KR20190087389A - 용접용 보호구 - Google Patents

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KR20190087389A
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 본체, 상기 본체의 전면부에 배치되는 흑화 필터부, 상기 본체의 내측에 배치되며, 이미지 광을 생성하는 이미지 생성부, 상기 이미지 광의 진행 경로를 변경하는 광경로 절곡부, 및 상기 경로가 변경된 이미지 광을 투영하는 컴바이너를 포함하는, 용접용 보호구를 개시한다.

Description

용접용 보호구{Protector for welder}
본 발명의 실시예들은 용접용 보호구에 관한 것이다.
아크 용접과 같은 용접 공정시 발생하는 빛과 고열 등으로부터 작업자를 보호하기 위해 보호구를 착용한다. 보호구를 착용한 상태에서 작업자는 보호구를 통해서 용접이 진행되는 것만 확인할 수 있을 뿐이므로, 용접 장치에 설정된 조건들과 같은 용접을 위한 다양한 정보들을 확인하기 위해서는 보호구를 탈거하여 육안으로 확인해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들은 작업자에게 정보 등을 시각적으로 제공할 수 있는 용접용 보호구를 제공한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 본체; 상기 본체의 전면부에 배치되는 흑화 필터부;상기 본체의 내측에 배치되며, 이미지 광을 생성하는 이미지 생성부; 상기 이미지 광의 진행 경로를 변경하는 광경로 절곡부; 및 상기 경로가 변경된 이미지 광을 투영하는 컴바이너;를 포함하는, 용접용 보호구를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 광경로 절곡부는, 반사 미러, 반투과 미러, 광파이버 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가상의 이미지는, 용접시 사용되는 전력에 관한 정보 및 용접 와이어에 관한 정보 중 적어도 어느 하나에 기초한 정보를 표시할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컴바이너가 제1모드에서 상기 흑화 필터부와 비중첩한 채 상기 본체 내부에 위치하고, 제2모드에서 상기 흑화 필터부의 적어도 일부와 중첩할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컴바이너를 이동시키는 컴바이너 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가상의 이미지의 위치를 제어하는 콘트롤러를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 이미지 생성부 및 상기 광경로 절곡부 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경하여 상기 가상의 이미지의 위치를 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이미지 생성부 및 상기 광경로 절곡부 중 적어도 어느 하나의 위치를 이동하는 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 이미지 생성부에서의 이미지의 사이즈에 기초하여 상기 가상의 이미지의 위치를 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가상의 이미지의 밝기는, 상기 흑화 필터부의 흑화도 또는 상기 본체 내측의 밝기에 기초할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 본체의 내측에 배치되는 광센서를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 용접용 보호구는 작업자의 용접 작업 동안 필요한 정보를 시각적으로 용이하게 제공할 수 있으며, 작업자는 실제 작업 상황뿐만 아니라 전술한 정보를 함께 확인할 수 있으므로 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 발명의 실시예에 따른 흑화 필터부와 컴바이너를 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 용접용 보호구 중 일부를 발췌한 측면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 측면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구를 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 1을 참조하면, 용접용 보호구(10)는 작업자의 얼굴과 눈을 보호하는 본체(110) 및 본체(100)의 배면에 배치되어 용접용 보호구(10)를 작업자의 두부(頭部)에 고정하는 고정부(120)를 포함할 수 있다. 본체(110)는 소정의 강도를 갖는 소재, 예컨대 강화 플라스틱 등으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 용접시 발생할 수 있는 스파크와 같은 요소에 저항성이 있는 소재라면 다양하게 사용할 수 있다. 고정부(120)는 작업자의 두부에 직접 접촉하는 구성으로서, 고정부(120)의 일측면, 즉 작업자의 두부와 직접 접촉하는 내측면의 적어도 일부는 섬유재나 쿠션재와 같은 부드러운 소재를 포함할 수 있다.
본체(110)는 용접용 보호구(10)의 메인 부분으로서, 본체(110)의 전면에는 흑화 필터부(210)가 배치될 수 있다.
