될 수 있다. 더욱이, 단순함을 위해서, 첨부된 특징들은 개시된 시스템, 방법 및 장치가 다른 시스템, 방법 및 장치와 함께 사용될 수 있는 모든 다양한 방식을 보여주지 않을 수 있다.
안경과 함께 사용되는 렌즈로서, 분광 투과율을 변경 가능한 렌즈가 제공된다. 대표적인 안경은 적어도 선택 가능한 광학 투과율을 가지는 영역을 한정하는 제1 렌즈, 및 제1 렌즈를 지지하도록 그리고 착용자의 눈 전방의 렌즈를 지지하도록 형성된 프레임을 포함한다. 하나 이상의 영역 연결 전도체는 제1 렌즈에 연결되어 있고, 상기 영역에 조절 신호를 제공하기 위해 도입된다. 전형적인 실시예에서, 착용자의 각각의 눈 전방의 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 위치를 정하기 위해, 안경은 추가적으로 프레임 내에 지지되는 제2 렌즈를 포함한다. 영역 연결 전도체는 제1 렌즈 및 제2 렌즈에 연결되어 있다. 다른 실시예에서, 제1 렌즈 및 제2 렌즈에 조절 신호를 제공하기 위해, 렌즈 구동장치는 프레임에 고정되어 있고, 제1 렌즈 및 제2 렌즈에 연결되어 있다. 몇몇 실시예에서, 렌즈는 가요성 LCD(liquid crystal device)를 포함하며, 가요성 LCD는 렌즈 기판에 고정되어 있다. 렌즈는 착용 위치에서 전면 및 후면을 가지고 있다.
추가적인 실시예에서, 안경은 하나 또는 두 개의 렌즈에 의해 제공되는 시각적 난이도를 조정하도록 형성되는 레벨 선택기(level selector)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 난이도는 렌즈가 빛을 감쇠시키는 유지시간과 연관이 있다.
일 실시예에서, 착용자의 각각의 눈의 전방에 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 위치를 정하기 위해, 안경은 각자의 복수의 영역을 한정하고, 프레임 내에 지지되는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함한다. 적어도 하나의 영역 연결 전도체는 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 영역과 연결되고, 선택적으로 영역 세트의 광학적 투과율을 변경하기 위해, 조절 신호를 수신하도록 형성된다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 통해 안내된 광속(light flux)을 번갈아 가며 실질적으로 통과시키고 실질적으로 감쇠시키기 위해, 렌즈 구동장치는 안경에 고정될 수 있고(또는 별개로 제공되고), 제1 렌즈 상의 제1 영역 세트 및 제2 렌즈의 제2 영역 세트를 작동시키도록 형성된다. 안경은 또한 제1 영역 세트 및 제2 영역 세트를 선택하도록 형성된 패턴 선택기 및 제1 영역 세트 및 제2 영역 세트가 실질적으로 감쇠되는 간격의 선택을 위한 사용자 입력을 포함한다. 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 영역들은 행과 열로 배열될 수 있고, 패턴 선택기는 제1 영역 세트 및 제2 영역 세트 내에 포함시키기 위해 각 렌즈 내 영역들 중 하나 이상의 행 및/또는 하나 이상의 열을 선택하도록 형성되는 행 선택기 및 열 선택기를 포함할 수 있다.
시각 훈련용 시스템은 훈련자의 시야의 일부(또는 전부)를 선택적으로 가리도록 형성된 안경을 포함하고, 렌즈 구동장치는 일시적으로 훈련자의 시야의 가려지는 부분을 변경하도록 형성된다. 시야의 가려지는 부분을 변경시키기 위해, RAM(Random Access Memory)과 같은 컴퓨터로 해독 가능한 매체는 투과 상태 유지시간을 대략 일정하게 하고, 실질적으로 비투과 상태 유지시간을 변경함으로써, 렌즈 구동장치에 의한 사용을 위해 형성될 수 있다. 유사하게, 렌즈 구동장치는 추가적으로 실질적으로 비투과 상태 유지시간을 일정하게 하고, 투과 상태 유지시간을 변경함으로써, 시야의 일부를 가릴 수 있다. 또한, 투과 상태 유지시간 및 비투과 상태 유지시간 모두는 렌즈 구동장치에 의해 변경될 수 있다는 점을 알 수 있다.
도 1을 참고하면, 훈련용 안경(100)은 제1 렌즈(104) 및 제2 렌즈(106)를 지지하기 위해 채택되는 프레임(102)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 렌즈들(104, 106)은, 예를 들면 근시, 원시, 난시 또는 다른 시각 장애를 교정하기 위해 전형적으로 사용되는 광학 파워(optical power)를 제공하지만, 렌즈들(104, 106)은 또한 그러한 교정을 위해 광학 파워를 거의 또는 전혀 제공하지 않도록 형성될 수 있다. 결론적으로, 본 명세서에서 사용되는 경우에 있어서, 렌즈라는 용어는 비교정(plano, non-corrective) 렌즈 및 교정성능이 있는(powered) 렌즈를 모두 지칭한다. 렌즈들(104, 106)은 각각 도 1에 표시된 대표 영역들(108, 110)과 같은 복수의 세그먼트들 또는 영역들을 포함한다. 이후 설명의 편의를 위해, 렌즈들(104, 106)의 모든 영역들은 경우에 따라서는 저마다 영역들(108, 110)로 언급된다. 영역들(108, 110)은, 예컨대 세그먼트들(영역들)에 인가되는 전기 신호와 함께 조정, 선택 또는 설정될 수 있는 광학 특성을 갖는다. 예컨대, 세그먼트들은, 폴리머 분산 액정(polymer dispersed liquid crystal), 네마틱 액정(nematic liquid crystal), 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal), 또는 다른 전기적으로 변환 가능한 광 물질 - 이 광 물질은 선택된 세그먼트 기하학적 구조를 생성하도록 패턴화된 투명 도정층들 사이에 위치함 - 과 같은 액정으로 형성될 수 있다. 액정 물질의 구체적인 예는, 트위스트 네마틱(twisted nematic), 평면 정렬 스위칭(in-plane switching), 향상된 FFS(finge field switching), 수직 정렬(vertical alignment), 및 블루 페이스 모드(blue phase mode)를 포함할 수 있으나, 이로서 한정되지 않는다. 액정 물질은 상대적으로 낮은 구동 전압으로 인해 편리하기는 하지만, 다른 전기 광학 물질, 예컨대, 전기 영동(electrophoretic) 물질 또는 플렉서블 플랫 패널 디스플레이용으로 개발된 소위 "전자 잉크(electronic inks)"가 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, 영역(zone)의 개념은 단일 영역 또는 복수의 영역을 암시할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈 - 사용자의 제1 눈은 이 제1 렌즈를 통해 광을 인지함 - 는 제1 단일 영역을 형성할 수 있다. 또한, 제2 렌즈 - 사용자의 제2 눈은 이 제2 렌즈를 통해 광을 인지함 - 는 제2 영역(제2 영역이지만 여전히 단일 영역임)을 형성할 수 있다. 그러므로, 이 예에서 렌즈 구동장치는 제1 영역 (제1 렌즈 전체) 및 제2 영역(제2 렌즈 전체) 양쪽 모두를 제어할 수 있다.
본 명세서에서, "분광 투과율(spectral transmittance)"이라는 용어는 물질에 의해 송신된 광의 인식된 상태를 묘사하기 위해 사용된다. 예컨대, 차폐(obscuring), 감쇠(attenuating), 확산(diffusing), 산란(scattering) 및 차단(blocking)은 물질의 분광 투과율을 변경할 수 있다. 또한, 통상적인 양태, 가변 분광 투과율을 이용하여, 사용자에 의해 인지된 광의 비율을 변경할 수 있다. 사용자에 의해 인지된 광의 비율은 일반적으로 가시광, 또는 명시되는 경우 특정 주파수의 광에 적용될 수 있다. 또한, 변경 가능한 분광 투과율을 갖는 물질은 광을 확산시켜서, 사용자에 의해 인지될 때 흐릿하게 하거나 그렇지 않으면 초점이 감소되도록 할 수 있다. 광의 확산은, 차단 메커니즘과는 달리, 차폐 상태로부터 비차폐 상태로 광 강도에서 있어서의 변화로부터 적응할 때 사용자의 동공에 대한 긴장을 감소시킬 수 있다. 그러므로, 차폐, 차단, 확산, 감쇠 등과 같은 것의 개념은 분광 투과율의 개념으로서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
도 1의 안경은 좌측 눈 및 우측 눈에 대해 별개의 렌즈를 포함하고 있지만, 다른 실시예에서는, 각 눈에 대해 적절하게 위치하는 단일 렌즈 유리(lens pane)가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 눈을 위한 렌즈 유리의 일부분 또는 렌즈는 관련 눈을 통한 시야를 실질적으로 가리도록 구성된다. 이러한 차폐는, 예컨대, 불투명(opaque), 반투명(translucent), 또는 다른 광 차단 및/또는 광 산란 렌즈 영역 또는 렌즈 유리 영역으로 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 렌즈들 또는 렌즈 유리 영역들 중 하나가 패턴화되어, 패턴화된 차폐를 디스플레이하도록 구성되지 않고도 실질적으로 차폐 상태에 있거나 실질적으로 투명한 상태에 있도록 선택적으로 변환 가능하게 될 수 있다. 예컨대, 렌즈의 단지 일부분/영역들이 아니라 렌즈 전체가 차폐 상태 또는 투명 상태 중 어느 하나의 상태에 있을 수 있다.
영역들(108, 110)은 전기적으로 렌즈 구동장치에 결합될 수 있는데, 이 렌즈 구동장치는, 예컨대, 안경다리(temple piece; 112) 또는 안경의 다른 부분에 부착되거나, 편리할 수 있는 암밴드, 포켓, 또는 허리 밴드와 같은 것에 부착되도록 위치할 수 있다. 렌즈 구동장치는 영역들의 일부 또는 전부가 실질적으로 불투명 상태, 또는 투명 상태에 있거나, 그렇지 않으면 분광 투과율을 변경하도록 작동시키는 전기 제어 신호를 제공할 수 있다. 영역들/렌즈들은 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 제공하여, 송신된 광의 스펙트럼이, 적용되는 전기 구동장치에 따라 변하도록 구성될 수 있다. 상이한 상태에 있는, 조정 가능한 분광 투과율은, 렌즈를 통해 전달되는 광속을 광 강도의 스텍트럼에 따라 조정한다. 따라서, 분광 투과율을 조정하는 것은, 완전 투명 상태(전자적 조정 없음/완전 전기적 조정)로부터 실질적으로 차폐 상태(완전 전자적 조정/전기적 조정 없음)의 범위에 있을 수 있다. 영역들의 패턴 또는 배열 및 작동 방식은 패턴 발생기 또는 제어기와 함께 렌즈 구동장치에 의해 선택될 수 있는데, 이 패턴 발생기 또는 제어기는 렌즈 구동장치의 일부로 제공되거나 별개로 제공된다. 원격 렌즈 구동장치 또는 패턴 발생기는 전기 케이블과 함께 안경에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 패턴들이 안경에 무선으로 송신되어 착용자의 행동을 간섭하지 않고 트레이너가 적절한 영역 작동 패턴을 선택할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 듀티 싸이클, 유지시간 및 다른 시계열(temporal) 측면이, 착용자의 행동을 간섭함 없이 트레이어(또는 임의의 당사자)에 의해 안경에 무선으로 송신될 수 있다.
