KR20130057603A

KR20130057603A - 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글

Info

Publication number: KR20130057603A
Application number: KR1020110123401A
Authority: KR
Inventors: 신익수; 임성원; 심완기
Original assignee: 주식회사 한국 오.지.케이
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-06-03
Also published as: KR101273620B1

Abstract

본 발명은 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글에 관한 것으로 조도센서에 의해 주변조도를 감지하고 이에 대응되게 액정이나 F-LCD 등과 같은 렌즈의 투과율을 자동 조절할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위한 본 발명은 고글의 구동전원을 공급하는 배터리(11)와 고글을 '온/오프'시키기 위한 키를 구비한 키 입력부(14), 주변조도를 감지하는 조도센서(12), 조도센서(12)에 의해 감지되는 주변조도에 대응되는 제어신호를 출력하는 MCU(15), MCU(15)에서 출력되는 제어신호에 대응하는 PWM 펄스를 생성하는 PWM 펄스 발생부(16), PWM 펄스 발생부(16)에서 출력되는 PWM 펄스를 DC 구동전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(18) 및 DC-DC 컨버터(18)에 의해 변환된 DC 구동전압에 따라 렌즈(20)의 투과율을 주변조도에 대응되게 조절하는 레벨셔터(19)를 포함하여 구성된다.

Description

주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글{Depending on ambient illumination which automatically adjust transmittance of lens Goggles}

본 발명은 렌즈를 구비한 고글에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조도센서에 의해 주변조도를 감지하고 이에 대응되게 액정이나 F-LCD 등과 같은 렌즈의 투과율을 자동 조절할 수 있도록 하는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글에 관한 것이다.

일반적으로, 아파트 베란다 샤시창, 주택 유리창, 자동차 윈드실드 글라스, 자동차 윈도우, 안경, 선글라스 등을 통하여 입사되는 태양광량은 거주자 또는 사용자의 시력에 큰 영향을 준다.

또한, 상기한 아파트 베란다 샤시창이나 주택 유리창 등을 통하여 입사되는 태양광량은 거주자의 시력에 영향을 주는 것뿐만이 아니라, 집안으로 입사되는 햇빛의 양을 결정하기 때문에 집안의 분위기를 좌우하기도 한다.

종래에는 상기한 자동차 윈드실드 글라스, 자동차 윈도우, 선글라스 등은 입사되는 태양광량을 줄이기 위하여 코팅을 하여 사용하기도 한다.

그러나 이와 같은 종래의 아파트 베란다 샤시창, 주택 유리창, 자동차 윈드실드 글래스, 자동차 윈도우, 안경, 선글라스 등은, 태양의 빛세기 및 주변의 광량에는 관계없이 항상 일정한 투과율을 가지므로 코팅되어 있다고 하더라도 태양의 빛세기 및 주변의 광량에 따라 투과율이 변하지 않으므로 태양의 빛세기 및 주변의 광량의 변화를 그대로 거주자나 사용자의 눈으로 전달하게 됨으로써 거주자나 사용자의 눈이 쉽게 피로해진다.

특히, 운전자의 경우에 터널이나 그늘진 곳을 주행하고 있다가 태양이 강렬하게 비추고 있는 곳으로 갑자기 빠져나오게 되거나, 태양이 쨍쨍 내려쬐고 있거나 주변이 대단히 밝은 곳을 주행하고 있다가 터널이나 그늘진 곳으로 갑자기 들어가게 되는 경우에, 급작스럽게 변화된 광량에 대해서 눈이 제대로 적응을 하지 못하게 되어 사고의 위험성이 높다.

여기서 안경은 근시 및 원시, 난시가 있는 사람들이 시력을 보정하기 위해 착용하던 것으로 인식되었으나, 최근에는 햇빛의 직사광선을 피하고 자외선으로부터 눈을 보호하기 위한 선글라스나, 스포츠 및 레저활동시 사용할 수 있도록 전면의 렌즈가 곡면을 이루는 고글 등과 같이 그 용도에 맞춰 다양한 안경들이 출시되고 있다.

특히, 최근에 출시된 안경, 특히 선글라스나 고글은 눈을 보호하기 위한 목적 뿐만 아니라 외적인 감각을 추구하기 위하여 패션용으로도 사용되고 있으며, 이에 제품의 크기나 디자인도 다양화되고 있다.

그러나 종래의 고글은 빛의 일부를 차단하기 위해 렌즈에 다양한 색상을 넣거나 차단물질을 코팅하고 있으나, 이 경우 고글은 정해진 투과율만을 가지므로 주변조도에 대응하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 사용자는 날씨에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 고글을 구비해야 하는 번거로움이 있다.