흑화 필터부(210)는 작업자의 용접 발생시 발생되는 용접 광을 차단하여 작업자의 눈을 보호할 수 있다. 흑화 필터부(210)는 예컨대, 액정의 정렬 방향에 따라 흑화도가 조절될 수 있는 액정보호패널(LCD panel)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 흑화 필터부(210)의 흑화도는 작업자의 선택(요청)에 따라 수동으로 조절될 수 있다. 또는, 흑화 필터부(210)의 흑화도는 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절될 수 있다. 용접 광의 밝기에 따라 자동으로 조절되는 경우는 제1광센서(220)를 이용할 수 있다. 예컨대, 제1광센서(220)가 용접광의 강한 빛의 세기를 감지하고, 감지한 용접광의 세기를 소정의 전기적 신호로 후술할 콘트롤러에 전달하면, 콘트롤러는 용접광의 세기에 기초하여 흑화 필터부(210)의 흑화도를 제어할 수 있다. 도 1에는 제1광센서(220)가 본체(110)의 전면에 배치되되, 흑화 필터부(210)의 주변에 배치된 것을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2를 참조하면, 본체(110)의 내측에는 이미지 생성부(300), 광경로 절곡부(400) 및 컴바이너(500)가 배치될 수 있다. 본체(110)는 용접용 보호구(10)의 메인 부분이므로, 이미지 생성부(300), 광경로 절곡부(400) 및 컴바이너(500)는 본체(110)의 내측에 결합될 수 있다.
이미지 생성부(300)는 소정의 정보를 갖는 이미지(이하, 초기 이미지(IM)라고 한다)를 생성한다. 초기 이미지(IM)는 소정의 발산각(divergence angle)를 갖는 빔의 형태로, 이미지 생성부(300)로부터 방출된다.
일 실시예로, 이미지 생성부(300)는 백라이트와 박막트랜지스터 등을 포함하는 액정디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)와 같은 투과형 표시장치를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 이미지 생성부(300)는 유기 EL 또는 무기 EL과 같은 자발광 표시장치를 포함하거나, DLP(Digital Light Processing)나 LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 등과 같은 반사형 표시장치를 포함할 수 있다.
초기 이미지(IM)에는 용접에 관한 정보(IF1, IF2)가 포함될 수 있다. 용접에 관련된 정보(IF1, IF2)는 용접 전력에 관한 정보, 및 용접 와이어에 대한 정보 중 적어도 어느 하나에 기초한 정보를 포함할 수 있다. 용접시 사용되는 전력에 관한 정보는 작업자(1)의 용접에 사용되는 용접 장치(미도시)로부터 제공되며, 전압, 또는/및 전류 등에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 용접 와이어에 대한 정보는 용접 장치로부터 제공되며, 와이어의 공급 속도, 및/또는 와이어의 장력(tension) 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 콘트롤러는 본체(110) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 콘트롤러는 본체(110)의 내측 또는 외측에 고정적으로 배치될 수 있다.
초기 이미지(IM)에 표현되는 용접에 관련된 정보(IF1, IF2)는 수치일 수 있다. 예를 들어, 용접 전압, 용접 전류, 와이어의 공급 속도, 와이어의 장력 등에 관한 수치가 직접 표시된 상태의 초기 이미지(IM)가 이미지 생성부(300)에서 생성될 수 있다. 또는, 초기 이미지(IM)에 표현되는 용접에 관련된 정보(IF1, IF2)는 소정의 색상을 갖는 도형(예컨대, 원형, 타원형, 다각형 등)이거나, 소정의 색상을 이용하여 정도를 표현하는 바 타입일 수 있다. 전술한 용접 전압, 용접 전류, 와이어의 공급 속도, 와이어의 장력 등이 기준 범위에서 벗어났는지 여부가 적색이나 녹색과 같은 소정의 색상을 갖는 도형으로 표시된 상태의 초기 이미지(IM)가 이미지 생성부(300)에서 생성될 수 있다. 본 발명의 비제한적인 실시예로, 적색은 비정상을, 녹색은 정상을 의미할 수 있다.
작업자(1)가 용접용 보호구(10)를 착용하였을 때, 본체(110)의 전면부와 작업자(1)의 얼굴 사이의 내부 공간은 매우 협소하므로, 이미지 생성부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(100)의 전면부의 내측면에 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 이미지 생성부(300)는 작업자(1) 얼굴의 상단부(이마 근처)와 본체(110)의 전면부의 내측면 사이의 공간에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 이미지 생성부(300)에서의 출광면, 예컨대 초기 이미지(IM)가 방출되는 면은 작업자(1)를 향하여 배치될 수 있으며, 광경로 절곡부(400)가 초기 이미지(IM)가 본체(110)의 전면부를 향하도록 절곡시키므로, 본체(110)의 전면부와 작업자(1)의 얼굴(예컨대, 이마 근처) 사이의 좁은 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 광경로 절곡부(400)는 반사 미러와 같은 반사체를 포함할 수 있다. 또는, 광경로 절곡부(400)는 광파이버 등을 포함할 수 있다. 도 2에서는, 광경로 절곡부(400)가 흑화 필터부(210)를 향해 볼록한 면을 갖는 반사 미러인 경우를 도시하고 있다.
