KR20190079252A - 모듈화된 안경 다리 및 스마트 아이웨어 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리는 미리 설정된 기능을 수행하도록 구성되는 기능부, 상기 기능부의 기능에 대응하여 구비되어 외부로부터의 자극을 수신하는 센서부, 상기 기능부에 설정된 기능 및 상기 센서부에서 수신된 자극에 대응하여 신호를 출력하는 출력부, 아이웨어에 전원을 제공하기 위한 배터리를 포함하고, 상기 안경 다리는 상기 아이웨어의 본체에 착탈이 가능하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 사용자는 사용 목적에 따라 각기 다른 기능을 수행하도록 구성된 모듈화된 안경 다리를 교체하여 사용할 수 있다.

Description

모듈화된 안경 다리 및 스마트 아이웨어{MODULAR TEMPLE OF SPECTACLES AND SMART EYEWEAR}
본 발명은 아이웨어 본체에 탈부착이 가능하고 미리 설정된 기능을 탑재한 모듈화된 안경 다리와 스마트 아이웨어에 관한 것이다.
종래에는 안경, 선글라스, 고글 등의 아이웨어는 시력 교정, 자외선 차단과 같이 단일의 기능만을 위해 사용되어 왔다. 그러나 오늘날에는 기존 아이웨어의 기능 이외에도 길 안내, 사진 찍기, 이어폰 등 다양한 기능을 복합적으로 구비한 스마트 아이웨어가 점차적으로 상용화되는 추세이다. 이러한 스마트 아이웨어는 추가적인 부품이 없어도 사용자가 단순히 아이웨어를 착용하는 것만으로 필요한 기능들을 이용할 수 있으므로, 그 사용성과 휴대성에 있어서 많은 이점이 있다. 이에 따라, 점점 더 다양하고 고차원적인 기능들을 구비한 다기능 스마트 아이웨어들이 개발되어 출시되고 있다.
그러나 현재 사용하는 스마트 아이웨어는 다수의 기능을 복합적으로 구현하다 보니 일반 아이웨어에 비하여 무게가 무겁고 착용감이 불편하다는 문제점이 있다. 특히, 다기능 스마트 아이웨어의 경우, 모듈과 센서, 액정, 배터리 크기로 인해 테를 두껍게 만들 수 밖에 없기 때문에 사용자의 패션과 미적 디자인을 해칠 수 있으며, 다수의 센서의 작동을 위해 배터리를 장기간 효율적으로 사용하기 어려운 치명적인 단점이 있다.
본 발명의 목적은 단일 기능만을 구비하도록 모듈화된 안경 다리를 아이웨어 본체에 착탈이 가능하도록 하여 원하는 기능을 필요에 따라 교체해서 쓸 수 있게 함으로써 다양한 기능을 수행하면서도 전체 무게를 키우지 않는 경량화 된 모듈화된 안경 다리와 스마트 아이웨어를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리는 미리 설정된 기능을 수행하도록 구성되는 기능부, 상기 기능부의 기능에 대응하여 구비되어 외부로부터의 자극을 수신하는 센서부, 상기 기능부에 설정된 기능 및 상기 센서부에서 수신된 자극에 대응하여 신호를 출력하는 출력부, 사용자의 단말 및 서버와 통신하는 통신부, 및 아이웨어에 전원을 제공하기 위한 배터리를 포함하고, 상기 안경 다리는 상기 아이웨어의 본체에 착탈이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어는 프레임과 렌즈를 포함하는 아이웨어 본체, 및 상기 아이웨어의 본체에 착탈이 가능하도록 구성되는 모듈화된 안경 다리를 포함하고, 상기 모듈화된 안경 다리는 미리 설정된 기능을 수행하도록 구성되는 기능부, 상기 기능부의 기능에 대응하여 구비되어 외부로부터의 자극을 수신하는 센서부, 상기 기능부에 설정된 기능 및 상기 센서부에서 수신된 자극에 대응하여 신호를 출력하는 출력부, 사용자의 단말 및 서버와 통신하는 통신부 및 상기 아이웨어에 전원을 제공하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 각기 다른 모듈화된 안경 다리는 각기 다른 기능을 구현하고, 사용자 필요에 따라 안경 다리를 교체해서 사용할 수 있도록 함으로써 다양한 스마트 기능을 제공하면서도 전체 크기를 키우지 않아 일상에서도 편리하게 착용할 수 있는 스마트 아이웨어를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 모듈화된 안경 다리와 스마트 아이웨어에 의하면, 단일 기능만을 구비하도록 모듈화된 안경 다리를 아이웨어 본체에 착탈이 가능하도록 하여 경량화 되는 효과를 달성할 수 있으며, 각각의 모듈화된 안경 다리를 사용자가 직접 골라 결합함으로써 아이웨어 전체 크기나 무게를 키우지 않고도 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈와 안경 다리를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 방지용 스마트 아이웨어의 안경 다리의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 방지용 스마트 아이웨어의 안경 다리의 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 장애인용 스마트 아이웨어의 안경 다리의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 장애인용 스마트 아이웨어의 안경 다리의 블록도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 외국어 통역 기능을 갖는 스마트 아이웨어의 안경 다리의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 외국어 통역 기능을 갖는 스마트 아이웨어의 안경 다리의 블록도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 및 데이터의 전송과 충전을 위한 단자를 구비하는 안경 다리를 나타내는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈가 오프(off) 상태일 때의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈가 온(on) 상태일 때의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈와 안경 다리를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어(100)는 안경 다리(110)와 아이웨어 본체(120)를 포함한다. 여기서 아이웨어라 함은 안경, 고글, 스포츠 글라스, 보안경, 선글라스 등 눈에 착용하는 렌즈와 안경 다리를 포함하는 모든 제품을 의미한다.
