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KR19990022655A - 광도 감소 장치 및 방법 - Google Patents

광도 감소 장치 및 방법 Download PDF

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KR19990022655A
KR19990022655A KR1019970709230A KR19970709230A KR19990022655A KR 19990022655 A KR19990022655 A KR 19990022655A KR 1019970709230 A KR1019970709230 A KR 1019970709230A KR 19970709230 A KR19970709230 A KR 19970709230A KR 19990022655 A KR19990022655 A KR 19990022655A
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KR
South Korea
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shutter
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eye
optical sensor
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KR1019970709230A
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Inventor
엘우드 이. 바네스
Original Assignee
엘우드 이. 바네스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 엘우드 이. 바네스 filed Critical 엘우드 이. 바네스
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Abstract

광학기구 또는 눈의 시야에서 광도를 감소시키기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 멀티플 소스로부터 발산되는 빛의 강도를 감소시킬 수 있다. 일실시예에서, 아이 기어는 프레임, 전원(18,19), 광센서, 셔터 소자 어레이(8,9)를 구비하는 두 개의 투광성 렌즈(4,5), 사용자 제어기(20,21), 처리회로(16,17)를 구비한다. 상기 사용자 제어기는 사용자 상수를 장치가 주문에 맞게 되도록 설정하는데 사용되며, 작동 모드를 선택하는데 사용될 수도 있다. 작동중에, 광센서는 시야를 스캐닝하며, 광도 신호를 생성한다. 이들 광도 신호는 사용자 상수와 예비설정된 경계치로 처리된다. 광도 신호가 임의의 경계치를 넘어서면 각 렌즈의 셔터 매트릭스의 하나 이상의 소자가 어두워진다.

Description

광도 감소 장치 및 방법
태양으로부터의 빛을 수용가능한 레벨로 감소시키기 위한 광학적 감쇠 특성이 높은 선글라스를 제조할 수 있다. 이러한 선글라스는 사용자로 하여금 태양을 직접 바라볼 수 있게 하지만, 밝게 빛나지 않는 시야의 다른 부분들을 식별할 수 없도록 광감쇠가 너무 높기 때문에 다른 것은 거의 볼 수 없다.
태양이 수평선 부근에 있거나 주변의 밝기가 낮은 상태에서 다른 밝은 광원을 향해 직접 운전하는 상황에서 차량을 운전하는 것은 교통 상황이 광원을 직시할 것을 요하므로 위험하다. 태양 및 기타 광원으로부터의 눈부심 및 반사효과를 경감시키기 위해 검은 선글라스, 선바이저(visors), 기타 바람막이 유리를 어둡게 하는 다른 수단이 개발되어 왔으나 차량의 경로 및, 운전자와 광원 사이의 변화하는 각도와 같은 변수로 인하여 상기와 같은 차량 전략(light blocking strategies)은 전혀 부족한 것으로 밝혀졌다.
본 발명은 광도(light intensity)를 감소시키기 위한 장치 및 관한 것입니다. 특히, 각 렌즈에 배치된 셔터 매트릭스상의 단일의 또는 복수의 소자를 비례적으로 어둡게 하므로써 태양이나 기타 소스로부터의 빛을 선별 차단하는 액티브 선글라스가 기술되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광도 감소장치의 실시예의 사시도.
도 2는 도 1의 장치에 의해 사용되는 전기 회로의 간략화된 블록선도.
도 3은 사용자 상수가 설정되는 방법을 도시하기위한 도 1의 렌즈의 간략화된 다이어그램.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예와 연관된 콤포넌트의 간략화된 블록선도.
도 5는 도 4의 센서 어레이와 셔터 매트릭스의 간략화된 측면도.
본 발명의 목적은 사용자에 의해 미리 선택되어질 수 있는 광 레벨 경계치가 과도한 것으로 결정되는 시야 부분에서만 빛을 차단하여 시야의 다른 물체는 그대로 식별할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학기구의 기록 매체가 시야의 세부사항들을 기록할 수 있도록 광학기구상에 입사되는 하나 이상의 광원으로부터의 빛을 차단하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 시각 손상된 사람이 사용하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 장치는 광 감소율을 제한할 뿐더러 취급되는 입사광의 동적 범위를 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 전원과, 시야의 빛에 대응하는 다수의 광도 신호를 생성할 수 있는 광 센서와, 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자를 갖는 투광 렌즈와, 사용자 제어기와, 처리 회로를 포함한다. 상기 처리 회로는 소정의 경계치 및 사용자 상수(user constants)에 대해 광도 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 하나 이상의 셔터 소자를 어둡게 한다. 사용자 제어기는 장치를 주문에 맞게 제조하도록 사용자 상수를 설정하는데 사용되며, 하나 이상의 작업 모드를 설정하는데 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 장치는 태양이나 헤드라이트, 미등(tail light), 광반사기 등으로부터 발견될 수 있는 것과 같은 광폭의 빔을 갖는 비간섭성 광원과 함께 기능한다. 추가적인 장점 및 특징들은 이어지는 도면 참조한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광도 감소 장치(1)의 실시예의 사시도이다. 이 실시예는 모든 작용부가 프레임 또는 렌즈상에 배치된 한쌍의 액티브 선글라스(1)를 도시한다. 액티브 선글라스는 본원에서 그 목적이 태양 및 그 반사체와 헤드라이트, 미등 및 기타 광원을 포함할 수 있는 하나 이상의 광원으로부터의 광 레벨을 낮과 밤 어느때나 감소시키기 위한 장치로서 정의된다. 추가로, 본 발명에 따른 장치는 또한 태양과 같은 밝은 광원의 유해한 효과로부터 판독 유리, 카메라, 캠코더, 망원경, 쌍안경, 현미경, 기타 단안(monocular) 또는 멀티 렌즈 광학기구를 사용할 때 눈을 태양과 같은 밝은 광원의 유해한 효과로부터 보호하는데 사용될 수 있다. 또한, 이러한 장치는 카메라, 캠코더, 망원경, 현미경 기타 광학기구의 검출기, 저장 매체 또는 기타 콤포넌트에 입사되는 밝은 소스의 유해한 효과를 방지하거나 감소하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 카메라 또는 캠코더의 렌즈의 앞이나 뒤에 본 발명을 사용하므로써 멀티플 이미지를 생성하지 않고, 필름을 과도하게 노출시키지 않으며, 시야에 있는 다른 물체의 상세한 부분을 세척하지 않은 채로 화상이 태양을 향하여 또는 태양에 직접 촬영될 수 있다.