영역들(108, 110)은 활성화된 영역들의 기하학적인 배열, 영역들이 작동되는 시계열 시퀀스, 영역 작동 레이트, 영역 패턴의 진행, 또는 다른 공간 및/또는 시간적으로 가변적이거나 또는 고정된 구성들에 기초하여 다양한 영역 작동 패턴들로 활성화될 수 있다. 예컨대, 일부 또는 모든 영역들은 시계열 시퀀스로 착용자의 시야를 차폐하도록 작동되어 초기의 상대적인 차폐 유지시간이 작고 차폐의 유지시간이 점차적으로 증가하도록 할 수 있다. 또한, 듀티 싸이클 및/또는 렌즈(들)의 주파수는 시계열 시퀀스의 일부로서 조정될 수 있다.
영역들 또는 선택된 영역 그룹들(예컨대, 렌즈의 일부분)을 선택하여 착용자의 시야의 일부를 차폐할 수 있다. 본 명세서에서는 편의상, 하나 이상의 영역들의 배열을 차폐 패턴(obscuration pattern)으로 언급한다. 영역 또는 차폐 패턴이 광 송신 또는 광 방출을 변조하는 정도는 차폐 강도(obscuration intensity)라고 지칭한다. 하나 이상의 일련의 활성화된 차폐 패컨들은 시퀀스로 언급된다. 시퀀스의 활성화 패턴 또는 패턴들이 활성화되는 레이트는, 스트로브 레이트(strobe rate)라고 지칭한다. 스트로브 레이트는 주파수에 의해 정해질 수 있다. 주파수는 정해진 시간 내의 싸이클의 횟수이다. 예컨대, 싸이클은 투명 상태 및 차폐 상태로서 형성될 수 있다. 주파수는 초당 싸이클의 횟수일 수 있다. 듀티 레이트(dury rate)는 특정 상태인 싸이클의 비율이다. 예컨대, 듀티 레이트는 투명 상태인 싸이클의 비율을 정의할 수 있다. 반대로, 듀티 싸이클은 차폐 상태인 싸이클의 비율을 정의할 수 있다.
몇 가지 예에서, 같거나 유사한 패턴들과 시퀀스들이 좌측 렌즈와 우측 렌즈에 정해지거나, 상이한 패턴들, 시퀀스들 및 타이밍(timing)들이 상이한 렌즈들에 제공될 수 있다. 시퀀스들과 패턴들은 상이한 위상(phase)들을 갖는 렌즈들에도 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 패턴이 좌측 렌즈에서 활성화(activate)될 수 있고, 그리고 상기 패턴의 부분적 또는 완전한 비활성화가 이루어질 때, 대응하는 또는 상이한 패턴이 우측 렌즈에서 활성화될 수 있다. 몇 가지 예에서, 좌측 렌즈와 우측 렌즈에서의 패턴들의 활성화는 실질적으로 동일 위상이고, 반면에 다른 예들에서는 다른 것이 비활성화된 때에만 어느 것이 활성화된다(상이 위상임).
도 2에는 전환 가능한 안경(202)(또한 여기서는 안경 및/또는 곡선형 안경을 지칭함) 및 제어 시스템(204)를 포함하는 대표적인 시력 훈련용 시스템이 예시된다. 상기 제어 시스템(204)는 상기 안경(202)과 안경(202)으로 전기 신호들을 보내고 받을 수 있도록 구성되는 유연한 전기 케이블(206)로 연결된다. 상기 안경(202)은 안경다리(temple piece)(208, 209), 렌즈(210, 211) 그리고 연결부(bridge)(212)를 포함한다. 렌즈(210, 211)은 전형적으로 프레임 전방부에 경계를 가지고 연결부(212)를 또한 포함하는 안경테에 의해 유지되거나, 무테 안경과 같은 다른 안경 구성들도 사용될 수 있다. 광 센서(light sensor))(214)는 연결부(212) 내에 또는 그 표면 혹은 상기 안경(202)의 다른 장소에 위치할 수 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 렌즈(210, 211)는 영역들(216, 217, 218 및 219, 220, 221)을 각각 포함하나, 더 많은 영역들 또는 영역들의 상이한 배열들도 제공될 수 있다.
제어 시스템(204)은 적합한 전기 신호들을 렌즈 영역들(216 내지 221)에 제공하도록 변경된 원격 렌즈 구동장치/디코더(234)를 포함한다. 몇몇 예들에서, 상기 렌즈 구동장치(234)는 액정 디스플레이 패널들을 어드레싱(addressing)하는 관례대로 영역들을 선택적으로 행과 행, 또는 열과 열로 어드레싱함으로써 전기 신호들을 제공할 수 있도록 구성된다. 단지 몇 개의 영역만을 갖는 렌즈들에 대해서는, 각 영역들이 전용 컨덕터로 개별적으로 어드레싱될 수 있다. 예를 들어서 상기 케이블(206)상으로 다수의 행 신호와 열 신호를 제공해야 하는 필요성을 피하기 위해서, 전기 연결을 단순화하기 위한 신호 디코딩 또는 상기 안경 상의 분배를 상기 제어 시스템(204)에 제공하는 것이 편리할 수 있다. 몇몇 예들에서, 제어 시스템(204) 또는 제어 시스템의 어떤 부분들은 연결부, 안경 걸이, 또는 안경(202)의 다른 부분들에 부착되거나 통합된다. 도 2에서, 프레임에 장착된 디코더(235)는 좌측 안경다리(209)상에 위치한다. 다른 예들에서, 제어 시스템 또는 제어 시스템의 부분들은 안경 사용자의 의류, 신체 또는 장비의 부착물이 될 수 있도록 구성된다.
제어 시스템(204)은 메모리(222)와 패턴 생성기/시퀀서(224)를 또한 포함할 수 있다. 메모리(222)는 분광 투과율을 변경 가능한 렌즈의 활성화를 위한 차폐 패턴들 및/또는 시계열 시퀀스들을 저장하도록 구성된다. 또한, 훈련 세션들에 있어서 안경에 의해 사용되는 훈련 데이터에 대응하는 유지시간과 시퀀스를 저장할 수 있도록 고려된다. 패턴 생성기/시퀀서(224)는 미리 구성된(pre-established) 패턴 시퀀스들 및/또는 차폐 패턴들을 사용할 것인지를 결정하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 예를 들면, 사용자 인터페이스(226)를 통해 수신되는 입력 명령들 또는 다른 사용자 입력들에 응답하여, 패턴들 및/또는 시퀀스들은 수정되거나 변경될 수 있다.
몇몇 예들에서, 사용자 인터페이스(226)는 패턴들 및/또는 시퀀스들의 선택을 위해 구성되고, 손잡이, 슬라이더, 누름 단추, 전도성 입력 또는 다른 입력 장치들과 같은 하나 이상의 사용자 제어부를 포함할 수 있다. 전형적인 조절은 특정한 패턴이 반복되는 비율 또는 패턴들의 시퀀스가 제공되는 비율과 관련된다. 예를 들어, 차폐 패턴은 착용자에게 스트로빙(strobing)이 감소되어 전송된 빛 세기로 인식되도록 높은 레이트(30Hz보다 큼)로 스트로빙될 수 있다. 대체적으로는, 패턴은 그의 시야가 방해된다는 것을 착용자가 인식하는 간격의 비율로 스트로빙될 수 있다. 전형적으로 5Hz보다 낮은 레이트는 현저한 차폐와 연관된다. 일정한 스트로빙 비율은, 예시적인 관점에서는, 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, 착용자에게 제공되는 시각적 차폐가 증가되어, 착용자의 시각적 요구를 증가하도록, 스트로빙 레이트는 높은 레이트에서 낮은 레이트로 변경될 수 있다. 그러한 주파수를 변경 가능한 구동장치는 "처프형(chirped)" 구동장치로 부를 수 있다.
수신될 수 있는 추가적인 입력들은 사용자나 다른 사람이 하나 이상의 렌즈/영역이 주어진 분광 투과율 상태에 있는 시간의 백분율을 변경하고자 할 수도 있는 듀티 사이클 입력을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 사용자는 안경의 하나 이상의 렌즈(또는 하나 이상의 영역)가 실질적으로 차폐된 상태에 있는 시간의 백분율을 증가시키고자 할 수도 있다. 대체적으로는, 사용자는 하나 이상의 렌즈(또는 하나 이상의 영역)가 실질적으로 투명한 상태에 있는 시간의 백분율을 변경하고자 할 수도 있다. 이러한 것들은, 수신될 수 있는 듀티 사이클 입력의 모든 예들이다.
수신될 수 있는 추가적인 입력은 하나 이상의 렌즈(또는 하나 이상의 영역)의 스트로빙 빈도와 관련된다. 예를 들어, 사용자(또는 제3자)는 하나 이상의 패턴들/시퀀스들로 설정되는 스트로빙 레이트의 주파수의 증가 또는 감소를 지시하는 입력을 제공할 수 있다. 그러므로, 안경의 렌즈에 대한 제1 상태로부터 제2 상태로의 사이클은, 수신된 입력들을 통해 상기 제1 상태에 있는 시간의 백분율, 제2 상태에 있는 시간의 백분율, 그리고 시구간에서의 사이클의 횟수 등이 조절될 수 있도록 고려된다. 추가적인 입력들은 여기서 논의되는 임의의 기능들 및/또는 특성들을 유발시키기 위해 고려된다.
USB(universal serial bus, 범용 직렬 버스) 또는 다른 통신 연결과 같은 외부 입력/출력 연결부(228)가 제공될 수 있다. 그러한 연결부는 사용 가능한 패턴들이나 시퀀스들을 제공하거나 조정하기 위해서 패턴 생성기/시퀀서(224)와 연결될 수 있다. 추가적 패턴들과 시퀀스들은 또한 메모리(222)에서의 저장에 대해 상기 연결부(228)를 통해 수신될 수 있다. 몇몇 예들에서, 시각 훈련용 스케쥴은 하나 이상의 미래 훈련 세션들을 위해 상기 제어 시스템(204)에 전송될 수 있다. 훈련 스케쥴은 인터넷과 같은 네트워크를 통해서 운동 선수의 컴퓨터로부터 전송되거나, 트레이너로부터 상기 운동선수로 전달될 수 있다. 추가적으로, 사용법에 관한 데이터는, 예를 들면 상기 운동선수의 훈련 스케쥴의 기록에 추가되도록 상기 연결부(228)로 전달될 수 있다. 그러한 기록은 코치나 트레이너에게 인터넷과 같은 네트워크나 이메일 또는 단문 메시지(instant message)를 이용해서 전달된다. 상기 USB 연결은 하나 이상의 전원을 이용 가능하거나 또는 충전 가능한 포트로서 고려된다. 예를 들어, 재충전 가능한 건전지가 분광 투과율을 변경 가능한 렌즈/영역들을 동작시키기 위한 전원으로 이용될 수 있다. 이 예에서, USB를 통해서, 충분한 에너지원이 건전지를 충전시키기 위해 제공된다. 게다가, 예컨대 운동 선수의 트레이닝 스케쥴의 기록에 포함하기 위하여, 데이터 관련 용도가 연결부(228)에 전달될 수 있다. 이와 같은 기록은, 인터넷과 같은 네트워크를 통해 또는 이메일이나 인스턴트 메시징을 이용하여 코치 또는 트레이너에게 발송될 수 있다. USB 연결부가 또한 하나 이상의 전원들을 충전하거나 이용하기 위한 포트로서 구상된다. 예를 들어, 분광 투과율을 변경 가능한 렌즈들/영역들을 동작시키기 위해 재충전 가능한 배터리가 전원으로서 활용될 수 있다. 이 예시에서는, USB를 통해, 배터리를 충전하기에 충분한 에너지원이 제공될 수 있다.
디스플레이 제어기(230)가 렌즈(211)의 디스플레이부(232)를 제어하도록 구성된다. 디스플레이부(232)는 일반적으로 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함함으로써 최근의 안경 또는 훈련용 셋팅들 또는 조건들과 관련된 정보들이 사용자의 시야에 제공될 수 있다. 몇몇 예시들에서, 디스플레이부는 안경 상태를 표시하도록 스트로빙되거나 또는 이와 달리 작동될 수 있는 단일 픽셀을 포함한다. 예를 들어, 급속하게 스트로빙하는 디스플레이부(232)는 트레이닝 세션의 패턴 레이트 또는 유지시간을 표시할 수 있다.