국내 공개특허 제10-2008-0102084호(2008. 11. 24. 공개) 국내 등록특허 제10-0785667호(2007. 12. 14. 등록공고) 국내 공개특허 제10-2009-0096643호(2009. 09. 11. 공개)

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 햇빛이 밝은 날에는 렌즈의 투과율을 낮춰 눈이 부시지 않도록 하고, 흐린 날에는 렌즈의 투과율을 높여 잘 보이도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글은, 고글의 구동전원을 공급하는 배터리(battery); 고글을 '온/오프'시키기 위한 키를 구비한 키 입력부; 주변조도를 감지하는 조도센서; 상기 조도센서(12)에 의해 감지되는 주변조도에 대응되는 제어신호를 출력하는 MCU(Micro Controller Unit); 상기 MCU(15)에서 출력되는 제어신호에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스를 생성하는 PWM 펄스 발생부; 상기 PWM 펄스 발생부에서 출력되는 PWM 펄스를 DC 구동전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터; 및 상기 DC-DC 컨버터에 의해 변환된 DC 구동전압에 따라 렌즈의 투과율을 주변조도에 대응되게 조절하는 레벨셔터(level shutter)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 MCU는 전단에 상기 조도센서로부터 공급되는 감지신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터를 구비할 수 있다.

상기 PWM 펄스 발생부는 후단에 상기 PWM 펄스 발생부에서 발생되는 PWM 펄스에 포함되어 있는 노이즈(noise)성분을 제거하기 위한 RC 필터를 구비할 수 있다.

상기 렌즈로는 액정 또는 F-LCD 등을 예로 들 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 고글의 렌즈를 투과율이 조절되는 액정이나 F-LCD 등으로 구성하고 조도센서에 의해 감지되는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율을 자동 조절함으로써 날씨에 따라 서로 다른 투과율을 가지는 고글을 준비하지 않고도 조도가 높은 날, 즉 햇볕이 좋은 날은 렌즈의 투과율을 낮춰 눈으로 들어오는 햇빛량을 줄이고, 조도가 낮은 날, 즉 흐린 날은 렌즈의 투과율을 높여 눈으로 많은 빛이 들어올 수 있도록 하는 효과가 있다.

다시 말해, 본 발명은 고글이나 선글라스, 스포츠 선글라스에 적용하여 주변조도에 따라 렌즈의 투과율을 자동 조정함으로써 눈이 부시지 않고 레저나 스포츠 활동에 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글의 구성도이다.
도 2는 주변밝기에 따라 고글 렌즈(20)의 투과율을 자동 조절하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 의한 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글의 구성도이다.

본 발명에 의한 고글은 도 1에 도시한 바와 같이 배터리(11)와, 조도센서(12), A/D 컨버터(13), 키 입력부(14), MCU(15), PWM 펄스 발생부(16), RC 필터(17), DC/DC 컨버터(18), 레벨 셔터(19) 그리고 렌즈(20) 등을 포함하여 구성된다.

여기서 고글은 통상의 고글과 마찬가지로 안경테에 고정된 렌즈(20)와, 안경테의 양단에 위치하여 귀에 걸 수 있는 형상의 안경다리 등으로 구성된다. 또한 고글은 안경테나 안경다리에 배터리(11)와, 조도센서(12), A/D 컨버터(13), 키 입력부(14), MCU(15), PWM 펄스 발생부(16), RC 필터(17), DC/DC 컨버터(18), 레벨 셔터(19) 등이 내장되어 있다.

상기 배터리(11)는 조도센서(12)와 MCU(15), 레벨 셔터(19) 등과 같이 렌즈(20)의 투과율을 자동 조절하는 구성요소에 구동전원을 공급하는 구성요소로서 이는 사용자의 편리성을 추구하기 위해 도시되지 않은 입력포트 등을 통해 충전 가능한 것이 바람직하다. 따라서 사용자는 배터리(11)의 전원이 완전히 방전되었을 때에도 배터리(11)를 교환하지 않고 외부전원을 충전하여 다시 사용할 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 본 발명은 LED 등과 같은 별도의 표시수단을 구비하여 배터리(11) 전원이 일정레벨 이하로 방전되었을 때 이를 표시함으로써 사용자는 배터리(11) 전원을 완전히 방전되기 전에 수시로 충전할 수 있다.

상기 키 입력부(14)는 고글의 동작여부를 선택할 수 있는 키를 구비한 것으로서 사용자가 필요에 따라 고글을 '온/오프'시킬 수 있으므로 불필요한 소비전력을 최소화할 수 있다.

상기 조도센서(12)는 주변조도 즉, 사용자가 고글을 사용할 주변의 밝기를 감지하는 센서로서 이는 400∼660 ㎚의 파장대역에서 0.3 lux∼10,000 lux의 조도를 감지할 수 있는 특징을 가진다. 상기 A/D 컨버터(13)는 조도센서(12)에 의해 감지되는 아날로그의 감지신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환회로이다.

상기 MCU(Micro Controller Unit)(16)는 고글의 전반적인 동작을 제어하는 구성요소로서 배터리(11)로부터의 전원공급이나 키 입력부(14)의 키 입력, 조도센서(12)로부터의 감지신호 입력 등을 분석하여, 고글의 동작여부와 렌즈(20)의 투과율을 자동 조절하기 위한 제어신호를 출력한다.