본 발명의 작동을 보다 잘 이해하기 위하여, 사람의 눈이 상이한 광도에 어떻게 반응하는지에 대해 이하에서 간단히 설명하기로 한다. 눈의 망막의 후방에 있는 수광부에 쏘아지는 빛의 양은 홍채에 의해 조절된다. 광량이 갑자기 증가하면, 홍채는 망막에 허용되는 빛의 양을 감소시키기 위해 수축된다. 동시에 감지된 광도의 증가로 인해, 망막은 그 수광부의 감도를 저하시키기 시작하며, 그로인하여 콤비네이션은 인지된 광도를 망막이나 홍채가 단독으로 생성해내는 변화보다 더 감소시킨다. 이는 증대된 빛의 도입 이전에 식별될 수 있었던 세부적인 것들이 동공의 미소열림 및 둔감해진 망막으로 인해 손실될 수도 있음을 의미한다. 또한 사람의 눈의 광도 및 다른 변수에 따라 대략 50 내지 100ms의 광도 변화에 반응한다는 것도 주목해야 한다. 본 발명의 액티브 선글라스는 보다 빨리 반응하므로써 눈이 광도를 증가시켜 시야의 상당히 밝은 부분으로부터 광량을 감소시키도록 작용을 한다. 이러한 작동은 눈이 상당히 일정한 감도와, 어느 정도 일정한 홍채 크기 및 수광 강도(photoreceptive sensitivity)를 유지할 수 있음을 의미한다. 따라서 상당히 밝은 광원의 존재로 인해 놓칠 수 있는 물체를 인식할 수 있다. 그러므로, 액티브 선글라스는 눈으로 전달되는 빛의 동적 범위를 감소시키고, 추가로 시야에 드는 물체의 나머지를 인식하는데 끼치는 밝은 광원의 영향을 감소시킨다. 시각을 잃어버린 개인들은 또한 본 선글라스가 광도의 변화율을 감소시킬 뿐 아니라 후술되듯이 시야에 드는 빛의 동적 범위도 감소시킬 수 있으므로 유용하다는 것을 발견할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 액티브 선글라스는 시야의 다른 부위를 어둡게 하지 않으면서 사용자의 시야에 드는 빛의 밝은 광원을 선택적으로 차단하는 능력을 갖는다. 따라서, 눈으로 들어가는 빛의 강도의 급격한 증가 및 감소가 방지된다. 광도 변화 문제는 접근하는 차의 앞유리로부터 사람의 눈으로 햇빛이 갑자기 비칠 때 발생하는 일시적 광학 혼동을 고려하므로써 이해될 수 있다. 이는 사람이 순간적으로 눈을 감게 하기에 충분할 정도로 밝다. 이 경우, 시야를 가로지르는 평균 광도는 상당히 적게 변화할 것이지만, 피크값은 시야의 적은 부분위로만 급격히 증가되어 불편함을 유발한다. 이러한 상황에서 시야의 동적 범위가 증가하였다. 증가된 광도는 시야의 이 영역으로부터 감쇠될 수 있다. 추가로, 본 발명은 시야의 평균 광도의 커다란 변화율의 불편함을 개선할 수 있다. 이 평균 광도 변화율 문제는 어두워진 극장을 밝은 햇빛에 노출시킬 때 발생하는 불편함을 고려하므로써 이해될 수 있다. 눈이 평균 광도의 급격한 증가를 조절하는데는 동적 범위가 변하지 않더라도 수초가 걸릴 수 있다. 전술된 두 경우에, 액티브 선글라스는 피크 광도와 동적 범위 및 평균 광도의 변화율을 제한하여 시각의 불편함을 쉽게 할 수 있다.
이상적인 운전용 햇빛 보호기는 사용자의 망막에서 태양으로 정의되는 벡터에 중심조절되고 태양을 완전히 폐색하기에 충분히 큰 공간에 걸리는 불투명 디스크가 될 것이다. 추가로, 사용자의 눈과 태양 사이에서 헤딩이 변화함에 따라 태양에 대한 불투명 디스크의 관계를 유지하는 것이 중요할 것이다. 이러한 상황에서 시각은 태양이 특정 시간에 머무르는 불투명 디스크에 의해 차단되는 시야 부위를 제외하고 정상일 것이다.개인들은 태양을 차단하기 위해 한손을 들어서 이를 시도한다. 또한 상기 부위가 접근하는 차량을 포함할때와 같은 여러 경우에 이 부위로부터 빛을 완전히 불투명하게 하기 위해서는 태양으로부터의 광도가 환경과 근사해지도록 차단디스크의 성능을 조절하는 것이 일반적이다. 또한 멀티플 표면 또는 멀티플 소스에서 비롯되는 태양으로부터 반사를 차단하는 것이 유리할 것이다. 또한, 야간에 도로를 주행할 때 차운전하는 접근하는 헤드라이트와 조우할 뿐 아니라 내부거울 및 하나 또는 둘의 외부 후시경에서 뒤따라오는 차량의 헤드라이트로부터의 반사광과 조우하게 된다. 일부 차량은 내부에 내부거울에 의해 나타나는 상을 어둡게 하는 수동식 또는 전자식 수단을 구비하고 있지만 이들은 외부 거울에 의해 제공되는 상은 거의 어둡게 하지 못한다. 액티브 선글라스는 접근하는 차량으로부터의 밝은 빛뿐 아니라 내부 및 외부의 거울에 의해 나타나는 상으로부터의 밝은 상을 감소하여 광도 변화를 감소시켜 광학적 스트레스를 쉽게 할 것이다.
선글라스(1)는 프레임의 브리지(30)에 장착되는 두 개의 LCD 렌즈(4,5)로 구성된다. 용어 LCD는 렌즈(4,5)에 사용된 재료를 기술하는데 사용되며, 당업자라면 셔터 매트릭스 또는 센서 어레이내의 LCD 재료를 기능적으로 교체하기 위해 강유전체와 같은 대체 재료, 일반적인 액정 재료 또는 광범위한 광도 범위에 걸쳐 변화될 수 있는 투광 특성을 갖는 다른 재료가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 좌측 LCD렌즈(4)는 센서 어레이(6)를 갖고, 우측 LCd 렌즈(5)는 템플(2,3)에 대한 브리지(30)의 연결부 근처의 외측 에지에 장착된 센서 어레이(7)를 갖는다. 각각의 센서 어레이(6,7)는 그 뒤에 장착되는 각각의 연관된 광센서(10,11)를구비한다. 사용자는 관련된 셔터 매트릭스(8)를 포함하는 좌측 LCD렌즈(4)를 통하여 그리고 셔터 매트릭스(9)를 포함하는 우측 LCD렌즈(5)를 통하여 바라본다. 제어 전자장치(16,17)가 각각의 템플(2,3)에 수용되며, 연결부(14,15)를 거쳐 브리지(30)에 연통된다. 제어 전자장치(16,17)는 또는 LR 연결부(13; 점선으로 도시)를 거쳐 상호 연통될 수도 있다. 동공 위치 센서(34)가 브리지에 장착되어 동공 위치를 결정하며, 이는 제어 연결부(16)에 연결된다. 전원(18,19)과 사용자 제어기(20,21) 또한 도시되듯이 템플(2,3)에 위치된다. 전원(18,19)은 배터리, 태양전지 또는 다른 경중 전원을 포함할 수 있다. 따라서, 작동에 필요한 모든 컴포넌트가 완비된다. 특히, 귀에 맞는 템플(2,3)은 전기회로와, 제어기 및 전원을 수용하고, 브리지(30)는 렌즈(4,5)와 센서 어레이(6,7)와 셔터 매트릭스(8,9)를 수용한다.
사용자는 LCD렌즈(4,5)가 각각의 눈에 설치되도록 종래 방식으로 템플을 겹쳐 놓고 브리지를 코를 가로질러 배치하므로써 액티브 선글라스를 착용한다. 전기는 선글라스가 손에 잡힐 수 있기 이전에 템플 피스가 개방될 때 템플(3)의 내부에 배치된 스위치(12)에 의해 제어 전자부품(16,17)에 공급된다. 헤드로부터 제거된 선글라스를 편평하게 하도록 템플 피스가 접히면, 스위치(12) 개방되어 전류가 제거된다. LED 또는 저전류 소비 콤포넌트를 포함하는 저전류 인디케이터(31)는 템플(2)의 내부에 부착되는 것으로 도시되어 있다. 전류가 낮으면, 인디케이터(31)는 착용자에게 알리기 위해 불이 켜진다. 이와 달리, 저전류 표시를 하기 위해 셔터 매트릭스의 여러 소자가 사용될 수도 있다.