예컨대 안경(202)이 위치하는 환경에서의 주변광의 표시를 제공하거나, 또는 안경(202)에 의해 수신되는 광을 지시할 수 있는 광 센서(214)는, 센서 프로세서(238)와 통신한다. 이러한 표시에 기초하여 차폐 패턴들, 시퀀스들, 및 세기들은 달라질 수 있다. 프로세서(238)는 일반적으로 광 센서(214)로부터 전기적 신호를 수신하고 수신된 광을 나타내는 출력 신호를 제공할 수 있는 증폭기 또는 버퍼를 포함한다. 예를 들어, 총체적인 조명 레벨은, 예컨대 착용자의 안구들이 주변광 조건들에 상관없이 유사한 광속을 수신하도록 구축될 수 있다.
상이한 차폐 패턴들 및 시퀀스들이 좌우측 렌즈들에 제공될 수 있다. 몇몇 예시들에서, 단일 안구로부터의 시력이 훈련될 것이고, 오직 대응하는 렌즈만이 이용된다. 다른 예시들에서, 예컨대 팬 움직임, 또는 스포츠 이벤트에서의 다른 정기적 또는 부정기적 움직임들로 인해 겪게 될 수 있는 것과 같은 외란으로서 역할을 하는 무작위적 간격들로 렌즈들이 선택된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예들의 범위 내에서 희망하는 기능을 달성하기 위해 임의의 갯수의 요소들이 활용될 수 있다. 도 2의 다양한 요소들은 명확성을 위해 라인으로 도시되지만, 실제에서는, 다양한 요소들을 기술하는 것은 명확하지 않으며, 비유적으로, 라인들은 보다 정확하게는 흐릿하거나 불명확할 것이다. 뿐만 아니라, 도 2의 몇몇 요소들은 단일 블록들로서 도시되지만, 이러한 도시들은 본질적으로 및 개수 면에서 예시적인 것이며 제한적인 것으로서 해석되어서는 안 된다.
도 3은 안경다리(302), 프레임 전방부(304), 및 렌즈(306)를 포함한 전형적인 시력 훈련용 안경(300)을 도시한다. 렌즈(306)는 전형적인 영역(308)과 같은 영역들을 포함한다. 프레임 전방부에 포함된 상호연결부(312)를 통해 렌즈 영역에 전기적으로 결합된 제어 스위치(310)가 제공된다. 제어 스위치(310)는 영역들을 활성화시키거나 또는 패턴들 또는 패턴 시퀀스들을 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스위치(310)는 패턴 스트로브 레이트를 선택할 수 있는 회전부를 포함할 수 있고, 안경을 턴온(turn-on) 및 턴오프(turn-off)하기 위한 푸시 메카니즘(push mechanism)을 포함할 수 있다.
시력 훈련용 안경을 위한 렌즈들은, 유리, 폴리카보네이트, 아크릴, 또는 다른 적절한 광학 물질로 렌즈 블랭크(lens blank)와 같은, 렌즈 기판을 포함할 수 있다. 기판은 좌우측 렌즈 양쪽을 형성하거나 또는 각각에 대한 개별적인 기판들이 이용될 수 있도록 구성될 수 있다. 기판들은 총체적인 투과를 제어하고 및/또는 미리 결정된 분광 주파수 투과율을 제어하도록 틴트(tint)되거나 채색될 수 있거나, 또는 광변색성 물질들로 만들어질 수 있다. 렌즈 기판은 착용 위치에서 일반적으로 (착용자와 마주하는) 후면과 (착용자를 등지고 있는) 앞면을 갖는다. 이러한 표면들 중 하나 또는 양쪽 모두의 곡률들 및 곡률 중심들은 선호하는 광학 교정을 제공하도록 선택될 수 있거나, 또는 실질적으로 광학적으로 중립이 되도록 선택될 수 있다. 뿐만 아니라, 곡률은 충분한 "와프(warp)" 또는 주변 시력 커버리지를 제공하도록 마련될 수 있다. 편의상, 착용 위치에서 렌즈 기판의 후면측 상에 중심이 위치하는 양의 곡률로서 형성된다. 일반적으로 표면들의 곡률은 약 0 디옵터와 +14 디옵터 사이에 있도록 선택된다.
때로는 디옵트리(dioptre)라고 불리어지는 디옵터(diopter)는 미터 단위로 측정된 곡선의 반경의 역수와 동일한 곡률의 측정치일 수 있다. 예를 들어, 1/2 미터의 반경(즉, 1 미터의 직경)을 갖는 원은 2 디옵터의 곡률을 갖는다. 결과적으로, 이전에 진술된 바와 같이, 예시적인 실시예들은 0 디옵터와 +14 디옵터 사이의 곡률을 갖는 렌즈를 포함하며, 이 렌즈는 1/7 미터(0.1428 미터)까지의 직경과 잠재적으로는 이보다 큰 직경(즉, 잠재적으로 1/14 미터보다 큰 반경)에 의해 정의된 곡률을 갖는 렌즈와 동등하다. 하지만, 렌즈의 전체 또는 일부분들로서의 렌즈의 곡률은 120 밀리미터와 200 밀리미터 사이(즉 0.12 미터 내지 0.2 미터)와 같은 직경에 의해 정의될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 추가적인 예시적 실시예에서, 렌즈의 곡률은 또한 130 밀리미터와 180 밀리미터 사이의 직경 범위를 가질 수 있다. 또는, 추가적인 실시예에서, 렌즈의 곡률은 렌즈의 적어도 일부분들에서 130 밀리미터 내지 140 밀리미터의 직경 범위를 갖는 것을 생각할 수 있다.
시력 훈련용 렌즈들은 또한 렌즈 기판의 후면 또는 앞면에 접합되거나 또는 이에 대해 동형이 될 수 있는 영역 전환 가능한 광학 변조기를 포함할 수 있다. 이와 같은 광학 변조기들은 4 디옵터 이상의 광학 곡률을 갖는 표면들에 대한 부착을 위해 유연할 수 있다. 광학 변조기들은 희망하는 경우 표면들 모두에 접합될 수 있다. 일반적으로 변조기는 제어 신호들을 수신하고 제어 신호들을 전환 가능한 영역들에 직접 전달하거나 또는 예컨대, 매트릭스 어드레싱을 위한 적절한 행과 열 컨덕터 신호들을 구축하는 영역 드라이버 디코더에 전달하도록 구성된 상호연결부(일반적으로 주변에 위치함) 및 광학적 활성 영역(즉, 전환 가능한 영역)을 포함한다. 유연한 액정계 변조기들이 편리하다.
프레임 기반의 안경이 일반적인 사용 및 활동 특정 훈련에 편리할 수 있지만, 활동 특정, 바이저(visor), 차광면 또는 보호 쉴드가 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 풋볼, 하키, 또는 라크로스 헬멧 또는 다른 머리 보호장치에 적합한 차광면 상에 차광 구역이 제공될 수 있다. 또한, 라켓 스포츠, 라크로스, 및 야구용 고글 및 안면 보호구는 그 위에 복수의 전환 가능한 구역이 형성될 수 있는 시야 보호 부분을 포함하도록 구성될 수 있다.
이러한 예는, 시야를 차단하거나 또는 시야의 일부를 부분적으로 차단하는 차광 패턴 또는 영역을 포함한다. 그러나, 다른 종류의 차광 패턴 및 차광 영역이 사용될 수 있다. 예를 들면, 시야가 모호해지기 쉬운 증가된 발광 영역을 착용자의 시야에 제시하도록 발광 구역이 제공될 수 있다. 그러한 발광 구역은 일시적으로 변하는 발광을 제공하도록 구성될 수 있고, 그것은 스펙트럼으로 변하는 발광을 포함한다. 원한다면, 그러한 발광은 스펙트럼으로 그리고/또는 일시적으로 변하는 편광을 갖도록 구성될 수도 있다. 그 영역은 실질적으로 렌즈의 전체 면적을 차지할 수 있거나 렌즈 면적의 작은 부분만 차지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 불투명한 발광 영역을 포함하는 렌즈는, 렌즈가 대체로 투명하게 되도록 구성될 수 있다. 따라서, 광 감쇠 영역 및/또는 발광 영역이 제공될 수 있다.
도 4는 예시적인 시력 훈련용 안경을 위한 안경다리(400)를 나타낸다. 안경다리(400)는 안경이 제공하는 시각적 문제(즉, 난이도)를 감소 또는 증가시키는 데 사용될 수 있는 레벨 조절 버튼(404, 406) 및 전원 버튼(402)을 포함한다. 이러한 버튼은, 사용하는 동안에 조절을 편리하게 하기 위해 안경다리(400) 상에 위치된다. 전원 버튼(402)은 시력 훈련용 안경의 작동을 개시 및 종료하도록 구성된다. 게다가, 전원 버튼(402)은 버튼을 눌러 우측 렌즈만 스트로빙, 좌측 렌즈만 스트로빙, 또는 양측 렌즈 스트로빙 중에서 토글(toggle)할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 전원 버튼(402)은 영역 패턴 또는 시퀀스의 미리 결정된 메뉴를 통하여 차례로 배열하도록 구성될 수 있지만, 그것은 그러한 사용자 조정 또는 기타 사용자 조정을 용이하게 하기 위해 추가의 선택 버튼을 제공하는 것이 더 편리할 수 있다. 레벨 조절 버튼(404)을 눌러 추가의 버튼 누름이 효과가 없는 지점인 이용 가능한 최고 난이도에 도달할 때까지 난이도를 증가시키도록 레벨 조절 버튼(404)이 구성될 수 있다. 레벨 조절 버튼(406)의 작동은 최저 난이도에서 유사할 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에 있이서, 모드 버튼의 차후 활성화는 현재 극단(즉, 최고 또는 최저 레벨)으로부터 다음의 극단까지의 사이클(예를 들면 난이도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3 ...의 사이클)로 설정된다. 예를 들면, 난이도가 현재 최고 극단(예를 들면, 레벨 8)으로 설정되면 모드 버튼의 차후 활성화(예를 들면, 디프레싱, 조작 및 착용자 제공 피드백)는 최저 난이도(예를 들면, 레벨 1)로 난이도를 전환시킨다.
추가적으로, 시력 훈련용 안경은 더 적거나 많은 제어 장치(예를 들면, 버튼)를 포함한다. 예를 들면, 시력 훈련용 안경이 단지 3D 시청 목적으로만 사용되도록 의도되는 경우 난이도 선택 제어 장치는 이용되지 않을 수 있다. 이 예에서, 플리커 속도/스트로브 속도는 외부 제어기(예를 들면, 디스플레이 장치에 의해 제공되는 동기화 신호)에 의해 제어될 수 있다. 유사하게, 제어 장치는 전원(예를 들면, 온/오프) 제어 및 난이도 또는 작동의 모드를 순환시키는 모드 제어에 한정될 수 있다(상기 논의된 바와 같음). 그러므로, 본 발명의 다양한 실시예에서 하나 이상의 제어 장치가 구현될 수 있다고 생각된다.