이미지 생성부(300)로부터 방출된 초기 이미지(IM) 광은 광경로 절곡부(400)를 지나 컴바이너(500)로 진행한다. 컴바이너(500)는 흑화 필터부(210)와 인접하게 배치될 수 있다. 컴바이너(500)는 흑화 필터부(210)의 적어도 일부와 중첩되도록 배치될 수 있다. 컴바이너(500)는 광경로 절곡부(400)를 지나 입사된 초기 이미지(IM)의 광을 투영하여 본체(110)의 외측에 가상의 이미지(VM)를 생성할 수 있다.
작업자(1)는 허상인 가상의 이미지(VM)를 통해 용접에 관한 정보(VIF1, VIF2)를 시각적으로 확인할 수 있다. 가상의 이미지(VM)에 포함된 용접에 관한 정보(VIF1, VIF2)는 전술한 초기 이미지(IM)에 포함된 용접에 관한 정보(IF1, IF2)와 동일하다. 가상의 이미지(VM)는 작업자(1)의 눈으로부터 제1거리(LF)에 놓일 수 있으며, 제1거리(LF)는 약 10cm 내지 약 1m의 범위에서 선택될 수 있다. 가상의 이미지(VM)의 크기는 초기 이미지(IM) 보다 클 수 있으며, 예컨대 초기 이미지(IM)에 대한 가상의 이미지(VM)의 배율은 약 1.1~ 20일 수 있다.
컴바이너(500)는 오목한 형상으로, 오목한 면은 작업자(1)를 향할 수 있다. 컴바이너(500)는 비구면일 수 있다. 비구면의 컴바이너(500)를 사용함으로써 배율을 확대하면서 왜곡 수차 등이 발생하는 것을 최소화하거나 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 용접용 보호구(10)는 모드에 따라, 용접 작업에 따른 실제 이미지를 적업자에게 제공하거나, 이미지 생성부(300), 광경로 절곡부(400) 및 컴바이너(500)를 이용한 가상의 이미지(VM)를 전술한 실제 이미지와 함께 작업자(1)에게 제공할 수 있다. 이하, 실제 모드와 증강현실 모드에 관하여 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 발명의 실시예에 따른 흑화 필터부와 컴바이너를 발췌하여 나타낸 평면도이다. 도 3a는 실제 모드에서의 흑화 필터부와 컴바이너의 상대적 위치를 나타내고, 도 3b는 증강현실 모드에서의 흑화 필터부와 컴바이너의 상대적 위치를 나타내며, 도 3c는 도 3b에서 작업자에게 표시되는 화면을 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 제1모드(이하, 실제 모드라고 한다)와 제2모드(이하, 증강현실 모드라고 한다)에서 흑화 필터부(210)에 대한 컴바이너(500)의 위치는 달라질 수 있다.
실제 모드에서, 컴바이너(500)는 흑화 필터부(210)의 주변에 배치될 뿐 흑화 필터부(210)와는 비중첩할 수 있다.
증강현실 모드에서, 컴바이너(500)는 컴바이너(500)에 연결된 컴바이너 이동부(630)의 구동에 따라 흑화 필터부(210)와 중첩할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 컴바이너 이동부(630)는 소정의 축을 중심으로 회전하는 소형의 모터 또는 기어 등을 포함할 수 있으며, 소형의 모터 등의 구동에 따라 컴바이너(500)는 흑화 필터부(210)의 적어도 일부, 예컨대 흑화 필터부(210)의 일측 코너 부분과 중첩하도록 이동할 수 있다. 도 3a에는 컴바이너(500)의 크기가 흑화 필터부(210)의 크기 보다 작게 형성되어 흑화 필터부(210)의 일부 영역에만 중첩되는 경우를 도시하고 있다.