모듈화된 안경 다리(110)는 배터리가 내장되고, 아이웨어 본체(120)에 착탈이 가능하도록 모듈화되어 있다. 특히, 모듈화된 안경 다리(110)는, 예를 들면 졸음 방지, 청각 장애인 보조, 외국어 통역 등 미리 설정된 기능을 탑재하고 있으며, 아이웨어 본체(120)와 결합함으로써 각각의 기능이 구현되도록 구성된다.
아이웨어 본체(120)는 프레임(121)과 렌즈(122)를 포함한다. 또한, 아이웨어 본체(120)는 후술하는 바와 같이, 주변의 조도를 감지하는 조도 센서를 포함하고, 조도 센서에 의해 감지되는 조도에 따라 렌즈의 투명도를 자동으로 조절하는 기능을 구비할 수 있다. 즉, 조도 센서에 의해 감지된 조도에 대한 신호는 안경 다리(110)에 전송되고, 안경 다리(110)로부터 수신되는 제어 신호 또는 배터리로부터 인가되는 전류나 전압에 따라 렌즈(122)의 투명도를 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리(200)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리(200)는 기능부(210), 센서부(220), 출력부(230), 배터리(240), 및 통신부(250)를 포함할 수 있다.
기능부(210)는 미리 설정된 기능을 수행하도록 구성된다. 예를 들면, 기능부(210)는 졸음 방지 기능, 청각 장애인 보조 기능, 외국어 통역 기능 등 모듈화된 안경 다리(200)가 탑재하고 있는 각 기능을 수행하는 역할을 한다.
센서부(220)는 기능부(210)의 미리 설정된 기능에 대응하는 신호를 감지한다. 예를 들어, 졸음 방지 기능을 갖는 안경 다리의 경우에는 사용자의 심박수, 눈 깜빡임 또는 고개 떨굼 동작 등을 감지하도록 심박 센서, 모션 센서, 자이로 센서 등을 포함하며, 청각 장애인용 안경 다리의 경우 주변의 위험 소리 등을 감지하도록 마이크를 포함할 수 있다.
출력부(230)는 기능부(210)의 미리 설정된 기능에 대응하는 신호를 출력한다. 예를 들어, 졸음 방지 기능을 갖는 안경 다리의 출력부(230)는 졸음이 감지되면 진동, 소리 등의 알람 신호를 출력하고, 청각 장애인용 안경 다리의 출력부(230)는 주변의 위험 소리가 감지되면 진동, 빛 등의 알람 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
배터리(240)는 아이웨어에 전원을 제공한다. 즉, 상술한 기능부(210), 센서부(220), 출력부(230) 뿐만 아니라 아이웨어 본체에도 전원을 공급하도록 구성된다. 즉, 배터리는 모듈화된 안경 다리(200)의 각 구성들이 기능하는데 필요한 전력을 공급하고, 아이웨어 본체에 전류나 전압을 인가하여 조도에 따른 렌즈의 투명도 조절을 가능하게 한다.
통신부(250)는 사용자의 단말 또는 서버와 통신을 한다. 예를 들면, 통신부(250)는 스마트 폰, 태블릿 등 사용자 단말과 통신하여 스마트 폰의 애플리케이션을 통해 센서의 민감도, 진동 세기 등의 기능별 상세 설정을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(250)는 서버(미도시)와 통신하여 여행용 안경의 번역 내용에 대한 데이터 또는 청각 장애인용 안경의 소리 분석 데이터 송수신 등의 용도로도 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리(200)는 기능부(210), 센서부(220), 및 출력부(230)를 좌측(또는 우측) 다리에 배치하고, 배터리(240)와 통신부(250)는 우측(또는 좌측) 다리에 배치하도록 설계할 수 있다. 이는 모듈화된 안경 다리(200)의 제작을 용이하게 하기 위함으로, 기능별로 상이하게 설계가 필요한 기능부(210), 센서부(220), 및 출력부(230)는 좌측(또는 우측) 다리에 구비하여 좌측(또는 우측) 다리만을 설계 변경하고, 우측(또는 좌측) 다리에는 모든 기능에 공통으로 들어가는 배터리(240)와 통신부(250)를 구비하여 설계 변경 없이 제작할 수 있다.