도 5는 도 4와 같은 안경다리로 제어될 수 있는 우측 렌즈(502) 및 좌측 렌즈(504)에서 영역의 배치를 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 우측 렌즈(502) 및 좌측 렌즈(504)는 통합된 렌즈 조립체(500)로서 형성될 뿐만 아니라, 개별적으로 제공될 수 있다. 또한, 사용자에게 안경 설정용 통신을 허락하기 위해 디스플레이 영역(510)이 제공된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 세그먼트 디스플레이가 편리하다. 렌즈(502, 504)는 대표 영역(506, 508)을 각각 포함한다. 나머지 영역은 도 5에서 표시되지 않는다. 일부 예에서, 상기 영역은 가변적인 광 감쇠를 제공한다. 영역은 실질적으로 투명하거나, 실질적으로 불투명하거나, 발광의 중간값을 갖도록 제어될 수 있지만, 안경다리(400) 및 렌즈(502, 504)를 포함하는 안경의 작동의 예가 "클리어" 상태 또는 "다크" 상태에 있도록 구성 가능하다고 말할 수 있는 영역으로 설명된다.
도 5의 렌즈의 동작이 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에서 도시된다. 전원 버튼(404)을 사용하여 렌즈에 전원이 공급되면, 초기 또는 디폴트 난이도가 디스플레이 영역(510)에 표시될 수 있고, 렌즈는 클리어 상태(또는 다크 상태)로 남는다. 디폴트 난이도는 가장 쉬운 레벨일 수 있고, 렌즈에 전원이 공급될 때 표시되는 "1"의 표시자로 할당될 수 있다. 짧은 간격(예를 들면, 2~10초) 후에 렌즈(502, 504)의 영역은 초기 난이도와 연관된 속도로 스트로빙을 시작하고, 디스플레이(510)는 꺼질 수 있다. 하나 또는 양측 렌즈의 스트로빙은 전원 버튼(404)으로 제어될 수 있는 작동의 초기 모드로서 설정될 수 있다. 이 예에서, 추가의 전원 버튼(404) 누름은 좌측 렌즈 선택, 우측 렌즈 선택, 및 전원 차단을 순환시킨다. 전형적으로, 꺼진 안경에 대하여 전원 버튼(404)을 누르는 것은 클리어 상태와 다크 상태 사이에서 교호하는 좌측 렌즈 및 우측 렌즈 양측 모두를 갖는 안경을 개시할 수 있다. 도 6 및 도 7은 모든 영역이 전환된 상태에서, 각각 클리어 상태 및 다크 상태 동안의 안경을 도시한다. 대안으로, 단지 하나의 렌즈 구역만 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 전환될 수 있다. 난이도는 언제라도 조절될 수 있고, 새로운 난이도는 디스플레이 영역(510)에 표시된다.
난이도는 다크 상태에서의 유지시간을 변경함으로써, 또는 클리어 상태에서의 유지시간을 변경함으로써, 또는 그 조합에 의해 변할 수 있다. 예를 들어, 가장 어려운 레벨은 착용자의 시야가 방해되는 동안 0.9초의 차폐 간격을 제공할 수 있다. 이들은 렌즈가 특정 상태에 있는 사이클의 비율을 변경하도록 듀티 사이클을 변경하는 예이다. 추가적으로, 이 예에서, 투명 상태가 일정하게 유지되기 때문에, 주파수는 또한 각각의 레벨에 따라 변한다(아래에 나타낸 바와 같음). 그러나, 소정의 레벨에 대하여 주파수가 일정하게 유지되고, 그러면 클리어(clear) 상태 유지시간이 다크 상태에 대한 듀티 사이클의 변경에 따라 변하게 한다는 것을 생각해 볼 수 있다. 이 예에서 다크 상태가 설명되지만, 클리어 상태가 이 예에서 다크 상태를 대체할 수 있다는 것을 생각해볼 수 있다.
다음은 스펙트럼 투과 상태 중의 하나가 클리어/다크 상태 간격의 반복 시퀀스 동안 일정하게 유지될 때, 듀티 사이클, 주파수, 및 레벨 간의 관계를 보여주는 표이다.
레벨 다크 상태(초) 듀티 사이클(%) 주파수(Hz)
1(가장 쉬움) 0.025 20 8
2 0.043 30 7
3 0.067 40 6
4 0.1 50 5
5 0.15 60 4
6 0.233 70 3
7 0.4 80 2
8(가장 어려움) 0.9 90 1
도 19는 본 발명의 실시예에 따라 상기 제공한 표에 대응하는 클리어(예를 들어, 덜 감쇄됨) 상태 및 다크(예를 들어, 더 감쇄됨) 상태 유지시간을 예시한다. 도 19가 나타내는 8개의 난이도(difficulty) 레벨의 대표적인 배열은 "가장 쉬운(easiest)" 레벨(1902), "가장 어려운(hardest)" 레벨(1916)에 대한 클리어 상태 간격 및 다크 상태 간격의 유지시간을 포함하고, 중간 레벨들(1904, 1906, 1908, 1910 및 1912)이 도시되어 있다. 도 19의 예시적인 레벨에서, 클리어 상태 간격(1918, 1920, 1922, 1924, 1928, 1930, 및 1932)은 0.1초의 고정된 유지시간을 갖는 반면에, 다크 상태 간격(1919, 1921, 1923, 1925, 1927, 1929, 1931, 및 1933)은 난이도 레벨이 증가함에 따라 증가하는 유지시간을 갖는다. 예를 들어, 가장 어려운 레벨(1916)은 착용자의 시야가 방해되는 동안인 0.9 초의 차폐 간격을 제공한다. 도 19의 모든 레벨에 대하여, 클리어 상태/다크 상태 간격의 반복 시퀀스가 제공되고, 대표적인 1초 기간에 대한 클리어 상태/다크 상태 간격이 도시되어 있다. 상기 표로 앞에서 설명한 바와 같이, 단일 상태에 대하여 일정한 유지시간을 유지함으로써 분광 투과율의 제2 상태에 대한 유지시간을 변경할 때에도 주파수 및 듀티 사이클이 변하게 할 수 있다.
앞에 나타낸 바와 같이, 클리어 상태는 다크 상태를 대체할 수 있으며, 그 결과 0.01 초의 일정한 다크 상태를 갖는 라이트(light) 상태/다크 상태 반복 사이클의 예시적인 시퀀스를 나타내는 다음의 표가 된다.
레벨 라이트 상태(초) 듀티 사이클(%) 주파수(Hz)
1(가장 쉬움) 0.025 20 8
2 0.043 30 7
3 0.067 40 6
4 0.1 50 5
5 0.15 60 4
6 0.233 70 3
7 0.4 80 2
8(가장 어려움) 0.9 90 1
도 20은 본 발명의 실시예에 따라 상기 제공한 표에 대응한 클리어(예를 들어, 덜 감쇄됨) 상태 및 다크(예를 들어, 더 감쇄됨) 상태 유지시간을 예시한다. 도 20이 나타내는 8개의 난이도 레벨의 대표적인 배열은 도 19에 관련하여 설명한 것과 반대이다. 도 20에 예시된 레벨은 "가장 어려운" 레벨(2002), "가장 쉬운" 레벨(2016)에 대한 클리어 상태 간격 및 다크 상태 간격의 유지시간을 포함하고, 중간 레벨들(2004, 2006, 2008, 2010 및 2012)이 도시되어 있다. 도 20의 예시적인 레벨에서, 다크 상태 간격(2018, 2020, 2022, 2024, 2028, 2030 및 2032)은 0.1초의 고정된 유지시간을 갖는 반면에, 클리어 상태 간격(2019, 2021, 2023, 2025, 2027, 2029, 2031, 및 2033)은 난이도 레벨이 감소함에 따라 증가하는 유지시간을 갖는다. 예를 들어, 가장 덜 어려운 레벨(2016)은 분광 투과율을 덜 감쇠시키는 0.9 초의 간격을 제공한다. 도 20의 모든 레벨에 대하여, 클리어 상태/다크 상태 간격의 반복 시퀀스가 제공되고, 대표적인 1초 기간에 대한 클리어 상태/다크 상태 간격이 도시되어 있다.
시력 훈련용 안경의 착용자에 의해 인지되는 난이도 레벨에 영향을 미치기 위한 추가적인 구성을 생각해볼 수 있다. 예를 들어, 다크 상태의 유지시간 및 라이트 상태의 유지시간은 조합하여 또는 독립적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 일대일 비율에 대하여 사용되는 유지시간을 변경하는 동안(아래에 설명되는 바와 같이 이는 주파수를 본질적으로 변경시킴) 다크 상태와 라이트 상태 사이에 일대일 비율이 유지될 수 있다(예를 들어, 75 밀리초의 다크 상태와 75 밀리초의 라이트 상태). 추가적으로, 인지되는 난이도 레벨에 영향을 미치도록 라이트 상태 유지시간이 변경되는 동안 다크 상태는 고정된 유지시간을 유지하는 것을 생각해 볼 수 있다(상기에 설명된 바와 같음). 또한, (1) 고정된 유지시간의 라이트 상태/가변 유지시간의 다크 상태, (2) 고정된 유지시간의 라이트 상태/고정된 유지시간의 다크 상태, 및 (3) 가변 유지시간의 라이트 상태/고정된 유지시간의 다크 상태의 임의의 조합이 본 발명의 예시적인 실시예에서 구현될 수 있다.
또한, 라이트 상태 및 다크 상태가 공통 듀티 사이클(예를 들어, 50% 다크-50% 라이트, 40% 다크-60% 라이트, 60% 다크-40% 라이트)을 유지할 수 있지만 주파수가 조정될 수 있는 것도 생각해볼 수 있다. 예를 들어, 다음의 표는 다크 상태 및 라이트 상태 반복 사이클의 1초 기간에 대한 예시적인 50% 듀티 사이클을 이용한다. 따라서, 난이도 레벨은 사이클이 이루어지는 주파수를 변경함으로써 조절된다. 아래는 일례이고 다른 주파수, 듀티 사이클 및 유지시간이 사용될 수 있다는 것이 예상된다.
레벨 다크 상태(Sec.) 듀티 사이클(%) 주파수(Hz)
1(가장 쉬움) 0.5 50 16
2 0.5 50 14
3 0.5 50 12
4 0.5 50 10
5 0.5 50 8
6 0.5 50 6
7 0.5 50 4
8(가장 어려움) 0.5 50 2
도 21은 고정된 듀티 사이클을 갖는 클리어(예컨대, 덜 약화됨) 상태와, 본 발명의 실시예에 따라 상기 제공된 표에 대응하는 고정된 듀티 사이클을 갖는 다크(예컨대, 더 약화됨) 상태를 도시하고 있다. 도 21에 의해 나타내는 난이도의 8개 레벨의 대표적인 배치는 제1 레벨(2102), 제8 레벨(2116) 및 중간 레벨(2014, 2106, 2108, 2110 및 2112)에 대한 클리어 상태 간격 및 다크 상태 간격의 유지시간을 포함한다. 도 21의 예시적인 레벨에서, 클리어 상태 간격(2118, 2120, 2122, 2124, 2128, 2130 및 2132)는 경쟁자 듀티 사이클을 갖지만, 그 유지시간은 주파수 변화에 의해 변경된다. 유사하게, 다크 상태 간격(2119, 2121, 2123, 2125, 2127, 2129, 2131 및 2133)은 일정한 듀티 사이클을 유지하면서 주파수 감소에 의해 증가하는 유지시간을 갖는다. 도 21의 모든 레벨에 대해서, 클리어 상태/다크 상태 간격의 반복적인 시퀀스가 제공되고 대표적인 1초 시구간에 대한 클리어 상태/다크 상태 간격이 도시되어 있다.
또한, 스펙트럼 투과 상태(즉, 다크 상태, 라이트 상태 또는 중간 레벨 상태) 중 하나에 대해 듀티 사이클을 조정하면서 주파수가 일정하게(예컨대, 2 Hz, 5 Hz, 8 Hz, 12 Hz, 20 Hz로) 유지될 수 있다는 것이 예상된다. 이하의 표는 다크 상태에 대해 듀티 사이클을 조정하면서 10 Hz 주파수(사실상 일례)가 유지되는 예시적인 양태를 제공한다. 전술한 바와 같이, 표는 조정될 수 있는 주파수, 듀티 사이클 및/또는 유지시간의 한 가지 예시적인 배치이다. 추가의 양태들이 예상된다.