도 3a에서는 컴바이너(500)가 컴바이너 이동부(630)에 의해 소정의 축(AX1)을 중심으로 회전함으로써 흑화 필터부(210)의 일부와 중첩하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다른 실시예로, 도 3b를 참조하면, 컴바이너(500)는 컴바이너 이동부(630)에 구비된 소형의 모터, 실린더 또는 선형 기어 등에 의해 일방향으로 직선 이동함으로써 흑화 필터부(210)의 일부와 중첩할 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 3c를 참조하면, 컴바이너(500)는 컴바이너(500)의 주면(main surface)이 흑화 필터부(210)의 주면(main surface)에 대하여 소정의 각도를 이루도록 배치되어 있다가 컴바이너 이동부(630)에 의해 컴바이너(500)의 일측변과 나란한 축(AX2)을 중심으로 회전하면서 흑화 필터부(210)의 일부와 중첩할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 컴바이너(500)가 흑화 필터부(210)의 일부와 중첩하도록 배치된 증강현실 모드에서, 작업자는 흑화 필터부(210)를 통해 작업자의 실제 작업 이미지(RM)를 시각적으로 인식할 수 있고, 컴바이너(500)를 통해 가상의 이미지(VM)에 표시된 용접에 관한 정보(VIF1, VIF2)를 시각적으로 인식할 수 있다. 컴바이너(500)는 (반)투광성을 가지므로, 전술한 용접에 관한 정보(VIF1, VIF2)뿐만 아니라 흑화 필터부(210)를 통해 입사된 실제 작업 이미지(RM)도 작업자에게 제공할 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 5a 및 도 5b는 용접용 보호구 중 일부를 발췌한 측면도이다.
도 4를 참조하면, 제1콘트롤러(710)는 흑화 필터부(210)의 흑화도를 제어할 수 있다. 제1콘트롤러(710)의 흑화도 제어는 작업자의 선택(요청), 예컨대 용접용 보호구(10)의 외측에 배치된 제1조작부(810)를 작업자가 동작시키는 것에 기초할 수 있다(수동 모드). 제1조작부(810)는 버튼식 또는 다이얼식으로 용접 보호구(10)의 외측과 같이 작업자가 용이하게 동작시킬 수 있는 곳에 위치할 수 있다. 또는, 제1콘트롤러(710)의 흑화도 제어는 작업자의 선택(요청)없이 용접광의 세기에 기초하여 제어될 수 있다(자동 모드). 예컨대, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 제1광센서(220)가 용접광의 강한 빛의 세기를 감지하고 감지한 용접광의 세기에 관한 전기적 신호를 제1콘트롤러(710)에 제공하면, 제1콘트롤러(710)는 해당 신호에 기초하여 흑화 필터부(210)의 흑화도를 제어할 수 있다.
제2콘트롤러(720)는 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있고, 제3콘트롤러(730)는 컴바이너(500)를 제어할 수 있다. 예컨대, 사용자가 증강현실 모드를 선택하는 제3조작부(830)를 동작시키는 경우, 제3콘트롤러(730)는 해당 신호를 수신하여 컴바이너 이동부(630)를 제어함으로써 컴바이너(500)의 위치를 변경할 수 있다. 제3조작부(830)는 버튼식 또는 다이얼식으로 용접 보호구(10)의 외측과 같이 작업자가 용이하게 동작시킬 수 있는 곳에 위치할 수 있다. 컴바이너 이동부(630)의 구동에 따른 컴바이너(500)의 위치 변경에 관한 내용은 앞서 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400)의 제어를 설명한다.
제2콘트롤러(720)는 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나의 위치를 이동시킬 수 있다. 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나의 위치 이동에 따라, 작업자 눈의 초점거리를 고려하여 선명한 가상의 이미지(VM, 도 2 참조)를 제공할 수 있다. 예컨대, 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나의 위치는, 제2조작부(820)의 조작 신호를 전달받은 제2컨트롤러(720)에 의해 제어될 수 있다. 제2콘트롤러(720)는 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나의 위치를 이동하여 이미지 생성부(300)로부터 컴바이너(500)까지의 광학적 거리를 증가하거나 감소할 수 있으며, 그에 따라 가상의 이미지(VM, 도 2 참조)의 위치가 가변되어 작업자의 눈에 적합한 고품질의 가상의 이미지(VM)를 제공할 수 있다. 제2콘트롤러(720)에 의해 가변되는 가상의 이미지(VM)의 위치는 전술한 제1거리(LF)의 범위 이내에서 이루어짐은 물론이다.
일 실시예에 따르면, 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 하나는 이동부에 의해 직선 이동하여 그 위치가 변경될 수 있다. 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 이미지 생성부(300)는 이미지 생성부(300)에 결합된 제1이동부(610)에 의해 용접용 보호구(10)의 내측에서 이동할 수 있으며, 광경로 절곡부(400)는 광경로 절곡부(400)에 결합된 제2이동부(620)에 의해 용접용 보호구(10)의 내측에서 이동할 수 있다.