또한, 모듈화된 안경 다리(200)는 아이웨어 본체에 연결하기 위한 연결부(미도시)를 더 포함하고, 연결부를 통해 아이웨어 본체에 물리적으로 접속되어 전기적 신호와 전류가 전송되도록 구성될 수도 있다.
상기 설명된 실시예는 다수의 방식들 중 임의의 것으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 여기에서 개시된 기술을 설계하며 만드는 실시예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 그것의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현될 때, 소프트웨어 코드는 단일 컴퓨터에서 제공되는지 또는 다수의 컴퓨터들 중에서 분포되는지에 관계없이, 임의의 적합한 프로세서 또는 프로세서들의 모음 상에서 실행될 수 있다. 즉, 상기 기능부(210) 등은 프로세서가 메모리에 저장된 제어 프로그램을 실행함으로써 기능을 수행하도록 할 수 있을 것이다. 이하의 실시예들에서도 마찬가지로 적용된다.
이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 모듈화된 안경 다리의 기능별 구성의 예시들에 대해 설명한다. 단, 후술하는 기능들은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈화된 안경 다리의 기능에 관한 예시에 불과할 뿐, 하기와 같은 예시들로 본 발명의 구성이 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 방지용 스마트 아이웨어의 구성을 나타내는 도면이다. 졸음 방지용 안경 다리(300)는 센서부(220)로서 모션 센서(320)를 통해 스마트 아이웨어 사용자의 졸음에 따른 눈의 깜빡임 여부를 감지하거나, 심박 센서(340)를 이용하여 심박수를 측정함으로써 심박수의 감소에 따른 변화를 감지하거나, 또는 자이로(gyro) 센서(360)를 통해 사용자의 고개 떨굼 동작을 감지하는 등 아이웨어 사용자의 졸음 여부를 판단하여, 출력부(230)로서 알람 장치를 통해 진동, 소리 등으로 경고 알람을 발생시킴으로써 아이웨어 사용자의 졸음에 따른 위험을 방지하기 위한 것이다.
도 3을 참조하면, 졸음 방지용 스마트 아이웨어의 안경 다리(300)는 마이크로 USB 포트(310), 배터리(330), 모션(motion) 센서(320), 심박 센서(340), 자이로 센서(360), 메인 CPU(350), 진동 장치(370), 및 통신 장치(410)를 포함한다. 스마트 아이웨어의 안경 다리(300)는 도 3에 나타난 바와 같이, 단자를 통해 아이웨어 본체에 물리적/전기적으로 결합되거나 분리될 수 있다.
마이크로 USB 포트(310)는 졸음 방지용 안경 다리(300)를 아이웨어 본체에 결합하기 위한 연결부에 해당한다. 즉, 스마트 아이웨어의 안경 다리(300)는 마이크로 USB 포트(310)를 통해 아이웨어 본체에 물리적으로 결합되고, 배터리(330)의 전원 공급 및 전기적 신호(본체로부터의 감지 신호, 안경 다리의 제어 신호 등)의 송수신을 위한 전기적 연결을 수행할 수 있다. 아이웨어 본체에는 마이크로 USB 포트(310)가 장착되기 위한 장착부(390)가 형성되어 있고, 이를 통해 물리적인 결합이 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 물리적 결합을 보완하는 부재가 추가로 형성될 수도 있다.
배터리(330)는 졸음 방지용 안경 다리(300) 내의 센서들(320, 340, 360)과 메인 CPU(350) 등 각 구성요소들을 작동시키는 데 필요한 전원을 제공한다. 또한, 상술한 바와 같이 배터리(330)는 아이웨어 본체로 전류를 전송하여 렌즈가 투명도를 자동으로 조절하는 데 필요한 전기적 자극을 발생시키는 역할도 할 수 있다.
모션 센서(320)는 도 2에 있어서의 센서부(220)의 일례로서 포함된다. 모션 센서(320)는 스마트 아이웨어 사용자의 졸음에 따른 눈의 깜빡임 여부를 감지한다. 구체적으로, 아이웨어 사용자의 눈이 일정 시간 이상 감겨져 있는 것을 감지하면, 사용자가 졸음 상태에 있는 것으로 판단할 수 있다.