레벨 다크 상태(Sec.) 듀티 사이클(%) 주파수(Hz)
1(가장 쉬움) 0.02 20 10
2 0.03 30 10
3 0.04 40 10
4 0.05 50 10
5 0.06 60 10
6 0.07 70 10
7 0.08 80 10
8(가장 어려움) 0.09 90 10
도 22는 본 발명의 실시예에 따라 상기 제공된 표에 대응하는 클리어(예컨대, 덜 약화됨) 상태와 다크(예컨대, 더 약화됨) 상태 유지시간을 도시하고 있다. 도 22에 의해 나타낸 난이도의 8개의 레벨의 대표적인 배치는 일정한 주파수를 유지하지만 난이도의 레벨을 변경하도록 듀티 사이클을 조정하는 클리어 상태 간격 및 다크 상태 간격의 유지시간을 포함한다. 예컨대, 도 22의 레벨은 "가장 쉬운" 레벨(2202), "가장 어려운" 레벨(2216) 및 중간 레벨(2204, 2206, 2208, 2210 및 2212)을 포함한다. 도 22의 예시적인 레벨에서, 10 Hz의 일정한 주파수는 다크 상태에 대해(그리고, 그 결과, 클리어 상태에 대해) 듀티 사이클이 변하는 것으로(초당 10 사이클) 나타난다. 따라서, 클리어 상태 간격(2218, 2220, 2222, 2224, 2228, 2230 및 2232)은 다크 상태 듀티 사이클의 증가에 의해 감소하는 유지시간을 갖는다. 다크 상태 간격(2219, 2221, 2223, 2225, 2227, 2229, 2231 및 2233)은 다크 상태 듀티 사이클의 증가에 의해 증가하는 유지시간을 갖는다. 도 22의 모든 레벨에 대해서, 클리어 상태/다크 상태 간격의 반복적인 시퀀스가 제공되고 대표적인 1초 시구간에 대한 클리어 상태/다크 상태 간격이 도시되어 있다.
클리어 상태/다크 상태 간격의 이들 배치는 예이고, 클리어 상태와 다크 상태 간격 유지시간이 모두 변경되는 배치 또는 클리어 상태/다크 상태 간격이 전환되는 주파수를 비롯하여 다른 배치가 사용될 수 있다. 약 10 내지 20 Hz보다 큰 주파수에서, 교호적인 클리어 레벨과 다크 레벨은 병합하는 경향이 있고 회색으로서 지각될 수 있다. 이 병합은 중앙 비젼 및 주변 비젼에 대해 상이한 주파수에서 발생하고, 주변 비젼은 통상적으로 보다 높은 주파수에서 플릭커(flicker)에 대해 더 민감하다. 다크/라이트 간격의 유지시간은 그러한 병합을 기초로 하여 선택될 수 있다. 시각적 도전 과제는 플릭커가 관찰되는 속도 또는 이보다 낮은 속도에서 더 두드러질 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 아래에서 더 상세하게 논의될 3차원 영상을 제공하는 비디오 디스플레이를 볼 때와 같이 클리어와 다크의 병합이 요망될 수 있다는 것이 이해된다.
난이도의 레벨은 또한 클리어 상태 또는 다크 상태에 있도록 조절되는 영역의 패턴 또는 시퀀스와 관련될 수 있고, 레벨 조정은 클리어 상태/다크 상태 간격 유지시간으로 제한되지 않는다. 레벨 조정 버튼은 시각적 도전 과제를 선택하기 위하여 차폐 패턴, 시퀀스 및/또는 타이밍을 변경하도록 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 다른 예에서, 안경다리(1000)에는 파워 스위치(1002), 행 선택 스위치(1004) 및 열 선택 스위치(1006)가 마련된다. 스위치(1004, 1006)의 반복적인 작동은 영역의 상이한 행 또는 열을 각각 선택하게 한다. 영역 타이밍은 파워 스위치(1002)의 반복적인 작동에 의해 변경될 수 있다.
또 다른 예에서, 특정한 상태(즉, 다크 상태, 라이트 상태, 중간 레벨 상태)에 대해 원하는 듀티 사이클을 변경하기 위하여 하나 이상의 입력 장치(예컨대, 스위치, 버튼, 제어 장치)를 사용자가 작동시킬 수 있다는 것이 예상된다. 유사하게, 사용자는 특정한 상태에 대해 원하는 주파수를 변경하기 위하여 하나 이상의 입력 장치를 작동시킬 수 있다. 또한, 제3자는 사용자에 의해 경험되는 듀티 사이클 및/또는 주파수를 변경하기 위해 입력(예, 무선 입력 장치)을 작동시킬 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서 논의된 프로세서, 메모리, 제어기, 및 다른 요소들은 사용자로부터 입력되는 원하는 주파수 및/또는 듀티 사이클을 수신, 처리, 및 변환하기 위해 적응될 수 있다. 원하는 듀티 사이클 및/또는 주파수를 위한 입력은 특정 듀티 사이클 및/또는 주파수를 통합하는 선택된 "레벨"의 형태일 수 있거나, 입력은 특정 듀티 사이클 및/또는 특정 주파수를 위한 것일 수 있다.
저파워 렌즈는 최대로 소정의 기본 곡률을 대해 동심원 렌즈를 위한 마이너스 파워량까지의 임의의 마이너스 파워량을 가질 수 있다. 저파워 렌즈는 예를 들면, -0.01 또는 -0.02 디옵터와 같이 -0.005 디옵터보다 큰 마이너스 파워를 가지며, 특히 예를 들면 -0.04 내지 -0.09 디옵터와 같이 -0.01 내지 -0.12 디옵터의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 저파워 렌즈는 다수의 이점을 달성한다. 저파워 렌즈는 더 작은 테이퍼(taper)를 가지고, 제로 파워 렌즈보다 더 얇을 수 있다. 테이퍼 감소는 비교정 렌즈의 과도한 비평행 표면에 의해 도입될 수 있는 주변 프리즘에서의 대응되는 감소를 발생시킨다. 더 얇은 렌즈는 또한 비교정 렌즈보다 더 양호한 물리적 안정성, 향상된 광학 품질, 더 낮은 무게와, 더 균일한 광 투과를 제공한다. 낮은 마이너스 렌즈의 생리학적 이점은 매우 시각적으로 요구되고/되거나 스트레스가 많은 활동에서 참여하는 운동 선수 및 다른 사용자의 적응적인 자세(accommodative posture)에 더 잘 부합된다는 것이다.
좌안 및 우안을 위한 패턴 또는 시퀀스는 상이한 주파수, 진폭(상이한 광 투과), 듀티 사이클(상이한 상대적 온/오프 유지시간), 및 위상에서 작동될 수 있다. 패턴은 일정한 주파수에서 전환될 필요는 없지만, 처프되거나(chirped) 또는 다른 가변 주파수에서 전환될 수 있거나, 무작위 간격으로 전환될 수 있다. 렌즈 투과율은 특정 예시에서 가변적이며, 편광의 투과된 광 상태도 또한 가변적일 수 있다. 이러한 편광 변조는 네마틱 액정에 의해 한정되는 영역을 가지고 편리하게 제공될 수 있다. 렌즈는 또한 광 투과를 정적으로 제어하기 위해 착색되거나 뉴트럴 그레이일 수 있거나, 포토크로닉 기판이 사용될 수 있다.
안경과 안경 시스템은 고정 또는 가변 레이트로 미리 결정된 패턴과 패턴 시퀀스를 제공하도록 편리하게 구성된다. 통상적으로 사용자 또는 트레이너는 추가적인 패턴, 패턴 시퀀스, 차폐 정도(obscuration extents), 가변 또는 고정된 패턴 속도, 패턴 컬러 또는 컬러 시퀀스, 또는 다른 시각 암흑화를 선택할 수 있다. 이러한 추가적인 트레이닝 선택은 키보드 또는 마우스와 같은 포인팅 장치를 사용해서 사용자 또는 트레이너에 의한 입력에 기초한 선택을 위해 맞춤화 옵션의 범위를 제공하기 위해 구성된 개인용 컴퓨터 또는 다른 컴퓨터 시스템을 사용해서 선택될 수 있다. 이러한 추가적인 트레이닝 시퀀스가 설계된 후에, 시퀀스가 메모리에 저장되고, 안경과 일체형이거나 아닐 수 있는, 안경의 제어기에 저장하기 위해 안경 시스템에 전송될 수 있다. 맞춤화 및 패턴 선택은 스포츠에 특정한 기능, 특정 훈련 목표, 착용자의 생리적 상태(눈 분리, 궤도 대칭성)에 기초할 수 있거나 다른 방식으로 구성될 수 있다.
다른 예시에서, 단일 렌즈 또는 이중 렌즈 안경(예를 들면, 안경 또는 고글), 보호 기구(예를 들면, 하키의 안면 보호 기구), 또는 고정된 장치(예를 들면, 정지 시청 또는 보호 스크린)와 같은 시각 트레이닝 장치가 모아레(moire) 패턴에 기초해서 차폐를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 일반적으로, 모아레 패턴은 그리드 패턴과 같이 두 개 이상의 반복적인 패턴, 또는 론치 룰링(Ronchi rulings)에 의해 제공되는 교호하는 투명 스트립 및 불투명 스트립과 같은 주기적 또는 비주기적 패턴의 중첩에 의해 형성되는 간섭 패턴이라고 간주된다. 하나 이상의 전기적으로 전환 가능한 패턴층은 사용자의 시야 내에 모아레 패턴을 제공하기 위해 선택가능하다. 예를 들면, 렌즈는 제1 패턴층과 제2 패턴층을 포함할 수 있고, 제1 층 및 제2 층은 상호 오프셋된다. 이러한 패턴층 중 하나 또는 모두의 패턴 세그먼트는 모아레 패턴을 포함하는 차폐를 제공하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들면, 제1 패턴층과 제2 패턴층은 동일 패턴에 기초할 수 있다. 패턴층들 중 하나는 제1 패턴층 내의 패턴 세그먼트의 다양한 조합이 작동될 수 있는 차폐 패턴을 생성하도록 선택적으로 전환될 수 있다. 모아레 패턴은 제1 패턴층과 제2 패턴층 모두에서 패턴 세그먼트를 선택적으로 전환함으로써 생성될 수 있다. 이런 방식으로, 모아레 및 다른 패턴 모두가 제공될 수 있다. 특정 예시에서, 패턴층들 중 하나는 순차적으로 모든 패턴 세그먼트가 함께 정상적으로 작동가능하지만, 개별적으로는 선택 가능하지 않도록 구성된다.
패턴은, 두 개의 능동 패턴층에 의해 수립된 두 개 이상의 패턴의 간섭에 기초해 제공될 수 있지만, 능동 패턴층(즉, 적어도 일부 패턴 세그먼트가 선택적으로 전환될 수 있는 투과율 또는 다른 광학 특성을 가지는 패턴층)은 고정된 패턴층을 사용하여 조합될 수 있다. 그런 다음, 모아레 패턴이 고정된 패턴층과 조합되어 능동 패턴층에서 패턴 세그먼트이 선택적인 작동에 기초해서 제공될 수 있다. 모아레 패턴은 또한 고정된 패턴과 조합되어 전환 가능한 시청 스크린을 가지고 제공될 수 있다. 일부 트레이닝 상황에서, 두 개의 고정된 패턴이 사용될 수 있고, 모아레 패턴은 고정된 패턴의 상대적으로 각을 이루거나(angular) 선형의 배치에 기초해서 선택될 수 있다. 안경 시스템은 전기적으로 전환 가능한 안경과, 시야의 가시 라인 근처의 사용자 선택 가능한 각진(angular) 배치, 또는 시야의 가시 라인에 수직인 선형 배치를 사용자가 가질 수 있는 별도의 고정된 패턴층을 제공할 수 있다. 편리함을 위해, 이러한 배치들 모두는 시야 라인에 대한 배치로서 본 명세서에서 지칭된다.