도 1에 도시되어 있듯이, 렌즈(4,5) 각각은 그 각각이 8×8의 소자 매트릭스나 64개의 정방형 소자로 구성되는 두 개의 정방형 셔터 어레이(8,9)를 포함하는 LCD 재료를 구비하는 투광성 유리 또는 플라스틱 기판으로 구성된다. 각 셔터 매트릭스의 각 소자는 제어 전자장치(16,17)에 의해 어드레스 가능하다. 또한, 각 매트릭스 소자의 투광 특성은 소자가 조도 조건에 요구되는 정도로만 어두워지도록 조절될 수 있다. 이와 달리, 셔터 매트릭스 소자 전부 또는 일부는 소정의 정도로 어두워지도록 세팅될 수도 있다. 사용자는 선글라스를 착용했을 때, 셔터 매트릭스(8,9)를 통해 들여다 보며, 따라서 사용자의 시야는 LCD 셔터 매트릭스 소자의 투광 특성에 의해 결정된다. 각 눈의 망막에 부딪히는 빛의 양은 사용자의 망막과 태양 사이의 가상선을 배치된 셔터 매트릭스(8,9)의 하나 이상의 LCD 소자를 어둡게 하므로써 감소될 수 있다.
다시 도 1과 관련해서는, 역시 8×8의 액티브 매트릭스로 분할되는 센서 어레이(6,7)뒤에 광검출기(10,11)가 장착된다. 작동중에, 각각의 센서 어레이는 그 관련 광검출기가 사용자의 시야중 주어진 부위로부터 광 레벨을 샘플링 또는 추론 할 수 있도록 스캐닝한다. 이런 식으로, 제어 전자장치(16,17)는 센서 어레이의 시야의 각소자와 연관된 벡터를 결정짓는다. 센서 어레이로부터 얻어진 정보가 이후 사용되어 LCD셔터 매트릭스(8,9)의 적절한 소자들을 어둡게 하여 사용자의 시야의 광도를 허용 한계로 감소시킨다.
도 2는 도 1의 선글라스의 제어 전자장치(16,17)의 간략화된 블록선도(32)이다. 특히, 좌측 렌즈(4)용의 제어 전자장치(16)는 사용자 제어기(20)에 연결되고 아날로그 처리 회로 및 A/D변환기(23)를 통해 광검출기(10)에 연결되며 스위치(12)를 통해 셔터 매트릭스(8), 센서 어레이(6)에 연결되고, 선택적으로 동공위치센서(34)에 연결된다. 마이크로프로세서(33)는 드라이버(35)를 통해 센서 어레이(6)의 개별 요소에 명령을 내린다. 마이크로프로세서(33)는 또한 드라이버(37)를 통해 셔터 매트릭스의 개별 소자를 어둡게 하거나 밝게 하는 명령을 내린다. 사용자 제어기(20)는 설명되었듯이, 사용자의 철학에 관한 사용자 선호 데이터 및 정보를 입력하도록 사용자에 의해 조작될 수 있다. 유사하게, 우측 렌즈용 제어 전자장치(17)는 사용자 제어기(21)에 연결되고, 아날로그 처리 회로와 A/D 변환기(24)를 통해 광검출기(11)에 연결되며, 스위치(12)를 통해 셔터 매트릭스(9)와 전원(19)에 연결된 마이크로프로세서(43)를 포함한다. 상기 마이크로프로세서(43)는 드라이버(45)를 통해 센서 어레이(7)의 개별 소자에 명령을 보내며, 드라이버(47)를 통해 셔터 매트릭스(9)의 개별 소자를 밝게 하거나 어둡게 하는 명령을 내린다. 사용자 제어기(21)는 사용자에 의해 데이터를 입력하도록 조작될 수 있다.
도 2에 도시된 제어 전자장치는 두 개의 별도 시스템, 즉 각각의 눈에 대해 하나씩의 시스템으로서 센서 어레이와 광검출기와 셔터 매트릭스 및 제어 전자장치를 포함한다. 제어 전자장치(16,17) 각각은 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 커스텀 또는 세미 커스텀 칩, 인터페이스 회로, ROM과 RAM 및 EEPROM 또는 배터리 보호된 RAM과 같은 비휘발성 메모리 장치를 구비하는 선형 및 전자장치를 갖는 전자 부품을 구비한다. 또한 각 렌즈용 제어 전자장치는 원한다면 독립적으로 작동될 수 있으며 LR 연결부(13)를 통하여 데이터와 명령을 교환할 수도 있음에주의해야 한다.
도 1의 액티브 선글라스의 센서(6,7) 각각은 광검출기(10,11)와 연관되어 있으며, 따라서 태양 벡터는 각각의 셔터 매트릭스에 의해 독립적으로 컴퓨팅될 수 있다. 이 정보는 LR연결부(13)를 거쳐 양 렌즈의 전자장치 사이에서 교환한다. 예를 들어, 양 센서 어레이(6,7)의 처리된 출력의 논리 OR은 양 셔터 매트릭스(8,9)의 소자를 어둡게 하는데 사용될 수 있다. 이러한 작동은, 좌측 렌즈(4)상에 제조된 불투명한 셔터 매트릭스(8)의 LCD 소자가 제어 전자장치(16)에 의해 좌측 렌즈(4)용으로 연산된 정보와 제어 전자장치(17)에 의해 우측 렌즈(5)용으로 연산된 정보의 복합체임을 의미한다. 마찬가지로, 우측 렌즈(5)상의 어두워진 셔터 매트릭스(9)의 LCD소자는 제어 전자장치(16)로부터 셔터 매트릭스(8)용으로 계산된 정보로부터와 우측 센서 어레이(7)로부터의 정보로부터의 우측 제어 전자장치(17)에 의해 연산되는 데이터의 복합체이다. 일부 경우에, 그러나, 어두워질 소자들은 제어 전자장치(16,17) 사이의 연결이 없다면 차이가 없을 것이다. 그러므로 전술된 배치에 의하면 하나의 센서 어레이가 어떤 다른 방식으로 어두워지거나 폐색될 수 있지만 각각의 눈에 대해 태양 또는 다른 밝은 존재가 블로킹될수 있다. 예를 들어, 좌측의 센서 어레이(7)는 앞유리 코너 포스트, 후시경, 앞유리 먼지 또는 앞유리 데칼(decal)에 의해 태양 또는 다른 광원으로부터 폐쇄될 수도 있다. 또한, 먼지, 땀, 습기 또는 다른 불투명한 물체가 센서 어레이의 하나 이상의 소자에 달라붙어 어레이를 부분적으로만 작동시킬 수 있고 셔터 매트릭스(9)는 계속 작동하여 다른 셔터 매트릭스(8)에 연관된 센서 어레이(6)로부터 수집할 정보 뿐아니라 센서 어레이(7)로부터 얻어질 수 있는 정보를 이용하여 밝은 광원을 차단할 것이다. 사용자 오프셋과 다른 사용자 상수와 같은 다른 정보 뿐 아니라 블로킹 정보는 또한 제어 전자장치(16,17)사이에서 교환될 수도 있다.
도 1에 따르면, 사용자 제어기(20,21)는 선글라스(1)의 작동이 사용자의 철학에 맞을 수 있게 하는 템플 피스(2,3)를 따라 장착된 일련의 스위치이다. 사용자는 어두워진 소자들이 사용자의 시야와 일치하도록 LCD 센서 어레이(6,7)를 셔터 매트릭스 소자(8,9)에 매핑시키는 것이 중요하므로 선글라스(1)를 먼저 사용할 때 스위치(20,21)를 사용하여야 한다.