제1 및 제2이동부(610, 620)는 각각 제2콘트롤러(720)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동될 수 있으며, 예컨대 본체(110)의 내부에 설치된 레일 형상의 이동 레일(600)이나 소형 모터(614, 624) 등을 포함할 수 있다.
제2콘트롤러(720)의 신호에 따라 본체(110)의 내부에 설치된 소형의 모터(614)가 구동하면, 레일이동부(612)가 레일(600) 상에서 이동하면서 레일이동부(612)에 연결된 이미지 생성부(300)가 직선 이동할 수 있다. 마찬가지로, 제2콘트롤러(720)의 신호에 따라 소형의 모터(624)가 구동하면, 레일이동부(622)가 레일(600) 상에서 이동하므로 레일이동부(622)에 연결된 광경로 절곡부(400)가 직선 이동하여 그 위치가 변경될 수 있다. 이미지 생성부(300)의 이동 변위(Δd1) 및 광경로 절곡부(400)의 이동 변위(Δd2)는 용접용 보호구(10)의 내측 공간을 고려하여 약 0.2cm 내지 약 10cm의 범위, 또는 약 1cm 내지 약 10cm 의 범위, 또는 약 0.3cm에서 5cm의 범위에서 선택될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예로, 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400) 중 적어도 어느 는 이동부에 의해 회전 이동하여 그 위치가 변경될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2콘트롤러(720)에 의해 구동하는 소형의 모터(616, 626)에 의해 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400)가 소정의 축(AX3, AX4)을 중심으로 회전할 수 있다. 이미지 생성부(300)의 회전각(Δα1) 및 광경로 절곡부(400)의 회전각(Δα2)은 모두 예각의 범위에서 선택될 수 있다.
전술한 실시예에서는, 도 5a를 참조하여 설명한 직선 이동 및 도 5b의 회전 이동이 각각 개별적으로 진행되는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로, 이미지 생성부(300) 및/또는 광경로 절곡부(400)의 직선 이동과 회전 이동은 함께 이루어질 수 있다.
도 4 내지 도 5b를 참조하여 설명한 제2컨트롤러(720)에 의한 이미지 생성부(300) 및/또는 광경로 절곡부(400)의 위치 변경은, 사용자가 제2조작부(820)를 조작하면서 발생하는 조작 신호에만 기초하지 않을 수 있다. 예컨대, 작업자(이하, 제1작업자라 함)이 제2조작부(820)를 조작하여 이미지 생성부(300) 및/또는 광경로 절곡부(400)의 위치를 변경한 후, 제1셋팅버튼(841)을 누르는 경우 이미지 생성부(300) 및/또는 광경로 절곡부(400)의 위치 정보가 제2컨트롤러(720)에 구비된 메모리부에 기억될 수 있으며, 이 후에는 제1작업자가 제1셋팅버튼(841)을 누르는 동작만으로 이미지 생성부(300) 및/또는 광경로 절곡부(400)의 위치를 설정할 수 있다. 도 4에는 세팅버튼부(840)가 제1 및 제2셋팅버튼(841, 842)의 2개를 구비하는 경우를 도시하고 있으나, 그 개수는 변경 가능함은 물론이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 콘트롤러(700A)는 제1 내지 제3콘트롤러(710, 720A, 730)를 포함하며, 제1 및 제3콘트롤러(710, 730)의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 제2콘트롤러(720A)의 동작을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 용접용 보호구는 전술한 도 4 내지 도 5c를 참조하여 설명한 실시예와 달리 이미지 생성부(300) 및 광경로 절곡부(400)의 위치를 이동하지 않은 채, 제2콘트롤러(720A)가 이미지 생성부(300)의 초기 이미지(IM, 도 2 참조)를 직접 제어하여, 가상의 이미지(VM)의 위치를 조절하여 작업자의 눈에 적합한 고품질의 가상의 이미지(VM)를 제공할 수 있다.
예컨대, 제2콘트롤러(720A)는 이미지 생성부(300)에서의 초기 이미지(IM)의 사이즈를 제어하여 가상의 이미지(VM)의 위치를 조절할 수 있다. 초기 이미지(IM)의 사이즈가 변경됨에 따라 초기 이미지( IM )의 발산각이 달라지므로 가상의 이미지(VM)를 작업자의 눈 상태에 적합한 위치로 배치할 수 있다.