곡면형 안경
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 곡면형 안경(1100)이 도시되어 있다. 정면 사시도로부터 알 수 있는 바와 같이, 곡면형 안경(1100)은 상측 부재(1102) 및 하측 부재(1104)를 포함하며, 이들 두 부재 모두가 프레임의 일부를 포함한다. 그 프레임은 만곡 배향으로 두 부분(1106, 1108)을 갖는 렌즈를 유지하는 데에 효과적이다.
본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 렌즈는 기판, 하나 이상의 코팅 재료, 또는 요소를 포함하고, 이들 모두가 곡면형 안경의 착용자에 의해 인지되는 바와 같은 광의 투과를 허용하거나 광의 투과를 차폐하도록 함께 작동할 수 있다. 추가로, 본 명세서에서 이용하는 바와 같은 렌즈는 한쪽 눈에 의해 인지되는 광 투과율을 제어하는 데에 유효한 단일 부분을 구성할 수 있다. 게다가, 본 명세서에서 이용하는 바와 같은 렌즈는 2개의 부분을 갖는 공통 부재를 구성하여, 이 공통 부재의 각 부분이 착용자의 한쪽 눈에 의해 인지되는 광 투과율을 제어하는 데에 유효하게 될 수 있다.
도 11로 돌아가서, 부분(1106)은 예시적인 실시예에서 부분(1108)과는 별개의 부재일 수 있다. 그러나, 추가적인 실시예에서는 부분(1106)과 부분(1108)이 공통 부재이지만, 착용자의 가시 스펙트럼의 상이한 부분을 담당한다(예를 들면, 공통 렌즈가 상이한 두 눈을 담당함).
예시적인 실시예에서, 상측 부재(1102)는 부분(1106)이 정해진 곡선을 갖게 한다. 예를 들면, 부분(1106)은 본질적으로 인지 가능한 곡선을 갖지 않는 편평한 기판일 수 있다. 그러나, 상측 부재(1102)가 부분(1106)을 만곡 배향으로 안내하여, 부분(1106)을 그 만곡 배향으로 유지할 수 있다. 아래에서 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이, 상측 부재(1102)는 부분(1106)의 상측 에지를 수용하도록 된 채널(도시 생략)을 포함할 수 있다. 이 채널은 부분(1106)(또는 일반적으로 렌즈)의 원하는 만곡 배향과 유사하거나 대략 동일한 곡선을 가질 수 있다.
추가로, 상측 부재(1102) 내의 채널이 이에 수용될 렌즈의 원하는 곡선보다 약간 작은 지름으로 되지만, 만곡 채널의 폭은 채널 내에 유지되는 수용될 렌즈의 폭보다는 넓게 되도록 하는 것도 생각할 수 있다. 게다가, 상측 부재(1102) 내의 채널을 이에 수용될 렌즈의 원하는 곡선보다 약간 더 큰 지름으로 하지만, 만곡 채널의 폭은 곡선에서의 위치에 따라 달라지도록 하는 것도 생각할 수 있다. 이들 두 가지 예는 모두 전기적 가변 분광 투과율을 갖는 렌즈가 전체 표면에 걸쳐 일관되게 광 투과율을 변경할 수 있는 렌즈의 능력을 해치지 않고 만곡 배향으로 유지될 수 있는 수용 채널을 제공하기 위한 일환으로 고려된다. 아래에서 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이, 채널의 곡선 및 채널의 폭의 조절은 렌즈의 전기적 가변 분광 투과율을 그 부근에서 분열시키게 되는 핀치 포인트(pinch point)를 방지한다.
도 12에서는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 곡면형 안경(1200)을 전방 분해 사시도로 도시하고 있다. 이 곡면형 안경(1200)은 상측 부재(1202), 하측 부재(1204), 좌측 렌즈 부분(1206), 우측 렌즈 부분(1208), 상측 채널(1210), 하측 채널(1212), 전원(1214), 프로그램 가능 제어 기판(programmable control board : PCB)(1216) 및 유지 부재 수용 슬롯(1218)으로 이루어진다.
상측 부재(1202)는 충격에 견딜 수 있는 파편 방지 폴리머(shatter resistant polymer)로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 소정 물체(예를 들면, 공)가 곡면형 안경(1200)과 접촉할 가능성을 제공하는 체육 활동(또는 임의의 활동) 시에 곡면형 안경(1200)이 이용되는 경우에, 파열에 견딜 수 있는 재료의 능력이 착용자의 안전은 물론 곡면형 안경(1200)의 오랜 수명을 위해 유리하다. 결과적으로, 우측 렌즈 부분(1208)과 좌측 렌즈 부분(1206)도 역시 폴리머 또는 기타 유사한 특성의 재료와 같은 파편 방지 재료로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 곡면 렌즈는 유리로 이루어지지 않는다. 알 수 있는 바와 같이, 유리는 충격시에 파열되어 잠재적으로 착용자의 시력을 손상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 곡면 렌즈는 유리로 이루어지는 것이 아니라, 대신에 렌즈로서 이용하기 적합한 특성(예를 들면, 투명도)을 갖는 플라스틱 재료로 이루어진다. 게다가, 예시적인 실시예에서, 렌즈는 굴곡 가능하여 주위 온도에서 적당한 압력에 의해 만곡될 수 있는 가단성 플라스틱 재료로 이루어진다. 예를 들면, 렌즈는 예시적인 실시예에서 상온에서 만곡되어 곡면 렌즈를 형성할 수 있는 편평한 플라스틱 기판(즉, 전기적 가변 투과율 재료가 접합될 수 있는 물리적 재료)으로 이루어진다. 그러면, 본 예에서는 플라스틱 기판이 통상의 안경 프레임에 의해 가해질 수 있는 통상의 힘에 의해 만곡 배향(예를 들면, 자세)으로 유지된다. 그러나, 예시적인 실시예에서 렌즈가 유리로 구성될 수도 있음을 생각할 수 있다
곡면형 안경(1200)은 2개의 분리된 개별 렌즈 부분, 즉 우측 렌즈 부분(1208) 및 좌측 렌즈 부분(1206)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 아래의 도 15에 도시한 바와 같은 단일 렌즈가 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있다는 점도 생각할 수 있다. 단일 렌즈이든 렌즈 쌍의 일부이든 간에 렌즈 부분은 도 5 내지 도 9와 관련하여 앞서 설명하고 도시한 바와 같이 다수의 영역을 구비할 수 있다. 따라서, 단일 렌즈가 착용자의 두 눈 모두를 담당하는 예에서, 복수의 영역을 포함하기 때문에, 착용자의 각각의 눈에 의해 인지되는 광은 동일 위상(in-phase) 또는 상이 위상(out-of-phase)으로 되거나, 영역 구성들의 서로 간의 다른 조합으로 이루어질 수 있다.
상측 부재(1202)는 좌측 렌즈 부분(1206) 및 우측 렌즈 부분(1208)을 착용자의 얼굴 및 눈에 대한 소정 위치에 유지하는 프레임의 일부분이다. 안경 프레임에 통상적인 바와 같이, 상측 부재(1202)는 곡면형 안경(1202)의 착용자에 대한 원하는 위치에 곡면형 안경을 유지하는 데에 유효하다. 곡면형 안경(1200)은 좌측 렌즈 부분(1206) 및 우측 렌즈 부분(1208)을 유지하도록 상측 부재(1202)와 하측 부재(1204)를 조합하여 모두 포함하고 있다. 그러나, 예시적인 실시예에서, 곡면 렌즈에 의해 상측 부재 또는 하측 부재가 구현되거나 어느 쪽도 없는 경우(예를 들면, 무테)도 생각할 수 있다.
상위 부재(1202)는 상위 채널(1210)을 포함한다. 상위 채널(1210)은 렌즈의 에지부를 수용하고 유지하도록 구성되는 상위 부재(1202) 내의 리세스부이다. 상술된 바와 같이, 상위 채널(1210)의 폭은 내부에 수용되어 유지될 에지의 폭과 부합될 수도 있다. 또한 예시적인 실시예에서, 상위 채널(1210)의 폭은, 적어도 하나 이상의 섹션을 따라, 내부에 유지되는 렌즈의 폭보다 넓다. 예시적인 실시예에서 상위 채널(1202)의 깊이는 렌즈를 유지하기에 충분한 깊이이면서, 상위 채널(1210) 내에 리세스되는 렌즈의 양을 최소화한다. 예시적인 실시예에서 상위 채널(1210)은 또한 하나 이상의 전기 리드가 내부에 위치되는 공동을 제공한다. 전기 리드는 렌즈의 전기적 가변 전송 상태를 제어하고 그리고/또는 전원(1214)을 PCB(1216)와 연결시키기 위해 사용될 수도 있다.
상위 채널(1210)과 유사하게, 하위 채널(1212)은 하나 이상의 렌즈를 수용하고 유지하는 기능을 하는 하위 부재(1204)와 같은 프레임 부재 내의 리세스이다. 곡면형 안경(1200)은 좌측 렌즈부(1206) 및 우측 렌즈부(1208)가 상위 채널(1210)과 하위 채널(1212) 양자에 의해 만곡된 배향으로 유지되는 본 발명의 예시적인 실시예이다. 그러나, 단일 채널이 하나 이상의 렌즈에 대해 만곡된 배향을 유지하는데 효과적이라는 것도 알 수 있다.
PCB(1216)는 프로세서 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 프로그램 가능한 컴퓨팅 보드이다. 예시적인 실시예에서, PCB(1216)는 도 2에 대해 상술된 바와 같이 예시적인 제어 시스템(204)이다. PCB(1216)는 렌즈의 하나 이상의 상태를 제어하는 기능을 한다. 상태의 예는 투명 상태를 포함한다. 투명 상태는 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율 처리에 의해 최소로 중단된 상태의 렌즈를 통한 광 전송 상태이다. 달리 말하면, 전기적으로 분광 투과율을 변경 가능한 렌즈는, 전력이 공급될 때, 렌즈의 분광 투과율 특성을 변경하기 위한 필요 재료의 고유한 특성에 기초하여 "다크(dark)" 상태 또는 "라이트(light)" 상태일 수도 있다. 다크 상태는 분광 투과율이 감소되지 않은 경우(예컨대, 전력이 인가되거나 인가되지 않음)보다 큰 정도로 렌즈를 통한 광 투과를 차단하는 상태이다. 유사하게, 라이트 상태는 스펙트럼 투과율이 감소된 경우(예컨대, 전력이 인가되거나 인가되지 않음)보다 렌즈를 통한 광 투과를 추가로 차단하지 않는 상태이다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 투명 상태는 불투명 상태보다 더 큰 분율의 분광 투과율이 야기될 수 있게 하는 상태이다. 유사하게, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 불투명 상태는 투명 상태보다 적은 분율의 분광 투과율이 야기될 수 있게 하는 상태이다. 따라서, 투명 상태 및 불투명 상태는 본 명세서에 사용된 바와 같이 서로 상대적인 용어이다.