도 3은 도 1의 액티브 선글라스의 렌즈(4,5)의 간략화된 도면이다. 도 3에서, 각각의 셔터 매트릭스의 하나 이상의 소자에 대응하는 사용자의 각 눈에 대해 원점 0'을 정의하는 점이 인식되어야 한다. 여기에는 두개의 오프셋이 있으며, 이중 x축 오프셋은 라벨이 A이고, y축 오프셋은 라벨이 B이다. 이들 사용자 상수를 설정하기 위해, 선글라스를 착용한 사람은 왼쪽눈으로 똑바로 앞을 바라보고 오른 쪽 눈은 감으며, 셔터 매트릭스(8)의 단일 요소는 어두워지고 이는 원점으로서 제어 전자장치(16)에 의해 간주되는 위치로 중심조정된다. 사용자는 똑바로 앞을 볼때 단일의 어두워진 LCD소자가 왼쪽눈 위에 중심조정될 때까지 스위치(20,21)를 사용하여 이 소자의 위치를 조작한다. 이들 두가지 오프셋, 또는 사용자 상수는 이후 제어 전자장치(16,17)에 의해 비휘발성 메모리내에 저장된다. C라벨의 제3오프셋은 우측 렌즈(5)상의 셔터 매트릭스의 원점이 우측 눈의 망막 위에 중심되도록 사용자의 눈 간격의 차이와 연관된 상수를 제공한다. 이는 A와 B조정이 이루어진 후 왼쪽 눈을 감고 이후 우측 렌즈(5)의 셔터 매트릭스(9)상에서 어두워진 타겟 소자를 앞을 똑바로 보는 동안 사용자의 오른쪽 눈앞에 중심조정될 때까지 이동시키므로써 달성될 수 있다. 이들 사용자 상수 A, B, C는 이후 제어 전자장치(16,17)의 비휘발성 메모리내에 저장되며, 다시 로딩될 필요가 없다. EEPROM, 배터리 백업 RAM 또는 다른 비휘발성 메모리가 사용될 수도 있다.
초기 셋업 이후, 사용자는 프레임을 개방하여 그 코위에 글라스를 배치해야 하며, 그 철학에 적절한 상수 A, B, C가 로딩된다. 물론, 사용자 상수는 나중에 다른 사용자에게 조정될 수 있으며 메모리 저장이 제공되어 여러 사용자에 대한 상수를 저장한다. 이런 형태의 시스템은 세개의 상수만이 저장되므로 오른쪽 눈이 수평면으로 왼쪽눈과 정렬되는 것으로 가정되지만, 두개의 다른 상수 E와 F가 보다 복잡한 모델에 사용되어 오른쪽 눈의 중심조정에 의해 선글라스의 수평면으로 약간 오프셋된 눈을 갖는 사용자를 수용할 수 있게 한다.
사용자가 자신의 코에 걸 선글라스를 선택하는 방식 또는 물리적 변형에 의해 셔터 매트릭스 소자의 평면과 사용자의 망막 사이의 거리에는 차이가 존재하며, 따라서 다른 수정이 필요할 수도 있다. 이는 Z 상수로 지칭되며, 제어 전자장치가 명백한 LCD소자의 솔리드 각도를 수정하여 사용자의 망막으로부터 셔터 매트릭스의 소자 평면으로의 거리의 차를 보상할 수 있게 하는데, 이는 도 5에 가장 잘 도시되어 있다. 예를 들어, 사용자가 셔터 매트릭스가 그 망막에 인접하도록 액티브 선글라스를 착용한다면, 어떤 고강도의 광신호를 차단하도록 셔터 매트릭스당 단 하나의 매트릭스 소자가 어두워질 것이다. 그러나, 만약 사용자가 그 망막과 셔터 매트릭스 사이의 거리가 증가하도록 액티브 선글라스를 착용한다면 셔터 매트릭스 둘 이상의 매트릭스 소자가 어두워져 동일한 고강도의 광 신호를 차단할 것이다. 이러한 사용자 선호도를 보상하는 한가지 방법은 셋업 모드로 들어가서, 백열램프 또는 태양과 같은 밝은 광원을 사용하여 사용자 상수를 최적화하는 것이다. 예를 들면, 선글라스를 착용한채로 사용자는 그 머리를 어느 방향으로 30°이상 움직이며 상수 Z는 밝은 광원이 가장 효과적으로 차단될때까지 사용자 제어기를 조작하므로써 변한다. 이는 사용자 전자장치에 의해 센서 어레이 정보가 셔터 매트릭스의 소자에 가장 효과적으로 매핑될 수 있게 한다. Z조정은 또한 센서 어레이로부터 광검출기로의 거리를 기계적으로 조절하므로써 제공될 수 있다. 이 Z상수는 이후 제어 전자장치내에 저장되며 파워 업시에 로딩된다. 다른 상수들은 마찬가지로 액티브 선글라스의 성능을 사용자에게 최적으로 매치되도록 마찬가지로 결정 및 저장될 수 있다.
모든 논의에 있어서, 액티브 선글라스의 작동은 사용자의 동공과 망막을 중심에 위치시키는 사용자에 따라 달라지는데 그 이유는 이것이 A, B, C 상수를 정의 및 로딩하는데 사용된 위치이기 때문이다. 그러므로, 셔터 매트릭스의 새도우잉(shadowing)의 효율은 동공이 직선 정위치 또는 나머지 위치에 얼마나 가까운 가에 따라 달라진다. 액티브 선글라스를 착용한 동안, 사용자는 그 동공을 셔터 매트릭스의 어두워진 부위 뒤에 중심 조정시키는 것을 배우며 여기서 믿도록 가르쳐진 제어 전자장치는 동공의 위치에 있다. 이 조건을 쉽게 하고 보다 넓은 작동 범위를 가능하게 하기 위하여, 동공 또는 망막의 위치를 감지하는 수단이 눈의 운동을 보상할 수 있게 한다. 도 1에서, 하나 이상의 망막 센서(34)는 동공의 위치를 결정하여 이 위치정보를 제어 시스템으로 출력하도록 프레임에 장착될 것이다. 이 제어장치(16,17)는 센서 어레이 정보를 셔터 매트릭스에 맵핑시키는데 사용되는 본래의 값을 수정하기 위해 동공 위치 정보를 사용할 것이다. 셔터 매트릭스의 적절한 소자는 이후 새로운 동공 위치를 보상하도록 어두워질 것이다.
상기 장치가 마찬가지로 낮이나 밤에 다른 광원과 관련한 상황에서 사용하기에 적합한 것으로 이해되더라도, 태양과 관련한 상황만이 본 발명의 실시예의 작동과 관련한 아래의 논의사항에 대해 고려될 것이다.