심박 센서(340)는 도 2에 있어서의 센서부(220)의 일례로서 포함된다. 심박 센서(340)는 스마트 아이웨어 사용자의 졸음에 따른 심박수 변화를 측정한다. 구체적으로, 아이웨어 사용자에게 졸음이 오기 직전에 발생하는 심박수의 감소를 미리 감지함으로써, 졸음에 대한 예방을 하는 기능을 할 수 있다. 이를 통해, 예를 들면 운전 중 졸음에 의한 사고를 미리 방지할 수 있다.
자이로 센서(360)는 도 2에 있어서의 센서부(220)의 일례로서 포함된다. 자이로 센서(360)는 스마트 아이웨어 사용자의 졸음에 의한 고개 떨굼 동작(자세)을 감지한다. 즉, 아이웨어 사용자가 일정 시간 이상 고개를 떨구고 있는 것을 감지하면, 사용자가 졸음 상태에 있는 것으로 판단할 수 있다.
메인 CPU(350)는 배터리(330)로부터 전력을 공급 받아, 안경 다리(300)의 센서들(320, 340, 360)과 진동 장치(370) 등을 전체적으로 제어하는 기능을 한다. 뿐만 아니라, 아이웨어 본체로 렌즈의 투명도 조절을 위한 제어 신호 또는 전압이나 전류를 전송하는 기능도 할 수 있다. 즉, 메인 CPU(350)는 도 2에 있어서의 기능부(210)의 역할을 수행할 수 있다.
진동 장치(370)는 도 2에 있어서 출력부(230)로서 알람 장치의 일례를 나타낸다. 즉, 진동 장치(370)는 상술한 센서들, 즉 모션 센서(320), 심박 센서(340), 자이로 센서(360)를 통해 아이웨어 사용자의 졸음을 감지하면, 진동에 의한 경고 알람을 발생시킴으로써 아이웨어 사용자의 졸음을 깨우는 기능을 한다. 이 때, 진동 장치(370) 대신 LED 장치 또는 스피커 장치 등을 포함하여, 빛이나 소리 신호 등을 통해 사용자에게 경고 알람을 발생시킬 수도 있을 것이다.
한편, 도 3에서 보조 프레임(380)은 아이웨어 본체의 프레임과 동일한 형태로 구성되며 아이웨어 본체부의 프레임 및 안경 다리(300)와 물리적으로 접속되고, 내부에 전기 신호의 전달을 위한 회로를 포함하고 있다. 즉, 보조 프레임(380)은 모듈화된 안경 다리(300)와 아이웨어 본체 간에 전기적 신호를 전달하는 통로 역할을 한다. 예를 들어, 메인 CPU(350)로부터의 제어 신호가 보조 프레임(380)을 통해 아이웨어 본체의 렌즈로 전송될 수 있다. 상술한 보조 프레임(380) 내부의 회로 구성은 아이웨어 본체의 프레임에 포함되도록 구성하는 것 또한 가능할 것이다.
아이웨어 본체의 장착부(390)는 안경 다리(300)가 아이웨어 본체에 물리적/전기적으로 접속되는 부분이다. 즉, 모듈화된 안경 다리(300)의 USB 포트(310)가 아이웨어 본체의 장착부(390)에 결합함으로써, 안경 다리로부터 제어 신호 또는 전압이나 전류가 아이웨어 본체로 인가되거나, 보조 프레임(380)을 통해 두 개의 안경 다리(300) 간에 신호를 주고 받는 것 등이 가능해진다.
안경 다리 커버(400)는 두 개의 안경 다리(300)의 배터리나 센서 등 내부 구성들을 보호하는 역할을 한다. 또한, 상술한 보조 프레임(380)과 마찬가지로 내부에 회로를 구비함으로써, 안경 다리에 포함되어 있는 센서(320, 340, 360)나 메인 CPU(350)로부터의 신호들을 아이웨어 본체나 반대쪽 안경 다리로 전송하는 기능도 수행할 수 있다.
통신 장치(410)는 사용자가 스마트 폰이나 태블릿 등의 단말기의 스마트 애플리케이션 등을 이용하여, 센서들(320, 340, 360)의 민감도나 진동 장치(370)의 진동 세기 등을 설정할 수 있도록 사용자의 단말기와 통신하는 기능을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 방지용 스마트 아이웨어의 안경 다리(300)의 블록도를 나타낸다. 도 3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하도록 한다.