예시적인 실시예에서 PCB(1216)는 좌측 렌즈부(1206) 및 우측 렌즈부(1208)를 위해 투명 상태와 불투명 상태 사이에서 상이 위상(out-of-phase) 플리커(예컨대, 스트로보 이펙트)를 동기화하도록 구성된다. 상이 위상 플리커의 동기화는 표시 장치의 재생률과 부합된다. 예컨대, 모니터, 텔레비젼 및/또는 프로젝터(및 결부된 관찰면)와 같은 표시 장치는 표시된 영상을 단위 시간당 특정 횟수로 재생한다. 이는 초당 사이클인 헤르츠로 통상 측정된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 곡면형 안경은 표시 장치의 재생률과 동기화된다. 동기화는 곡면형 렌즈의 일부분을 투명하게 하면서 곡면형 렌즈의 다른 일부분을 불투명하게 한다. 투명 상태에서 불투명 상태까지의 사이클은, 착용자의 우측 눈과 관련된 렌즈가 투명 상태일 때 우측 눈에 의해 인식될 화상이 표시 장치상에 표시되도록 표시 장치와 부합된다. 유사하게, 투명 상태에서 불투명 상태까지의 사이클은, 착용자의 좌측 눈에 의해 인식될 화상이 표시 장치상에 표시될 때 좌측 눈과 관련된 렌즈가 투명해지도록 조정된다. 역으로, 특정 시간에 소정의 화상을 인식하지 않도록 되어 있는 눈과 관련된 렌즈는 불투명해진다.
예컨대, 240 Hz의 재생률(초당 240개의 화상이 표시됨)을 갖는 텔레비젼은 좌측 렌즈가 초당 120번은 투명해지고 초당 다른 120번은 불투명해지도록 곡면형 안경과 동기화될 수도 있다. 유사하게, 좌측 렌즈가 초당 120번은 불투명해지고 초당 다른 120번은 우측 렌즈가 투명해진다. 따라서, 텔레비젼은 좌측 눈이 인식하도록 초당 120개의 화상을 보여주고 우측 눈이 인식하도록 초당 다른 120개의 화상을 보여준다. 이상인 2개의 렌즈부를 서로 동기화하는 이런 프로세스 및 텔레비젼 재생률은 텔레비젼에 의해 표시된 내용을 3차원(3D)으로 관측할 수 있게 한다.
3D를 관측할 때 곡면형 렌즈를 갖는 곡면형 안경의 이점은 곡면형 안경의 착용자가 3D 관측시 더 넓은 범위의 주변 시야를 이용할 수 있다는 것을 포함한다. 예컨대, 비교적 가까운 거리(예컨대, 극장의 전방 열)에서 대형 표시 장치를 관측할 때, 표시된 내용의 일부분은 표준형 편평 렌즈 3D 관측 안경에 의해 제공되는 착용자의 중심 시야의 외부에 존재한다. 또한, 착용자의 주변 시야를 이용하는 IMAX 형식의 관측 환경에서, 비랩핑(non-wrapping) 3D 안경은 착용자의 시야를 충분히 확장할 수가 없다. 따라서, 착용자의 시계(field of vision) 주위를 랩핑하는 곡면형 렌즈는 향상된 완전한 3D 관측 경험을 제공한다.
예시적인 실시예에서, 곡면형 안경은 수신기 요소를 포함한다(도시되지 않음). 수신기 요소는 곡면형 안경의 두 개의 렌즈 부분의 상이 위상(out-of-phase) 사이클을 표시 장치의 리프레쉬 레이트에 동기화시키기 위해 표시 장치로부터 동기 신호를 수신한다. 예를 들어, 적외선 수신기는 표시 장치 또는 관련 컨텐츠 소스로부터 적외선 신호를 수신한다. 수신기 요소의 추가적인 예는 무선 주파수(RF) 수신기를 포함한다. 예를 들어, 블루투스[BLUETOOTH (IEEE 표준 802.15)]는 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 것으로 고려되는 단거리(short range) RF 사양이다.
곡면형 안경과 표시 장치의 동기화에 지원하는 것에 더하여, 수신 모듈은 또한 (혹은 대안적으로) 곡면형 안경을 제어하기 위해 하나 이상의 원격 제어 신호들을 수신하도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 곡면형 안경으로부터 직접적으로 조정가능한 기능은 원격으로 또한 조정될 수 있다. 예를 들어 전기적으로 조정가능한, 곡선형 렌즈의 분광 투과율(spectral transmittance)의 플리커 레이트(flicker rate)(예컨대, 주파수, 기간, 강도, 온/오프)는 수신 모듈을 이용하여 곡면형 안경과 통신하는 원격 제어에 의해 조정될 수 있다.
예를 들어, 운동 선수가 곡면형 안경으로 훈련하는 동안 운동 트레이너는 원격 제어를 이용하여 강도 레벨(예컨대, 하나 이상의 렌즈 부분의 차폐된 상태 또는 투명 상태의 기간을 바꾸는 것)을 조정할 수 있다. 결국, 운동 선수는 쉬운 강도 레벨에서 곡면형 안경으로 수신 루트를 달릴 수 있고, 운동 선수가 처음으로 들어오는 공을 식별한 후에, 트레이너는 훈련 경험을 강화시키기 위해 곡면형 안경의 강도 레벨을 증가시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 수신 모듈은 직접적으로 또는 간접적으로 PCB(1216)에 연결된다. 그 결과, 수신 신호의 처리는 수신 모듈 또는 PCB(1216) 중 하나에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 완수될 수 있다.
도 12로 돌아가서, 상위 부재(1202)는 두 개의 유지 부재 수용 슬롯(1218)을 가질 수 있다. 유지 부재 수용 슬롯(1218)은 스트랩(strap)과 같은 유지 부재를 수용하도록 기능한다. 예를 들어, 곡면형 안경(1200)이 운동 또는 이동 활동에 이용될 때, 스트랩은 곡면형 안경이 착용자의 얼굴에 대하여 원하는 위치에 유지되도록 한다. 추가적인 예시적 실시예에서, 유지 부재 수용 슬롯(1218)에서 수용되는 유지 부재는 도 3과 관련하여 이미 설명된 안경다리(302)와 같은 안경다리를 포함한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 곡선형 채널(1302)을 갖는 곡면형 안경 프레임(1300)의 일부를 도시한다. 전술한 바와 같이, 곡면형 안경 내의 곡선형 렌즈를 수신하고 유지하기 위한 채널은 프레임과 동일한 곡선 지름을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 안쪽 라인으로부터 착용자의 머리 주위의 연장량인 "랩(wrap)"의 양을 증가시키기 위해, 프레임은 프레임과 연관된 곡선형 렌즈보다 작은 지름의 곡선을 가질 수 있다. 이 예에서, 전제적으로 곡면형 안경에 의해 제공된 랩의 양을 최대화하면서 곡면형 렌즈에 놓인 스트레인(strain)의 양을 줄이기 위한 노력으로, 곡면형 렌즈 지름은 곡면형 프레임 지름보다 커진다. 설명 목적으로 이러한 개념은 레이스 주자가 레이스 트랙 상의 코너를 돌 때 레이스 주자의 경로로부터 유추될 수 있다. 이러한 유추에서, 주자는 코너의 바깥쪽에서 시작하여 정점 근처에서 코너의 안쪽으로 바꾸고 트랙의 바깥쪽 가장자리쪽으로 코너를 나감으로써 코너 내에서 도는 양을 감소시킨다.
곡선형 채널(1302)은, 곡선형 채널(1302)의 지름이 프레임(1300)의 일반적인 지름보다 크게 되도록 전술한 유추 방식을 따른다. 예를 들어, 프레임(1300)의 "안쪽" 가장자리와 곡선형 채널(1302) 간의 거리는 제1 거리(1304)에서, 곡선의 정점 근처에서 더 작은 거리(1306)로 바뀐다. 마지막으로, 프레임(1300)의 안쪽 가장자리와 곡선형 채널(1302) 간의 거리는 거리(1306)로부터, 곡선의 "출구"에서 거리(1308)로 증가한다. 그러므로, 곡면형 안경의 착용자에 대한 주변 시야 영역의 원하는 양은 곡면형 안경 내의 실제 렌즈의 곡선을 줄이는 동안 달성된다. 예시적인 실시예에서, 곡면형 렌즈의 지름은 그것이 유지되는 프레임의 지름과 유사할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 도 13은 오직 하나의 눈에 작용하는 렌즈를 수용하는 곡선형 채널(1302)를 도시하고 있지만, 곡선형 채널은 양쪽 눈에 작용하는 렌즈를 유사하게 수용하는 프레임을 따라 연장될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 곡면형 안경(1400)의 정면도를 도시한다. 곡면형 안경(1400)은 착용자의 시야 주위의 랩 효과를 제공하기에 적합하다. 결국, 곡면형 안경(1400)은 착용자가 주변 시야 영역에서 인지된 빛에 영향을 주는 전기적으로 전환 가능한 스펙트럼 투과율을 갖도록 하기 위해 기능한다.
곡선형 프레임에 놓인 전형적인 평평한 렌즈들과 달리, 곡면형 안경의 착용자에 의한 속눈썹 접촉이 줄어들 수 있다. 예를 들어, 이득은 아니지만, 곡면형 렌즈 및 프레임 솔루션의 외관을 제공하기 위해, 곡선형 프레임 내에 평평한 렌즈가 곡선형 프레임 내에 놓여질 때, 착용자는 비-곡선형의(un-curved) 각 진(angled) 렌즈가 그의 속눈썹에 접촉할 수 있다. 곡선형 프레임 내의 비-곡선형 렌즈가 전기적으로 전환 가능한 분광 투과율의 주변 시야 영역을 제공하게 하기 위해, 렌즈는, 주변 시야 영역의 부분을 커버하기 위한 시도로서 렌즈의 측면 가장가리가 가능한 한 뒤쪽으로 연장되도록 하기 위해, 안쪽 가장자리가 착용자의 얼굴로부터 밀쳐지도록 각을 이룬다. 그러나, 이러한 렌즈의 각짐 현상은 렌즈가 착용자의 눈, 따라서 속눈썹으로 아주 근접하게 되도록 한다. 전기적으로 전환 가능한 분광 투과율을 갖는 곡면형 안경을 이용할 때, 착용자는 집중을 방해하고 간섭하는 속눈썹의 렌즈와의 접촉을 희망하지 않는다. 따라서, 곡면형 렌즈는 평판 렌즈(flat lens)에서 발생하는 속눈썹 접촉의 고통을 방지한다.
도 14로 돌아가면, 곡면형 안경(eyewear)(예를 들어, 전기적으로 분광 투과율을 변경 가능함)의 기능을 제어하는 제어부(1402)가 곡면형 안경(1400)의 우측 안경다리 상에 유지되어 있는 것으로 도시된다. 일 실시예에서, 제어부(1402)는 도 4에 관하여 앞서 논의한 레벨 조절 버튼들(404, 406)과 유사하다. 곡면형 안경(1400)은 전원(1404)을 또한 포함한다. 앞서 논의한 바와 같이, 전원(1404)은 배터리 또는 다른 대체 가능하거나 재충전 가능한 전원을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전원(1404)은 곡면형 안경(1400)과 관련된 USB(Universal Serial Bus) 연결부(미도시)를 통해 재충전된다. 예를 들어, 곡면형 안경(1400)의 PCB에 대한 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 업데이트하는 것에 더하여, USB 연결부는 전원(1404)을 충전하기 위해서도 또한 이용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 착용자의 두 눈에 의해 감지되는 빛을 조절하는 데에 효과적인 곡면형 렌즈(1500)를 도시한다. 곡면형 렌즈(1500)는 전기적으로 가변적인 분광 투과 재료가 결합되는 단일 기판이다. 예를 들어, LCD 재료는 유리보다 더 나은 파편 방지 특성을 갖는 중합체 기판에 대하여 그 안에, 그 위에, 또는 다른 방식으로 위치됨으로써 병합될 수 있다. 곡면형 렌즈(1500)는 착용자의 좌안 및 우안 모두에 의해 감지되는 빛을 조절하는 데에 효과적이다. 그러나, 앞서 논의한 바와 같이, 전기적으로 가변적인 분광 투과율의 하나 이상의 영역들(예를 들어, 부분들)은 감지되는 빛의 국부적인 조절을 허용하기 위해 곡면형 렌즈(1500) 상에서 구현되는 것으로 고려된다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 안경(1600)의 상면도를 도시한다. 곡면형 안경은 곡선형 프레임(1602) 및 곡면형 렌즈(1604)를 포함한다.