도 4는 단 하나의 렌즈를 사용하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예의 간략화된 블록선도(50)이다. 참조의 용이함을 위해, 도 1의 선글라스에 대한 유사한 콤포넌트는 동일한 도면부호를 갖는다. 작동중에, 제어 전자장치(16)는 센서 어레이(6)의 8×8 소자를 구동하는 LCD 드라이버(52)에 스캐닝신호를 제공한다. 센서 어레이(6)의 요소는 64 LCD소자의 하나의 소자만이 투명하고 나머지 63개의 소자들이 어둡거나 불투명하도록 구동된다. 이런 식으로, 하나의 투명한 LCD 소자의 위치에 의해 정의되는 방향으로의 빛의 양과, 센서 어레이의 기하학적 형상과, 광검출기(10)와, 임의의 마스크와, 렌즈 또는 광검출기와 연관된 광학 및, LCD 소자에 대한 광검출기의 물리적 관계와 관련한 정보가 얻어진다. 광검출기(10)의 출력은 투명소자에 의해 정의되는 시야의 상기 섹션으로부터 수집되는 빛의 양에 비례하는 신호를 제공한다. 이 광도와, 광검출기 전방의 LCD 주사 소자의 어느 것이 투명한 지에 의해 결정되는 광원의 위치가 태양 벡터를 정의한다. 광검출기(10)로부터의 신호는 상기 소자와 연관된 광도를 디지탈 포맷으로저장하는 A/D(아날로그에서 디지탈로의) 변환기 또는 다른 디지탈 변환 수단으로 입력되기 이전에 앰프(53)에 의해 증폭될 수도 있다. 그러나, 얻어진 측정은 하나의 투명 소자 뿐 아니라 63개의 불투명 소자로부터 얻어진 빛의 양이다. 불투명한 LCD 소자에 의해 소량의 빛이 빠져나갈 수 있으면, 이는 63배로 확대되며 투명 소자로부터의 신호와 혼합된다. 이 작동에 의해 발생하는 오류를 감소시키기 위해, 모든 소자를 어둡게 하고 이 결과 신호를 측정하므로써 총 빛의 누설에 대한 측정이 얻어진다. 이렇게 얻어진 측정값 Vx는 배경 또는 검은 전류라 지칭된다. 64개의 소자가 모두 어두워져 배경 전류 또는 검은 전류가 측정될 수 있도록 64개의 소자가 모두 어두워진 후에, 선택된 투명 소자로부터의 빛에 존재하는 오류의 양은 그러므로 대약 Vxisingle-Vx이다.
전체 시야가 주사된 후, 전술된 하나 씩의 소자와 일련의 어레이는 수집되어 센서 어레이(6)에 의해 결정되는 장치의 시야내 광도의 분포를 반영한다. 이미 저장된 사용자 정보와 미리 설정된 경계치에 기초하여, 제어 전자장치에 의한 결정이 이루어지고, 이로 인하여 센서 어레이(6)로부터 얻어진 데이터로부터 소자당 저장된 레벨이 어떤 경계치 Vn을 넘어서면 셔터 매트릭스(8)의 선택된 소자를 비례적으로 어둡게 하므로써 시야내의 하나 이상의 장소로부터의 빛을 차단하거나 감소시키기 위한 신호가 LCD드라이버(54)에 보내진다. 점선으로 도시된 선택적 동공 센서(34)가 마이크로프로세서 회로(33)에 연결되어 사용자 상수를 로딩하는데 사용되었던 직선 전방 위치 이외의 동공 위치를 보상할 수 있다.
도 5는 도 4의 센서 어레이와 셔터 매트릭스의 간략화된 측면도이다. 도 5는 실제 크기가 아니며, 눈(55)과 태양(56)으로부터의 레이는 본 발명의 이해를 돕도록 부호로 표기되었다. 광센서 어레이(6)가 주사됨에 따라, 하나의 투명 소자(Ai)로부터 수집된 빛이 경계치(Vn)를 넘어선다고 가정하자. 다른 소자로부터 얻어진 빛의 수치는 경계치보다 낮다. 셔터 매트릭스(8)내의 하나의 소자(Mi)가 어두워지는데, 이는 센서 어레이(6)로부터 얻어진 소자(Ai)와 연관된 벡터에 대응한다. 셔터 매트릭스(8)상의 어두워지는 위치는 이 신호를 만들어낸 센서 어레이(6)내의 위치에 대응하는 위치, 즉 소자의(xi, yi) 어드레스를 잡아서 이 정보를 제어 전자장치(16)의 비휘발성 메모리에 저장된 오프셋 상수(또는 사용자 상수)로 처리하므로써 찾아진다. 이 정보는 어두워질 셔터 매트릭스(8)의 원하는 소자인 Mi의 좌표를 잡는데 충분하다. 이후 제어 전자장치(16)는 LCD 드라이버에 대해 상기 LCD 셔터 매트릭스(8)의 소자를 필요한 정도로 어둡게 하라는 명령을 내린다. 다음으로, 센서 어레이(6)의 스캐닝이 지속되고 시야 측정의 신규한 업데이트는 LCD 센서 어레이(6)가 조속히 어드레스되어 광검출기(10)가 광도를 조속히 측정할 수 있음에 따라 얻어진다. 도 1의 액티브 선글라스에서 상기 공정은 각각의 렌즈와 독립적으로 진행되지만, 정보는 양 셔터 매트릭스(8,9)에 대한 소자를 어둡게 하도록 공유될 수 있다. (도 4에 도시된) 선택적 동공 센서(34)로부터 얻어진 정보는 눈(55)의 동공의 위치에 따라, 어두워질 셔터 소자의 위치를 수정하고 개수를 결정하는데 사용될 수 있다.
이 기술에 의하면 하나 이상의 광원 또는 타겟이 취급될 수 있음이 명백해야 한다 그러므로, 태양으로부터의 직광, 다른 물체로부터 반사되는 빛, 다른 광원으로부터의 빛은 억제될 수 있다. 또한 평균 광신호 레벨이 다르다는 것을 제외하고는, 본 발명에 따른 장치는 야간에 사용될 수 있고, 특히 빗길 노면과 다른 물체로 부터의 반사에 의해 생성되는 접근하는 헤드라이트의 멀티플 이미지가 생성될 때 우천 상태에서 효과적이다. 멀티플 타겟을 주간 또는 야간에 취급하는 장치의 효율은 LCD 소자에 사용되는 재료 및 예술품 해상도(artwork resolution)와, 얻을 수 있는 연산 소스와, 작동 온도와, 전원 수명과, 비용에 따라 달라진다. 특히 어떤 LCD재료는 온도가 감소함에 따라 작동이 둔해지고 이러한 조건은 보다 추운 기후에서 사용하기 위한 선글라스에서 이런 재료를 사용할 때 반드시 고려되어야 한다. 또 다시, 반사광을 제고하는 부위가 본래 조명 소스보다 크거나 작으면, LCD 센서 어레이와 셔터 매트릭스 소자의 입도(granularity) 이내에서 이 상황을 수용하기 위해 적절한 셔터 형상이 어두워질 것이다. 즉, 눈에 의해 수용되는 빛의 강도를소멸시키는데 필요한 어떤 패턴이든 간에 하나 이상의 셔터 매트릭스(8,9)가 어두워질 것이다.
본 발명에 따른 장치가 근시 또는 원시인 사람 또는 난시로 고생하는 사람에 대한 수정 렌즈에 추가될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 또한, 통상 붉은 빛을 통과시키는 액티브 선글라스 구조에 광필터가 추가될 수 있다. 이들 광필터는 주간이나 야간의 차를 모는 여러 상황에서 미등의 가시성을 높이므로 도움이 된다. 태양으로부터 망막으로의 열 로드를 감소시키는 적외선(IR)차단 필터가 추가될 수 있다.