도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이 모션 센서(320), 심박 센서(340), 및 자이로 센서(360)가 아이웨어 사용자의 졸음에 의한 눈의 깜빡임, 심박수 감소, 및 고개 떨굼 동작을 감지하게 되면, 메인 CPU(350)에 감지 신호를 보낸다. 메인 CPU(350)가 센서들(320, 340, 360)로부터 감지 신호를 수신하면, 진동 장치(또는 LED, 스피커 장치 등)로 제어 신호를 전송하여 진동(또는 화면, 음성 등)을 통해 경고 알람을 제공함으로써 아이웨어 사용자의 졸음을 방지하도록 할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이 사용자는 스마트 폰 등으로 통신 장치(410)와 통신하여 센서의 민감도나 진동 세기 등을 원하는 강도로 적절하게 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 장애인용 스마트 아이웨어의 구성을 나타내는 도면이다. 청각 장애인용 안경 다리(500)는 센서부(220)로서 마이크(540)를 통해 주변 소리를 감지하고 위험 소리임을 판단하여, 출력부(230)로 알람 장치를 통해 진동, 빛 등으로 경고 알람을 발생시킴으로써 아이웨어 사용자에게 위험에 대한 정보를 전달하기 위한 것이다.
도 5를 참조하면, 청각 장애인용 스마트 아이웨어의 안경 다리(500)는 마이크로 USB 포트(510), 배터리(530), 마이크(540), OP 앰프(600), ADC(520), 메인 CPU(550), 진동 장치(560), 및 통신 장치(610)를 포함한다. 도 3과 동일한 구성에 대해서는 중복되는 설명은 생략한다. 즉, 마이크로 USB 포트(510), 배터리(530), 보조 프레임(570), 아이웨어 본체의 장착부(580), 및 안경 다리 커버(590)는 도 3에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 구성이다.
마이크(540)는 모듈화된 안경 다리(500)에 탑재되어, MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 통해 아이웨어 사용자 주변의 소리를 감지하는 장치이다.
OP 앰프(600)는 마이크(540)를 통해 아이웨어 사용자 주변의 소리를 감지하면, 감지된 소리 신호를 증폭시키는 기능을 한다.
ADC(520)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 아날로그-디지털 변환기이다. 즉, 마이크(540)에 의해 감지된 주변의 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하여 메인 CPU(550)로 전송하고, 수신된 신호에 따라 제어 신호를 출력하도록 한다.
메인 CPU(550)는 배터리(530)로부터 전력을 공급 받아, 소리 신호를 분석하고 진동 장치(560) 등을 제어하는 기능을 한다. 즉, 소리 신호의 주파수 분석을 통해 자동차의 경적 소리, 충돌 소리, 사이렌 소리 등의 특정 위험소리를 구분하여 인지하고 진동 장치(560)를 제어한다.
진동 장치(560)는 감지된 주변의 소리가 경적음이나 위험 소리임이 판명되면 아이웨어 사용자에게 진동에 의한 경고 알람을 제공한다. 즉, 주변의 위험 소리가 감지되면, 메인 CPU(550)에 의한 제어 신호를 수신하여 사용자에게 알람을 발생시키는 알람 장치의 역할을 한다. 이 때, 진동 장치(560) 대신 LED 장치 등을 포함하여, 빛 신호 등을 통해 아이웨어 사용자에게 경고 알람을 발생시킬 수도 있다.
통신 장치(610)는 마이크(540)를 통해 감지된 다양한 소리 신호에 대한 분석 데이터를 서버와 송수신하는 기능을 한다. 즉, 통신 장치(610)는 서버로부터 다양한 소리 분석 데이터를 수신하여, 감지된 주변의 소리가 어떠한 위험 신호인지 뿐 아니라 다양한 소리 신호를 정확하게 구분하여 판단할 수 있게 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 장애인용 스마트 아이웨어의 안경 다리(500)의 블록도를 나타낸다. 도 5와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하도록 한다.
MEMS 마이크(540)를 통해 아이웨어 사용자 주변의 소리를 감지하면, OP 앰프(600)에서 감지된 소리 신호를 증폭시킨다. 그리고 CPU(550)에서는 FFT(fast fourier transform) 방법을 이용하여 감지된 소리 신호의 주파수 분석을 수행하고, 소리의 주파수 특성에 따른 경적음과 위험 소리를 구분한다. 이 때, 통신 장치(610)는 외부 서버로부터 소리 분석 데이터를 수신함으로써, 소리에 대한 정확한 정보를 추가할 수도 있게 한다. 이를 통해, 감지된 소리가 경적음 또는 위험 소리로 판명된 경우, 상술한 바와 같이 진동 장치(560)(또는 LED 장치 등)로 제어 신호를 전송하여 진동(또는 화면 등)을 통해 경고 알람을 제공함으로써, 아이웨어 사용자, 특히 청각 장애인에게 주변의 차량 등 위험 요소들에 대한 정보를 전달할 수 있고, 따라서 사고의 위험을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 외국어 통역 기능을 갖는 스마트 아이웨어의 구성을 나타내는 도면이다. 외국어 통역 기능을 구비한 안경 다리(700)는 센서부로서 마이크(740)를 포함하고 출력부로서 스피커를 포함하며, 서버와 통신 가능한 통신부(미도시)를 추가적으로 더 포함함으로써, 마이크(740)로 주변의 언어를 인지하고 서버에 기록된 통역 데이터를 이용하여 상기 언어를 번역하여, 통역된 언어를 사용자에게 상기 스피커(760)를 통해 전달하기 위한 것이다.