평판 렌즈에 의해 제공되는 시야 영역의 예시적인 도해는 시야의 예시적인 중앙 영역(1606)으로 제한된다. 그러나, 착용자를 감싸는 곡면형 렌즈(1604)를 제공함으로써, 시야 영역은 주변 시야 영역(1608)을 포함하도록 확장된다. 따라서, 운동 선수의 시력 훈련 및 3D 애플리케이션에 있어서, 시야의 중앙 영역(1606)에 더하여 주변 시야 영역(1608)을 포함하도록 시야 영역을 확장하는 것이 바람직하다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 곡면형 렌즈(1700)를 도시한다. 곡선(1702)은 렌즈(1700)의 일반적인 굴곡을 따라 도시된다. 굴곡(1702)은 직경(φ)(1704)을 갖는다. 굴곡(1702)의 직경(1704)은 곡면형 렌즈(1700)의 굴곡 방향(orientation)을 정의하며, 렌즈(1700)의 굴곡 방향은 1704의 직경을 갖는다. 그러나, 위치들(1706-1712)에서 도시된 바와 같이, 곡면형 렌즈(1700)는 굴곡(1702)에 의해 정의되는 완전한 원을 고수하지는 않으나, 그 대신에 곡면형 렌즈(1700)의 굴곡 방향은 굴곡(1702)에 의해 전체로서 정의된다.
예를 들어, 곡면형 렌즈(1700)는 지점들[1706(좌측 안경다리 영역), 1708(연결부 영역), 및 1710(우측 안경다리 영역)]에서 도시된 굴곡(1702)과 실제로 교차한다. 그러나, 곡면형 렌즈(1700)는, 예를 들어, 굴곡(1702)으로부터의 지점(1712)에서 분기한다. 곡면형 렌즈(1700)의 분기는 특정 직경에 의해 일관적으로 정의되지 않기 때문에 여기에서 때때로 대략적인 굴곡으로 언급되지만, 그 대신 전체로서는 직경에 의해 정의된다. 앞서 논의한 바와 같이, 착용자의 속눈썹으로부터의 추가적인 간격(clearance)를 제공하거나, 곡면형 렌즈(1706) 상의 스트레스를 감소시켜서 곡면형 렌즈(1700)의 전기적으로 변환 가능한 특성들에 대한 부정적인 효과를 최소화하기 위해 곡면형 렌즈(1700)의 곡률이 분기할 수 있다.
일 실시예에서 직경(1704)은 120 밀리미터와 200 밀리미터 사이에 있다. 다른 실시예에서 직경은 이 범위보다 더 넓거나 또는 더 좁은 것으로 고려된다. 또 다른 실시예에서, 직경(1704)은 130 밀리미터 내지 180 밀리미터이다. 일 실시예는 11.42 디옵터로서도 표현될 수 있는 직경 175 밀리미터를 갖는 곡률에 의해 대략적으로 정의되는 굴곡 방향을 갖는 곡면형 렌즈를 포함한다. 또 다른 실시예에서는, 이하에서 더욱 상세하게 논의될 바와 같이, 굴곡 방향은 130 밀리미터와 140 밀리미터 사이의 직경을 갖는 굴곡에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 곡면형 렌즈는 14.81 디옵터로서도 표현될 수 있는 135 밀리미터의 직경을 갖는 대략적인 굴곡에 의해 정의되는 굴곡 방향을 갖는다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 곡면형 렌즈(1800)를 도시한다. 곡면형 렌즈(1800)는 좌측 부분(1802), 우측 부분(1804) 및 연결부 부분(1814)을 포함한다. 도 17에 관하여 앞서 논의한 바와 같이, 곡면형 렌즈는 대략적인 곡선에 의해 부분적으로 정의될 수 있으나, 일 실시예에서, 곡면형 렌즈(1800)는 특정 부분[예를 들어, 좌측 부분(1802), 우측 부분(1804)]의 굴곡에 의해 정의된다. 결과적으로, 굴곡(1806)은 좌측 부분(1802)의 일반적인 굴곡을 따라 도시된다. 굴곡(1806)은 직경(φ1)(1810)을 갖는다. 일 실시예에서, 굴곡(1806)의 직경(1810)은 곡면형 렌즈(1800)의 굴곡 방향을 전체로서 정의하며, 곡면형 렌즈(1800)의 굴곡 방향의 일부분은 1810의 직경을 갖는다. 유사하게, 굴곡(1808)은 우측 부분(1804)의 일반적인 굴곡을 따라 도시된다. 굴곡(1808)은 직경(φ2)(1812)을 갖는다. 일 실시예에서, 굴곡(1808)의 직경(1812)도 또한 곡면형 렌즈(1800)의 굴곡 방향을 전체로서 정의할 수 있으며, 곡면형 렌즈(1800)의 굴곡 방향의 일부분은 1812의 직경을 갖는다.
연결부 부분(1814)은 좌측 부분(1802) 및 우측 부분(1804)보다 작은 곡선 방위(즉, 곡선 방위를 정의하는 큰 직경 곡선)를 가질 수가 있다. 그러므로, 일률적으로 곡면형 렌즈(1800)의 곡선 방위를 정의하는 것은 곡면형 렌즈(1800) 부분의 직경을 이용하여 행해진다. 이 예에서, 곡면형 렌즈(1800)은 직경 Φ1(1810)과 Φ2(1812)을 각각 갖는 제1 곡선(곡선 1806) 및/또는 제2 곡선(곡선 1808)에 의해서 정의된다. 일례의 실시예에서 직경 Φ1(1810)과 Φ2(1812)은 130 밀리미터 및 140 밀리미터 사이이다.
본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 설명된 각종 요소들과 도시하지 않은 요소들의 다양한 배열들이 가능하다. 본 발명은 실시예들로 제한되지 않고 이들 실시예는 예증의 목적으로 기술되었음을 이해해야 한다. 당업자에게는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 대안의 실시예들이 자명하다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 앞에서 언급한 개선 사항을 구현하기 위한 대안의 수단을 개발할 수가 있다.
개시된 기술의 윈리를 적용할 수 있는 많은 가능한 실시예들을 고려하여, 예증의 실시예들은 단지 양호한 실시예이며 기술의 범위를 제한하는 것으로서 취급되어서는 안 된다는 것을 인식하여야 한다. 오히려 발명의 범위는 첨부되는 청구범위에 의해서 정의된다. 그러므로 본 발명이 청구하고자 하는 것은 첨부된 청구범위의 범위와 사상 내에 있다.
100 : 훈련용 안경
102 : 프레임
104 : 제1 렌즈
106 : 제2 렌즈
108 : 영역
110 : 영역
112 : 안경다리
1400 : 안경
1402 : 제어부
1404 : 전원

Claims (20)

  1. 시력 훈련용 안경으로서,
    광을 감쇠시킬 수 있으며 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 갖는 제1 렌즈로서, 상기 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 제어되는 것인 제1 렌즈와,
    광을 감쇠시킬 수 있으며 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 갖는 제2 렌즈로서, 상기 렌즈 구동장치가 제2 렌즈의 분광 투과율을 제어하는 것인 제2 렌즈와,
    제1 렌즈 및 제2 렌즈를 유지하도록 구성되는 프레임과,
    렌즈 구동장치
    를 포함하며, 상기 렌즈 구동장치는, 제1 유지시간에 대한 제1 분광 투과율 및 제2 유지시간에 대한 제2 분광 투과율로부터 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle)을 조절하도록 구성되는 것인 시력 훈련용 안경.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 액정 재료로 이루어지며 상기 제2 렌즈는 액정 재료로 이루어지는 것인 시력 훈련용 안경.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 유지시간 및 제2 유지시간은 동일한 유지시간인 것인 시력 훈련용 안경.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 유지시간은 0.025, 0.043, 0.067, 0.1, 0.15, 0.233, 0.4 또는 0.9 초인 것인 시력 훈련용 안경.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 분광 투과율은 실질적으로 광을 차단하는 것인 시력 훈련용 안경.
  6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치는 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 주파수 및 듀티 사이클 양자 모두를 조절하는 것인 시력 훈련용 안경.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 유리로 이루어지는 것인 시력 훈련용 안경.
  8. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치는 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율을 제2 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율과 동일 위상으로 순환시키는 것인 시력 훈련용 안경.
  9. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치는 프레임과 함께 유지되는 것인 시력 훈련용 안경.
  10. 제1항에 있어서, USB(Universal Serial Bus) 연결부를 더 포함하는 시력 훈련용 안경.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 비교정 렌즈(plano lens)인 것인 시력 훈련용 안경.
  12. 제1항에 있어서, 시력 훈련용 안경에 대한 입력을 수신하도록 구성되는 무선 수신 요소를 더 포함하는 시력 훈련용 안경.
  13. 안경 및 렌즈 구동장치를 포함하는 시력 훈련용 시스템으로서,
    상기 안경은 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 구비하고, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈는 훈련자의 시야를 차폐(obscuration)하도록 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 가지며, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 변경은 동일 위상으로 행해지고,
    상기 렌즈 구동장치는 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율의 주파수 및 듀티 사이클을 제어하도록 구성되며,
    (1) 상기 듀티 사이클은, 제1 유지시간을 갖는 차폐된 상태(obscured state)에 대한 사이클의 백분율 또는 제2 유지시간을 갖는 차폐되지 않은 상태(un-obscured state)에 대한 사이클의 백분율을 변경하기 위해 조절 가능하고,
    (2) 상기 주파수는, 시간 주기 내의 사이클의 횟수를 변경하기 위해 조절 가능하며, 이에 따라 상기 주파수는 15 Hz 미만으로 조절 가능한 것인 시력 훈련용 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 액정 재료로 이루어지며 상기 제2 렌즈는 액정 재료로 이루어지는 것인 시력 훈련용 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치는 프레임과 함께 유지되는 것인 시력 훈련용 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치는 제1 렌즈의 변경 가능한 분광 투과율의 주파수 및 듀티 사이클 양자 모두를 동시에 조절하도록 구성되는 것인 시력 훈련용 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 곡면형 렌즈인 것인 시력 훈련용 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 훈련자의 시야의 적어도 일부는 안경에 의해 차폐될 수 있는 것인 시력 훈련용 시스템.
  19. 제13항에 있어서, 상기 시력 훈련용 시스템은 무선 제어 신호를 수신하도록 기능하는 수신 요소를 더 포함하며, 상기 무선 제어 신호는 안경에 대한 입력을 제공하는 것인 시력 훈련용 시스템.
  20. 시력 훈련용 안경으로서,
    제1 유지시간을 갖는 제1 분광 투과율 상태에서 광을 감쇠시키며 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 갖는 제1 렌즈로서, 상기 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 제어되는 것인 제1 렌즈와,
    제1 유지시간을 갖는 제1 분광 투과율 상태에서 광을 감쇠시키며 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율을 갖는 제2 렌즈로서, 상기 전기적으로 변경 가능한 분광 투과율은 렌즈 구동장치에 의해 제어되는 것인 제2 렌즈와,
    제1 렌즈 및 제2 렌즈를 유지하도록 구성되는 프레임과,
    렌즈 구동장치
    를 포함하며, 상기 렌즈 구동장치는 주파수 및 듀티 사이클을 수신하도록 구성되고, 이에 따라 렌즈 구동장치는 주파수 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나에 기초하여 제1 렌즈의 제1 유지시간 및 제2 렌즈의 제1 유지시간을 제어하는 것인 시력 훈련용 안경.
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