따라서, 액티브 선글라스는 연산되거나 저장된 기준을 초과하는 사용자의 시야 부분에서의 광도를 어둡게 하거나 감소시킬 수 있다. 시야의 동적 빛 범위는 Va-Vb로 정의되며, 여기서 Va는 시야의 가장 밝은 부분의 광도이며, Vb는 시야의 가장 어두운 부분의 광도이다. 시야의 광감소 부위가 시야의 최저 광도 부분에서 찾아지는 것 이하의 눈에서의 광도를 생성하지 않으면, 시야에서의 빛의 전체 또는 동적 범위는, Va가 감소되고 Vb가 영향을 받지 않으므로 감소된다. 눈에 도달하기 위해 셔터 매트릭스를 통과할 수 있는 빛의 동적 범위는 적절한 사용자 모드를 선택하므로써 제한될 수 있다. 광도의 동적 범위를 기존의 시야 수치 또는 일부 이전에 선택된 한계로 한정하여 시각의 산란, 광학적 혼란, 시야로부터의 정보 손실을 감소시키는 것이 액티브 선글라스의 성능이다.
시야의 광도의 평균값의 변화율은 조기 어레이 맵으로부터의 데이터를 저장하고 이 조기 버전에 대해 현재의 시야로부터 수집된 모든 신규한 데이터를 보강하므로써 감소될 수 있다. 그러므로 조기 시각으로부터 수집된 레벨을 넘어선 임의의 소스 또는 물체의 강도가 감소될 것이다. 이 참조 맵에 저장된 레벨은 이후 리얼 타임 센서 어레이 맵에 의해 제공되는 방향으로 천천히 갱신될 수 있다. 따라서, 시야의 평균 광도는 앞서 설정 및 저장된 사용자 선택 율로 증가될 것이다. 이런 형태의 작동은 눈이 증가된 광도를 조정할 수 있도록 어두워진 극장을 나온 후에 완전히 뜨기전에 개별적으로 실눈을 뜨는 것과 동등하다.
전술한 형상이 센서 어레이(6,7)가 LCD 셔터 매트릭스(8,9)의 64소자에 대응하는 64개의 LCD로 구성되는 것이지만, 8×8 이외의 형상이 사용될 수도 있다. 또한, 센서 어레이(6,7)는 다른 사이즈일 수 있으며, 셔터 매트릭스(8,9)보다 열과 행에서 다른 개수의 LCD 소자를 구비한다. 또한, 셔터 매트릭스와 센서 어레이의 LCD 소자는 정방향, 육각형, 장방형, 원형일 수 있다. 또한, 셔터 매트릭스와 센서 어레이는 형상이 불규칙하고, 각 소자는 매트릭스 또는 어레이내의 위치에 따라 크기 및 형상이 다르다. 제어 전자장치(16,17)에 의해 수행되는 평균화 및 매핑 작업은 센서 및 셔터의 상이한 입도가 작동상 취급될 수 있게 함에 유의해야 한다. 또한, 주름(fringe) 셔터 소자, 또는 어두워진 소자에 부수하는 LCD 소자는 (센서 어레이가 셔터 매트릭스와 크기가 상이한) 소자 입도를 취급하도록 완전히(또는 부분적으로) 어두워질 수 있다. 이러한 작동은 또한 예를 들어, 먼저, 거리의 오일 등으로 덮인 차량 앞유리를 통해 태양을 바라 볼때 발생할 수 있는 눈부심 또는 만개함을 보상한다.
다른 모드 선택은 특히 광원을 완전히 커버하기 위해 셔터 매트릭스상에서 어두워질 필요가 있을 때 어두워질 부분의 주변 또는 연속 소자를 선택하는 것이다. 이러한 작동은 선글라스와 함께 사용하는데 선호되는데, 그 이유는 단 하나의 소자만이 어두워지기 때문이며, 헤드의 약간의 이동, 또는 차량 헤딩의 변화 또는 광원의 명백한 크기의 변화는 셔터 매트릭스의 신규 소자가 어두워지게 하거나 다른 소자가 스트래들링(straddling)으로 인하여 어두워지게 한다. 어두워진 셔터 소자의 셔터(jitter; 파형의 순간적인 흐트러짐) 또는 섬광은 바람직하지 않을 수 있으며, 타겟 소스를 폐소하기 위해 소정의 최소개수의 소자가 어두워질 것을 요망하므로써 감소될 수 있다. 또한, 이들 주변 LCD 소자들은(적절한 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 할) 밝은 영역의 중심에 있는 영역으로부터 다른 셔터 매트릭스 소자로의 원활한 광도 변화를 제공하도록 변이적으로 어두워질 수 있다. 예를 들어, 작동자의 차량의 후드로부터 반사된 빛은 단지 네개의 셔터 매트릭스 소자가 어두워지게 하지만, 선글라스 사용자가 선택한 작동 모드에 따라서는, 이들 어두워진 소자와 접하는 셔터 매트릭스 소자는 이들 소자로부터의 시야내의 결과적인 광도가 중앙 어두우짐 소자의 광도와 시야의 나머지 부분의 평균 광도 사이의 중간이 되도록 감소된 광전달량을 가질 수도 있다. 이러한 작동은 잉크 스폿(ink spot) 효과(이는 그렇지 않은 경우 시야에서 발생할 수 있는 잇점)를 감소시킬 것이며, 시야의 영향을 받는 부위로부터 영향을 받지 않는 부위로의 보다 보편적인 변이를 제공하는 데, 이는 일부 사용자에게는 보다 잘 받아들여질 수도 있다. 이는 많은 개수의 소자, 특히 8×8 또는 그 이상의 어레이 소자를 갖는 셔터 매트릭스에 대해 특히 적절하다. 이 기술은 하나 이상의 변이 레벨에 적용될 수 있으며, 하나 또는 다수의 밝은 소스로부터 정상 빛 분포 영역으로 둘이상의 감쇠 영역으로 연장될 수 있다.
액티브 선글라스(1)의 작동을 사용자의 기호 및 편안함에 맞게 하는 다른 작동 모드도 가능하다. 양 템플에 대한 사용자 제어기 또는 스위치는 보다 복잡한 작동 옵션 및 상수가 제어 전자장치에 로딩 및 저장될 수 있게 셔터 매트릭스의 어두워지는 소자에 의해 나타나는 렌즈 아이콘 또는 아날로그 표시 형태와 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 감쇠가 일어나는 광도를 정의하는 상수 L을 로딩하는 것은 아래의 단계들을 요한다. 우선, 작동 셋업 모드가 시작되는데 이는 좌측 템플(2)상의 사용자 제어기(20)의 2번 스위치를 세번 누르는 단계와, 좌측 렌즈(4)의 셔터 매트릭스가 순간적으로 어두워질때까지 기다리는 단계와, 이후 우측 템플(3)상의 제1스위치를 세번 누르는 단계로 구성된다. 이것이 진행되어 사용자를 안내하는 동안 메시지가 어느 한쪽 렌즈에 나타날 수 있다. 이러한 일련의 단계들은 사용자로 하여금 광도에 대한 셋업 모드로 진입하게 한자. 좌측 렌즈(4)는 수동 세팅에 대한 메시지 STEM를 나타내고 우측 렌즈(5)는 세팅 레벨 경계치에 대한 메시지 SL를 나타낼 것이다. 사용자가 선글라스를 착용하고 있다면, 그는 눈에 가깝게 나타나는 메시지에 초점을 맞추기가 어려울 것이다. 따라서, 바람직한 기술(전자는 사용자가 선택가능한 것임)은 사용자가 이 셋업 과정동안 선글라스를 착용한 채 그 자신의 거울 전방에 위치시키는 것이며, 여기서 메시지, 아이콘 등은 거울에서 읽힐 수 있도록 거꾸로 철자가 나타난다. 셔터 매트릭스(8,9)의 소자들은 글씨를 나타내거나 아이콘 또는 다른 특별한 형상을 생성하여 사용자를 이 과정에서 안내하기 위해 어두워지므로써 조절될 수 있다. 과정을 확실히 하기 위해서, 사용자는 제1우측 사용자 제어기(20)를 한번 누른다. 그러면 수직 막대가 좌측 렌즈(4)의 셔터 매트릭스(8)에 나타나며, 하나의 어두워진 소자가 현재의 세팅을 나타낸다. 좌측 템플(2)상의 제1스위치(20)를 누르면 경계치가 상승하고 어두워진 소자는 그 새로운 위치로 이동하며, 좌측의 제2스위치(20)를 누르면 어두워진 소자가 아래로 내려간다. 새로운 형상을 메모리에 저장하는 것은 우측 템플(3)상의 제1스위치를 한번 누르므로써 달성되며, 이로 인해 좌측 렌즈(4)는 세팅 레벨?에 대해 SL??이라는 메시지를 나타낸다. 우측 템플(3)상의 제1스위치(21)를 두번째로 누르면 좌측 렌즈(4)는 레벨이 세팅되었음에 대해 SL!!라는 메시지를 표시한다. 우측 스위치(21)를 세번째 누르면 사용자 입력이 저장되고, 셋업 모드를 빠져나가서, 선글라스는 정상 작동으로 복귀시킨다. 이들 미리 설정된 값 또는 사용자 상수들은 이제 비휘발성 메모리에 저장되며, 액티브 선글라스가 사용을 위해 파워업될 때 자동으로 로딩된다. 당업자라면 상술한 작동이 가능한 일련의 명령이며, 수많은 다른 변형예가 가능함을 알 것이다. 예를 들어 셋업 과정은 사용자로 하여금 선글라스를 벗고 표시사항을 읽을 것을 요구할 수도 있다.