도 7을 참조하면, 외국어 통역 기능을 갖는 스마트 아이웨어의 안경 다리(700)는 마이크로 USB 포트(710), 배터리(730), 마이크(740), OP 앰프(800), ADC(720), 메인 CPU(750), 스피커 시스템(760), 및 통신 장치(810)를 포함한다. 마찬가지로, 도 3 및 도 5와 동일한 구성에 대해서는 중복되는 설명은 생략한다. 마이크로 USB 포트(710), 배터리(730), 마이크(740), OP 앰프(800), ADC(720), 메인 CPU(750), 보조 프레임(770), 아이웨어 본체의 장착부(780), 안경 다리 커버(790), 및 통신 장치(810)는 도 3 및 도 5에서 설명한 것과 동일한 기능 갖는 구성이다.
스피커 시스템(760)은 MEMS 마이크(740)를 통해 인지한 언어를 통역하여 아이웨어 사용자에게 전달하는 장치이다. 즉, MEMS 마이크(740)가 아이웨어 사용자 주변의 소리 중 언어를 인지하게 되면, 통신 모듈을 통해 서버로부터 인지된 언어의 번역을 수행하여 사용자에게 통역된 언어를 전달하는 역할을 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 외국어 통역 기능을 갖는 스마트 아이웨어의 안경 다리(700)의 블록도를 나타낸다. 도 7과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하도록 한다.
MEMS 마이크(740)를 통해 아이웨어 사용자 주변의 언어를 인지하면, OP 앰프(800)에서 감지된 소리 신호를 증폭시킨다. 인지된 현지의 언어는 통신 장치(810)를 통해 서버로 전송된다. 이 때, 서버에서는 미리 기록되어 있는 통역 데이터를 이용하여 인지된 언어의 번역이 이루어지고, 번역된 언어를 다시 CPU(750)으로 전송한다. CPU(750)는 번역된 언어 데이터를 수신하고 음성 데이터로 변환하여 스피커(760)로 송신하며, 스피커(760)는 아이웨어 사용자에게 통역된 언어를 음성으로 제공한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 및 데이터의 전송과 충전을 위한 단자를 구비하는 안경 다리를 나타내는 도면이다. 도 9에 따른 복수의 모듈화된 안경 다리(900)는 아이웨어 본체에 물리적으로 결합하고, 전기적 신호를 전송할 수 있으며, 충전기에 꽂아 충전이 가능한 단자(910a 내지 910c)를 포함하고 있다. 또한, 도 9에 나타낸 복수의 안경 다리 각각은 서로 다른 기능을 가진 모듈화된 안경다리일 수 있고, 사용자가 원하는 기능에 따라 언제든지 교체하여 아이웨어 본체에 장착될 수 있다.
도 9를 참조하면, 전류 및 제어 신호의 전송과 충전을 위한 단자(910a 내지 910c)는 대중적으로 사용되는 충전 단자, 예를 들어 마이크로 5핀을 포함하여 일반적인 안드로이드 스마트 폰의 충전기에 직접 꽂아 충전할 수 있다. 또한, 단자를 통해 아이웨어 본체로 전류와 제어 신호를 전송함으로써, 사용자 주변의 조도에 따라 전기적 자극을 변화시켜 렌즈의 투명도를 조절할 수 있다.
이외에도 모듈화된 안경 다리는 LED, 스피커, 카메라, GPS, 보청기, 맥박 검출기, 동공 모니터, 무선 통신, 디스플레이, 기타 센서류 중 적어도 하나의 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다. 도 2에서 설명한 모듈화된 안경 다리의 기본적인 구성에 추가적으로 상술한 모듈들을 구비함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어는 운전 중 핸드폰 사용 위험에 따른 음성 기반의 자동 메모화 되는 아이웨어, 가감속 운전에 따른 알림 및 운전 습관을 기록해주는 아이웨어, 사진 촬영 및 영상 촬영이 가능한 카메라를 지닌 아이웨어, 운동이나 생활 중 컨디션(심박, 산소 포화도 등)을 측정 및 분석하는 아이웨어 등 다양한 기능을 모듈화된 안경 다리에 포함하여 제공할 수 있다.
특히, 상술한 바와 같이 다양한 기능을 갖는 모듈화된 안경 다리는 기능에 따라 상이한 색상으로 제작함으로써, 스마트 아이웨어의 사용자가 원하는 기능을 갖는 안경 다리를 용이하게 구분하여 찾아낼 수 있도록 할 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 모듈화된 안경 다리와 스마트 아이웨어에 의하면, 단일 기능만을 구비하도록 모듈화된 안경 다리를 아이웨어 본체에 착탈이 가능하도록 하여 다양한 기능을 수행하면서도 전체 무게를 키우지 않아 경량화 되는 효과를 달성할 수 있다.