상기 PWM 펄스 발생부(17)는 위에서와 같이 각종 입력이나 감지신호 등을 분석한 MCU(15)에서 출력되는 제어신호에 대응하는 서로 다른 듀티비를 가지는 PWM 펄스를 생성한다. 즉, PWM 펄스 발생부(17)는 렌즈(20)의 투과율에 대응되는 듀티비를 가지는 PWM 펄스를 생성하여 후단으로 출력하는 역할을 한다.

상기 PWM 펄스 발생부(16)에서 출력되는 PWM 펄스는 저항(R)과 커패시터(C)를 포함하는 RC 필터(17)에 의해 필터링되어 PWM 펄스를 제외한 노이즈성분이 제거됨으로써 주변조도에 대응되게 렌즈(20)의 투과율을 정확하게 자동 조절할 수 있는 것이다.

또한 주변조도에 따라 듀티비가 다른 PWM 펄스는 DC-DC 컨버터(18)를 통과하면서 렌즈(20)의 투과율을 조절할 수 있는 DC 구동전압으로 변환된다. 상기 DC-DC 컨버터(18)에 의해 변환된 DC 구동전압이 인가되는 레벨 셔터(19)는 DC 구동전압에 의해 렌즈(20)의 투과율을 주변조도에 대응되게 자동 조절한다.

여기서 렌즈(20)로서 액정을 사이에 두고 입사 편광판과 출사 편광판을 가지는 구조의 액정이나 F-LCD 등이 사용될 수 있다.

도 2는 주변밝기에 따라 고글 렌즈(20)의 투과율을 자동 조절하는 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 2에 의하면, MCU(15)는 키 입력부(14)의 조작으로 고글의 전원이 '온'상태로 절환되었는가를 확인하게 된다(S1).

고글의 전원이 '온'되면, MCU(15)는 조도센서(12)에 의해 감지(S2)되는 감지신호를 분석하여, 고글을 사용하고자 하는 사용자의 주변밝기에 대응하는 PWM 펄스를 생성시키게 된다(S3).

그리고 MCU(15)는 이 PWM 펄스를 이용하여 렌즈(20)의 투과율을 주변밝기에 대응되게 자동 조절한다(S4).

더 나아가서, MCU(15)는 위와 같이 렌즈(20)의 투과율을 자동 조절하는 동작을 반복해서 수행하면서 배터리(11)의 충전레벨을 수시로 확인하여 임의로 설정한 일정레벨 이하로 검출되는가를 확인하게 된다(S5).

그리고 배터리(11)의 전원이 일정레벨 이상이면 위와 같은 동작만을 반복해서 수행하지만, 배터리(11)의 전원이 일정레벨 이하로 검출되는 경우 MCU(15)는 이를 사용자에게 알리기 위해 도시되지 않은 LED 등과 같은 표시수단을 구동시키게 된다(S6).

따라서 사용자는 하나의 고글만으로도 눈이 부시지 않게 햇빛을 적절하게 차단할 수 있을 뿐더러 고글의 동작을 지속적으로 유지할 수 있는 것이다.

지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

그러므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 진술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

11 : 배터리 12 : 조도센서
13 : A/D 컨버터 14 : 키 입력부
15 : MCU 16 : PWM 펄스 발생부
17 : RC 필터 18 : DC-DC 컨버터
19 : 레벨 셔터 20 : 렌즈
R : 저항 C : 커패시터

Claims

고글의 구동전원을 공급하는 배터리(11);
고글을 '온/오프'시키기 위한 키를 구비한 키 입력부(14);
주변조도를 감지하는 조도센서(12);
상기 조도센서(12)에 의해 감지되는 주변조도에 대응되는 제어신호를 출력하는 MCU(15);
상기 MCU(15)에서 출력되는 제어신호에 대응하는 PWM 펄스를 생성하는 PWM 펄스 발생부(16);
상기 PWM 펄스 발생부(16)에서 출력되는 PWM 펄스를 DC 구동전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(18); 및
상기 DC-DC 컨버터(18)에 의해 변환된 DC 구동전압에 따라 렌즈(20)의 투과율을 주변조도에 대응되게 조절하는 레벨셔터(19)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글.
제1항에 있어서,
상기 MCU(15)는, 전단에 상기 조도센서(12)로부터 공급되는 감지신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글.
제1항에 있어서,
상기 PWM 펄스 발생부(16)는, 후단에 상기 PWM 펄스 발생부(16)에서 발생되는 PWM 펄스에 포함되어 있는 노이즈성분을 제거하기 위한 RC 필터(17)를 구비하는 것을 특징으로 하는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글.
제1항에 있어서,
상기 렌즈(20)는 액정 또는 F-LCD인 것을 특징으로 하는 주변조도에 따라 렌즈의 투과율이 자동 조절되는 고글.