사용자에 의해 제어될 수도 있는 다른 모드는 셔터 매트릭스의 LCD 소자들이 시야에 감쇠를 제공하도록 조절되는 방식과 연관이 있다. 사용자는 소정의 경계치를 넘어서는 광도가 어떻게 나타나는지를 제어하기 위해 둘 이상의 모든 사이에서 선택할 수 있다. 예를 들어, 모드 1은 LCD 소자의 투과성을 시야의 밝은 소스의 위치에 대해 최소로 감소시키기 이해 최대한의 감쇠를 제공하여 가장 밝은 부위를 상당히 어둡게 만들 수도 있다. 모드 2는 사용자의 시야에 나타나는 가장 큰 신호가 평균 광도의 세배 이내이도록 시야의 평균 광도를 상수 Nx 만큼 넘어서는 조도를 제공하는 임의의 광원에 대한 감쇠를 제공할 수 있다. 모드 3은 시야의 평균을 상수 Ny만큼 넘어서는 임의 광원이 셔터 매트릭스의 LCD 소자를 제어하므로써 감소되어, 이들 소자를 통과하는 광도가 시야의 평균 광도 이하로 되지만 시야의 최소 소자로부터의 광도보다는 낮지 않도록 형상을 가질 수 있다. 최종적으로, 모드 4는 시야의 평균광도의 일부 다수를 넘어서는 빛이 감쇠되어 사용자 눈이 바라보는 이들 밝은 영역의 광도가 로드형태로 또는 로그밴드로 감쇠되도록 형상을 가지며, 상기 밴드들은 광도에 종속되는 것이다. 액티브 선글라스는 사용자만이 셋업모드로 들어가서 모드 1,2,3,4중 어느 하나를 선택하도록 작동될 수 있으며, 여기서 각 모드에 대한 아이콘은 셔터 매트릭스상에 역상의 또는 정상의 글자로 표시될 수있다. 패닉 모드 또한 이용할 수 있는데, 여기서는 하나 또는 둘의 렌즈의 LCD 소자 전부는 낮은 전류가 존재할 경우나 별다른(unusual) 광분포 레벨의 경우와 같은 특별한 상황에서 투명한 작동으로 전환된다. 이는 좌측 또는 우측 템플(2 또는 3) 상의 사용자 제어 스위치를 동시에 누르므로써 달성될 수도 있다. 또한, 다른 밝은 광 전략이 수행될 수 있게 하고 사용자에 의해 선택될 수 있는 다수의 추가 모드도 가능하다. 보다 복잡한 모델에 의하면 사용자는 경계치를 입력하거나, 몇 개의 예비설정된 레벨이 한명 이상의 사용자에 의해 셋업될 수 있다. 이와 달리, 이들 모드는 공장에서 초기 사용을 용이하게 하기 위해 미리 설정된 경계치 레벨로 세팅될 수도 있다.
요약하면, 전술한 본 발명은 셔터 매트릭스 소자들을 구성하는 LCD 재료들은 제어하므로써 밝은 광원으로부터의 빛을 차단한다. 셔터 매트릭스의 LCD소자에 의해 제공된 밝은 광원의 감쇠량을 제어하여 그 존재를 여전히 볼 수 있게 하는 것이 유익하며, 여기서 그 광도는 시야의 나머지 부분의 광도에 적합해지도록 감소된다.
이는 센서 어레이와 셔터 매트릭스가 그 각각의 작동을 위해 동일한 LCD 재료를 사용하므로 달성될 수 있다. 실제 감쇠도는 구동 전압의 레벨 또는 LCD 매트릭스의 개별 소자에 대한 타이밍 관계를 변화시키므로써 제어될 수 있다. 이러한 과정은 센서 어레이에 대한 적절한 감쇠도를 찾아내고 셔터 매트릭스의 감쇠도를 제어하는데 사용될 수 있다. 이는 사용자가 원하는 감쇠도를 제공하도록 구동될 수 있게 하는 메커니즘을 제공한다.
일부 환경에서 밝은 광원의 존재는 특별한 관심거리가 아니며, 그러므로 이는 완전히 차단될 수 있다. 야간 주행과 같은 다른 환경에서, 다가오는 차량의 헤드라이트 또는 다른 차량의 미등의 존재는 상당히 중요하다. 따라서 고속도로에서 헤드라이트의 반사는 완전히 차단될 수 없고 단지 그 강도를 저하시킬 수만 있는 블룸 또는 밝은 스폿을 생성한다. 그러므로, 본 발명의 선글라스는 사용자가 사용자 제어기 또는 스위치를 사용하여 원하는 모드를 선택하고 감쇠가 효과적인 원하는 경계치를 세팅하므로써 다른 광도 감쇠 전략을 세울 수 있다.
이상 설명한 내용에 의하면 당업자들에게 있어서 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 수정 및 변형예가 가능함을 이해할 것이다.