이하에서는 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어가 투명도를 자동적으로 조절하는 방법에 대해 설명한다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 본체에 포함되는 렌즈에 있어서, 조도에 따라 투명도가 조절되는 원리를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 스마트 아이웨어 본체의 프레임은 주변의 조도를 감지하는 조도 센서를 포함할 수 있고, 렌즈는 프레임에 포함된 조도 센서에 의해 감지되는 조도에 따라 투명도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈는 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal) 표시 소자로 구성될 수 있다. 고분자 분산형 액정은 고분자 매트릭스(polymer matrix) 내에 마이크로(micro)의 크기를 갖는 액정 분산립이 다수 분산되어 있어, 편광자(polarizer)를 이용하지 않고도 전기장에 의해 투명 또는 불투명 상태로 조절이 가능한 소자이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈가 오프(off) 상태일 때의 내부 구조를 나타낸다. 렌즈(1000a)는 도 10a에 도시된 바와 같이, 기본적으로 전도성 ITO(Indium Tin Oxide) 필름막(1030a)에 의해 둘러싸여 있고, 그 사이에는 고분자 매트릭스(1020a) 내에 액정 분산립(1010a)들이 임의의 방향으로 배열되어 있는 상태이다. 특히, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 고분자 매트릭스(1020a) 내에 존재하는 액정 분산립(1010a)들이 불규칙하게 배열되어 있어, 액정 분산립(1010a)의 유효 굴절률과 고분자(1020a)의 유효 굴절률 사이에 차이가 발생하게 된다. 그 결과, 입사되는 가시광선이 산란을 일으키므로, 오프 상태의 렌즈(1000a)는 불투명한 특성을 나타낸다.
한편, 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아이웨어의 렌즈가 온(on) 상태일 때의 내부 구조를 나타낸다. 상술한 안경 다리의 배터리를 통해 아이웨어 본체에 포함된 렌즈(1000b)에 전압이 인가되어 온(on) 상태가 되면, 고분자 매트릭스(1020b) 내의 액정 분산립(1010b)들이 하나의 방향으로 정렬하게 되므로, 액정 분산립(1010b)의 유효 굴절률은 고분자(1020b)의 유효 굴절률과 같아지게 된다. 그 결과, 입사되는 가시광선이 산란되지 않고 투과하게 되므로, 온 상태의 렌즈(1000b)는 투명한 특성을 나타낸다.
이와 같이, 스마트 아이웨어의 렌즈에 인가되는 전압을 조절함으로써, 렌즈의 투명도를 조절할 수 있다. 즉, 조도 센서에 의해 감지되는 주변 조도에 따라 배터리로부터 공급되는 전기적 자극을 조절하여, 아이웨어 렌즈의 투명도를 실시간으로 최적화할 수 있다. 또한, 자동적인 변색을 원하지 않을 경우에는 수동 모드로 전환하여, 사용자가 수동으로 렌즈의 투명도를 조절할 수도 있다. 이 경우, 모듈화된 안경 다리에는 렌즈의 투명도를 수동으로 조절이 가능한 스위치 등의 입력부를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 렌즈에 고분자 분산형 액정을 사용한 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 외부로부터의 전압 또는 전류 인가로 투명도가 조절이 가능하다면 다른 구성도 적용이 가능할 것이다. 한편, 고분자 분산형 액정 자체를 렌즈로 사용할 수도 있고, 렌즈의 앞면 또는 뒷면에 고분자 분산형 액정이 형성된 구성으로도 사용될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스마트 아이웨어
110, 200, 300, 500, 700, 900: 모듈화된 안경 다리
120: 아이웨어 본체 122: 렌즈
121: 프레임 210: 기능부
220: 센서부 230: 출력부
240, 330, 530, 730: 배터리 250: 통신부
310, 510, 710: 마이크로 USB 포트
320: 모션 센서 340: 심박 센서
350, 550, 750: 메인 CPU 360: 자이로 센서
370, 560: 진동 장치 380, 570, 770: 보조 프레임
390, 580, 780: 아이웨어 본체의 장착부
400, 590, 790: 안경 다리 커버 410, 610, 810: 통신 장치
520, 720: ADC 540, 740: 마이크
600, 800: OP 앰프 760: 스피커 시스템
910a, 910b, 910c: 전기적 신호의 전송과 충전을 위한 단자
1000a, 1000b: 오프/온 상태의 렌즈
1010a, 1010b: 오프/온 상태의 렌즈의 액정 분산립
1020a, 1020b: 오프/온 상태의 렌즈의 고분자 매트릭스
1030a, 1030b: 오프/온 상태의 렌즈의 전도성 ITO 필름

Claims (17)

  1. 모듈화된 안경 다리로서,
    미리 설정된 기능을 수행하도록 구성되는 기능부;
    상기 기능부의 기능에 대응하여 구비되어 외부로부터의 자극을 수신하는 센서부;
    상기 기능부에 설정된 기능 및 상기 센서부에서 수신된 자극에 대응하여 신호를 출력하는 출력부;
    사용자의 단말 또는 서버와 통신하는 통신부; 및
    아이웨어에 전원을 제공하기 위한 배터리를 포함하고,
    상기 안경 다리는 상기 아이웨어의 본체에 착탈이 가능하도록 구성되어, 상기 아이웨어의 사용자에게 상기 모듈화된 안경 다리의 상기 미리 설정된 기능을 제공하는 모듈화된 안경 다리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 아이웨어 본체에 연결하기 위한 연결부를 더 포함하고,