콘트롤러(700A)는 가상의 이미지(VM, 도 2 참조)의 왜곡을 보정할 수 있다. 예컨대, 제2콘트롤러(720A)가 이미지 생성부(300)에서의 초기 이미지(IM)의 세로방향 폭(상하부 폭)을 줄이는 등의 방식을 통해 가상의 이미지(VM)의 왜곡을 보정할 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하여 설명한 실시예들에 따르면, 콘트롤러(700, 700A)가 3개의 콘트롤러를 포함하는 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로, 하나의 콘트롤러를 통해, 또는 복수의 콘트롤러들을 통해 흑화 필터부(210), 이미지 생성부(300), 광경로 절곡부(400), 및 컴바이너(500)를 제어할 수 있으므로, 그 개수를 제한할 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 일부를 나타낸 블록도이다. 도 7은 설명의 편의를 위하여 제3콘트롤러의 구성은 생략하였다.
일 실시예에 따르면, 증강현실 모드에서 작업자에게 제공되는 가상의 이미지(VM, 도 2 참조)의 밝기는 조절될 수 있다. 예컨대, 제2콘트롤러(720B)는 흑화 필터부(210)의 흑화도에 기초하여 초기 이미지(IM)의 밝기를 제어함으로써 가상의 이미지(VM)의 밝기를 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 내측에는 제2광센서(250)가 배치될 수 있다. 도 2에서는 제2광센서(250)가 흑화 필터부(210)의 주변에 배치된 경우를 도시고 있다.
본체(110)의 내측의 밝기는 흑화 필터부(210)의 흑화도에 따라 변하며, 제2광센서(250)는 본체(110)의 내측의 밝기에 관한 신호를 생성할 수 있다. 제2광센서(250)에서 생성된 신호는 제2콘트롤러(720B)에 전달되고, 제2콘트롤러(720B)는 수신한 신호에 기초하여 이미지 생성부(300)의 밝기를 제어할 수 있다. 가상의 이미지(IM)의 밝기는 이미지 생성부(300)의 밝기, 예컨대 초기 이미지(IM)의 밝기에 의존하므로, 전술한 제어 동작을 통해 가상의 이미지(IM)의 밝기를 조절할 수 있다.
다른 실시예로, 흑화 필터부(210)의 흑화도에 기초한 가상의 이미지(VM)의 밝기 제어는, 조도센서를 이용하지 않고 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2콘트롤러(720B)가 흑화 필터부(210) 또는 제1콘트롤러(710B)로부터 흑화도와 관련된 신호를 직접 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 이미지 생성부(300)의 밝기를 제어할 수 있다. 이 경우, 이미지 생성부(300)에서의 초기 이미지(IM)는 수신된 제어신호에 기초하여 밝기가 조절된 상태로 출사될 수 있으며, 그에 따라 가상의 이미지(IM)의 밝기도 조절될 수 있다.
전술한 실시예들에서와 같이, 흑화 필터부(210)의 흑화도에 기초하여 가상의 이미지(VM)의 이미지의 밝기를 조절하므로, 작업자는 눈부심 등의 현상 없이 가상의 이미지(VM)에 담긴 정보를 확인할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 흑화 필터부(210)의 흑화도에 기초한 가상의 이미지(VM)의 밝기 제어는, 앞서 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한 실시예들에 따른 용접용 보호구에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접용 보호구의 측면도이다.
도 8에 도시된 용접용 보호구(10A)는 반투명 미러와 같은 반사체를 구비한 광경로 절곡부(400A)를 포함하며, 렌즈부(450)를 더 포함하는 점에서, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 용접용 보호구(10)와 차이가 있으나, 다른 구성 및 동작은 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 반복 설명은 생략한다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 본체
120: 고정부
300: 이미지 생성부
400: 광경로 절곡부
500: 컴바이너
610: 제1이동부
620: 제2이동부
630: 제3이동부(컴바이너 이동부)
700, 700A: 콘트롤러

Claims (1)

  1. 본체;
    상기 본체의 전면부에 배치되는 흑화 필터부;
    상기 본체의 내측에 배치되며, 이미지 광을 생성하는 이미지 생성부;
    상기 이미지 광의 진행 경로를 변경하는 광경로 절곡부; 및
    상기 경로가 변경된 이미지 광을 투영하는 컴바이너;
    를 포함하는, 용접용 보호구.
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JP2013504437A (ja) * 2009-10-13 2013-02-07 リンカーン グローバル，インコーポレイテッド 一体的ユーザインタフェースを持つ溶接用ヘルメット

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