Claims (57)

  1. 눈 또는 광학기구의 시야에서의 광도를 선택적으로 감소시키는 장치로서, 전원과,
    시야의 광도에 대응하는 다수의 강도 신호를 발생할 수 있는 광 센서와,
    선택적으로 어두워질 수 있는 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자를 갖는 투광 렌즈와,
    사용자 상수를 설정하기 위한 사용자 제어기와,
    상기 전원과 사용자 제어기와 광센서 및 셔터소자에 연결되어 발생된 강도 신호를 소정의 값과 사용자 상수에 대해 처리하고 처리 결과에 따라 일부 셔터소자를 어둡게 하는 처리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광센서는, 선택적으로 전환가능한 액정 표시 소자 어레이와, 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광센서의 선택적으로 전환가능한 소자는 셔터 소자에 대해 고정 관계인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광센서는 광검출기인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광센서는 광검출기 어레인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자들은 액정 표시 소자인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 배터리인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 태양 전지인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    저전류 지시계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    처리 회로에 연결된 동공 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투광 렌즈는 적외선 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 투광 렌즈는 자외선 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 투광 렌즈는 편광 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 투광 렌즈는 자외선 밴드를 통해 적외선 내의 비적광을 여과하기 위한 밴를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    처리 회로에 연결되는 메모리를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  16. 광학기구의 시야에서 광도를 선택적으로 감소하는 장치로서,
    전원과,
    시야의 광도에 대응하는 다수의 강도 신호를 발생할 수 있는 광 센서와,
    광학기구의 렌즈에 연결되고 그 각각이 선택적으로 어두워질 수 있는 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자와,
    메모리와,
    상기 전원과 메모리와 광센서 및 셔터소자에 연결되어 발생된 강도 신호를 메모리에 저장된 소정의 값에 대해 처리하고 처리 결과에 따라 일부 셔터소자를 어둡게 하는 처리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광센서는, 선택적으로 전환가능한 액정 표시 소자 어레이와, 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광센서의 선택적으로 전환가능한 소자 각각은 셔터소자에 대해 고정관계인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 광센서는 광검출기인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 광센서는 광검출기 어레이인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자들은 액정 표시 소자인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 전원은 배터리인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  23. 제16항에 있어서,
    저전류 지시계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  24. 눈에 수용되는 광도를 선택적으로 감소시키기 위한 완비된 보호성 아이 기어로서,
    노즈 브리지와 템플을 갖는 프레임과,
    상기 프레임에 부착된 전원과,
    시야의 광도에 대응하는 다수의 광도신호를 발생할 수 있는 템플에 인접하여
    프레임에 부착되는 적어도 하나의 광센서와,
    선택적으로 어두워질 수 있는 프로그래밍 가능한 다수의 셔터 소자를 갖는 각각의 눈 앞에서 프레임에 부착되는 투광 렌즈와,
    사용자 상수를 세팅하기 위한 사용자 제어기와,
    전원과, 사용자 제어기와, 광센서 및 셔터소자에 연결되어 발생된 강도 신호를 소정의 값과 사용자 상수에 대해 처리하고 처리 결과에 따라 일부 셔터소자를 어둡게 하는 처리회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 광센서는 광검출기인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 프로그래밍가능한 다수의 셔터 소자들은 액정 표시 소자인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 광센서는 선택적으로 전환가능한 액정 표시 소자의 어레이와 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 광센서의 선택적으로 전환가능한 소자 각각은 셔터 소자에 대해 고정관계인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 전원은 배터리인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 전원은 태양 전지인 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 처리 회로는 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  32. 제24항에 있어서,
    상기 사용자 제어기는 프레임에 부착되는 다수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  33. 제24항에 있어서,
    전원을 온 오프하기 위한 스위치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  34. 제24항에 있어서,
    저전류 지시계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  35. 제24항에 있어서,
    처리회로에 연결되는 동공 센서를 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  36. 제24항에 있어서,
    상기 두개의 광센서는 프레임에 부착되고 각각은 하나의 눈에 인접하여 광도 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    각각의 광센서는 선택적으로 전환가능한 액정 표시 소자 어레이와, 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 선택적으로 전환가능한 소자 각각은 셔터 소자에 대해 고정관계에 있는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  39. 제24항에 있어서, 상기 두개의 별도 처리 회로는 프레임에 부착되는 것을 특징으로 하는 광도 감소 장치.
  40. 선택적으로 제어가능한 셔터 매트릭스 소자를 갖는 광도감소 장치를 사용하여 시야내의 하나 이상의 타겟으로부터의 광도를 감소시키는 방법으로서,
    셔터 매트릭스 소자 위치 설정 정보를 포함하는 사용자 상수를 세팅하는 단계와,
    사용자 상수를 저장하는 단계와,
    광도 경계치를 세팅하는 단계와,
    시야를 광센서로 스캐닝하여 광도 신호를 발생하는 단계와,
    사용자 상수 및 경계치에 대해 광도 신호를 처리하는 단계와,
    광도가 소정 경계치를 넘어서는 셔터 매트릭스의 소자를 어둡게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 광도 신호는 처리가 발생하기 이전에 디지털 신호로 전환되는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  42. 제40항에 있어서,
    처리된 시호를 사용하여 둘 이상의 매트릭스 소자상의 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 하는 단계는,
    소자를 광도 신호에 비례되는 정도로 어둡게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 셔터 매트릭스를 소자를 어둡게 하는 단계는, 소자를 소정의 정도로 어둡게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  45. 제40항에 있어서,
    광도 신호를 저장하는 단계와,
    저장된 강도신호를 처리하는 단계와,
    처리된 강도 신호를 사용하여 전에 어두워진 소자들을 점진적으로 밝게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  46. 제40항에 있어서,
    광도 신호를 저장하는 단계와,
    이전 저장된 값의 일부의 평균 값과 표준 편차를 연산하는 단계와,
    상기 연산에 기초하여 셔터 매트릭스 소자의 투광 정도를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  47. 제40항에 있어서,
    광도 신호를 저장하는 단계와,
    이전의 저장된 값의 최소 및 최대치를 결정하는 단계와,
    저장된 값의 적어도 일부의 히스토그램을 만드는 단계와,
    히스토그램 및 최소치와 최대치에 기초하여 셔터 매트릭스의 투광 정도를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  48. 제40항에 있어서,
    상기 사용자 상수를 세팅하는 단계는,
    사용자 제어기를 누르는 단계와,
    셔터 매트릭스에 의해 역 포맷으로 나타나는 거울 속의 표시 내용을 읽는 단계와,
    적어도 하나의 사용자 상수를 세팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  49. 제40항에 있어서,
    상기 사용자 상수를 세팅하는 단계는,
    사용자 제어기를 눌러 제1렌즈의 단일 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 하는 단계와,
    사용자 제어기를 조작하여 상기 소자를 제1눈 앞에 중심조정하는 단계와,
    제1눈 중심조정 값을 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    제1눈을 감는 단계와,
    사용자 제어기를 눌러 제2렌즈의 단일의 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 하는 단계와,
    사용자 제어기를 조작하여 소자를 제2눈앞에 중심조정하는 단계와,
    제2눈 중심조정 값을 메모리에 저장하는 단게를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  51. 제40항에 있어서,
    상기 사용자 상수를 세팅하는 단계는,
    사용자 제어기를 누르는 단계와,
    셔터 매트릭스에 의해 역 포맷으로 나타나는 거울 속의 표시내용을 일근 단계와,
    적어도 두개의 미리설정된 사용자 모드중 하나를 세팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  52. 제40항에 있어서,
    상기 경계치는 제조업자에 의해 미리세팅되는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  53. 제40항에 있어서,
    상기 사용자 상수는 제조업자에 의해 미리 세팅되는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  54. 제40항에 있어서,
    상기 경계치는 사용자 상수를 사용하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  55. 제40항에 있어서,
    셔터 매트릭스의 소자들을 사용하여 저전류 상태를 나타내는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  56. 제40항에 있어서,
    한명 이상의 사람이 장치를 사용할 수 있도록 둘 이상의 사용자에 대한 사용자 상수와 사용자 확인 데이터를 저장하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
  57. 제40항에 있어서,
    동공 센서로 동공 위치 신호를 발생하는 단계와,
    동공 위치 신호와 사용자 상수와 광도 신호에 기초하여 어느 셔터 매트릭스 소자를 어둡게 할 것인지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광도 감소 방법.
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