    상기 연결부를 통해 상기 아이웨어 본체에 물리적으로 접속되어 전기적 신호가 전송되도록 구성되는 모듈화된 안경 다리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 심박 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 심박 센서로 사용자의 심박수를 측정하여, 심박수의 감소에 따른 변화를 감지하면 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 모듈화된 안경 다리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 자이로(gyro) 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 자이로 센서로 사용자의 고개 떨굼 동작을 감지하여, 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 모듈화된 안경 다리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 모션(motion) 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 모션 센서로 사용자의 눈 깜빡임 여부를 감지하여, 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 모듈화된 안경 다리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 마이크를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 마이크로 경적음 또는 위험 소리를 감지하고, 감지된 소리 신호를 진동 신호 또는 광 신호로 변환하여 상기 알람 장치를 통해 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 모듈화된 안경 다리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 마이크를 포함하고 상기 출력부로서 스피커를 포함하며,
    상기 마이크로 주변의 언어를 인지하고 상기 서버에 기록된 통역 데이터를 이용하여 상기 언어를 번역하여, 통역된 언어를 사용자에게 상기 스피커를 통해 전달하는 모듈화된 안경 다리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 조도 센서를 포함하고 상기 출력부는 조도에 따라 전기 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 조도 센서로 주변의 조도를 감지하면, 상기 감지된 조도에 따라 상기 출력부로부터의 전기 신호를 제어함으로써 상기 아이웨어 렌즈의 투명도를 조절하는 모듈화된 안경 다리.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 연결부를 통해 상기 배터리의 충전이 가능한 모듈화된 안경 다리.
  10. 프레임과 렌즈를 포함하는 아이웨어 본체; 및
    상기 아이웨어의 본체에 착탈이 가능하도록 구성되는 모듈화된 안경 다리를 포함하고,
    상기 모듈화된 안경 다리는,
    미리 설정된 기능을 수행하도록 구성되는 기능부;
    상기 기능부의 기능에 대응하여 구비되어 외부로부터의 자극을 수신하는 센서부;
    상기 기능부에 설정된 기능 및 상기 센서부에서 수신된 자극에 대응하여 신호를 출력하는 출력부;
    사용자의 단말 또는 서버와 통신하는 통신부; 및
    상기 아이웨어에 전원을 제공하기 위한 배터리를 포함하는 스마트 아이웨어.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 아이웨어 본체에 연결하기 위한 연결부를 더 포함하고,
    상기 연결부를 통해 상기 아이웨어 본체에 물리적으로 접속되어 전기적 신호가 전송되도록 구성되는 스마트 아이웨어.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 심박 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 심박 센서로 사용자의 심박수를 측정하여, 심박수의 감소에 따른 변화를 감지하면 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 스마트 아이웨어.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 자이로(gyro) 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 자이로 센서로 사용자의 고개 떨굼 동작을 감지하여, 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 스마트 아이웨어.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 모션(motion) 센서를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 모션 센서로 사용자의 눈 깜빡임 여부를 감지하여, 상기 알람 장치를 통해 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 스마트 아이웨어.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 마이크를 포함하고 상기 출력부로서 알람 장치를 포함하며,
    상기 마이크로 경적음 또는 위험 소리를 감지하고, 감지된 소리 신호를 진동 신호 또는 광 신호로 변환하여 상기 알람 장치를 통해 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 스마트 아이웨어.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 센서부로서 마이크를 포함하고 상기 출력부로서 스피커를 포함하며,
    상기 마이크로 주변의 언어를 인지하고 상기 서버에 기록된 통역 데이터를 이용하여 상기 언어를 번역하여, 통역된 언어를 사용자에게 상기 스피커를 통해 전달하는 스마트 아이웨어.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 모듈화된 안경 다리는 상기 연결부를 통해 상기 배터리의 충전이 가능한 스마트 아이웨어.


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