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직물의 세부 구조 및 굴곡이 웨어러블 광섬유의 발광 효과에 미치는 영향
Influence of Detailed Structure and Curvature of Woven Fabric on the Luminescence Effect of Wearable Optical Fiber Fabric 원문보기

감성과학 = Science of emotion & sensibility, v.21 no.4, 2018년, pp.55 - 62  

양진희 (연세대학교 심바이오틱라이프텍연구원) ,  조현승 (연세대학교 의류환경학과 BK21Plus 사업단) ,  곽휘권 (한화시스템) ,  오윤중 (국방과학연구소) ,  이주현 (연세대학교 의류환경학과)

초록
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웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1cm간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1cm 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $5.23cd/m^2$, 최소 $2.74cd/m^2$, 평균 $3.56cd/m^2$, 표준편차 $1.11cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $7.92cd/m^2$, 최소 $2.37cd/m^2$, 평균 $4.42cd/m^2$, 표준편차 $2.16cd/m^2$로 나타났다. 또한 자수(computer embroidery) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $7.56cd/m^2$, 최소 $3.84cd/m^2$, 평균 $5.13cd/m^2$, 표준편차 $1.04cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $9.62cd/m^2$, 최소 $3.63cd/m^2$, 평균 $6.13cd/m^2$ 표준편차 $2.26cd/m^2$ 나타났다. 즉, 자수(computer embroidery) 타입의 경우가 직조(weaving) 타입의 경우에 비해 더 높은 발광 효과를 보였는데 이는 자수(computer embroidery) 타입의 세부 구조가 배면 소재로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 두 타입 모두에서 팔뚝부위의 휘도가 평평한 상태에 비해 각각 124%, 119%로 나타나, 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광효과가 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 빛의 파동설을 정의한 호이겐스의 원리(Huygens' principle), 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(${\theta}$)의 크기에 커지면 이와 비례하여 빛의 세기도 커진다는 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리(Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)와 일치하는 결과이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The two main requirements of wearable optical fiber fabrics are that they must presuppose a high degree of flexibility and they must maintain the luminance effect in both flat and bent conformations. Therefore, woven optical fiber fabrics that satisfy the above conditions were developed by both weav...

주제어

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문제 정의

  • 웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 입증하기 위해 웨어러블 광섬유 직물을 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하고, 평평한(flat) 상태와 입체적 굴곡이 있는(rounded) 상태의 발광 효과의 차이를 분석하고자 하였다. 또한 발광 효과에 영향을 미칠 수 있는 광학적 원리 및 근거를 파악할 필요가 있으므로 빛의 파동설을 정의한 호이겐스 원리(Huygens’ principle)와 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(θ)에 따라 빛의 세기가 다르다는 것을 정의한 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리(Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)를 탐색하고자 하였다.
  • 또 다른 연구에서는 유연 광섬유의 가공 방법, 직물의 디스플레이 반사 구조, 광원 색채에 따른 고유 휘도를 비교⋅분석하고 이를 토대로 발광 효과가 높은 광섬유 직물 디스플레이의 최적의 조건을 도출하고자 하였다.
  • 또한 발광 효과에 영향을 미칠 수 있는 광학적 원리 및 근거를 파악할 필요가 있으므로 빛의 파동설을 정의한 호이겐스 원리(Huygens’ principle)와 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(θ)에 따라 빛의 세기가 다르다는 것을 정의한 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리(Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)를 탐색하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 인체의 굴곡에도 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과가 유지되는가를 파악하기 위해 평평한 상태와 인체의 굴곡이 있는 상태에서의 발광 효과를 분석하고자 하였다. 따라서 발광 효과에 영향을 미칠 수 있는 광학적 원리 및 근거를 파악할 필요가 있었다.
  • 본 연구에서는 직물의 세부 구조 및 굴곡이 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이들을 대상으로 굴곡 유⋅무에 따른 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다.
  • 본 연구의 목적은 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 웨어러블 광섬유 직물을 대상으로 첫째, 굴곡이 없는 평평한(flat) 상태에서의 휘도를 측정하고 둘째, 인체 부위 중 대표적으로 입체적 굴곡이 있는(rounded) 팔뚝의 가로(horizontal) 부위에서의 휘도를 측정하는 것이다. 셋째, 이를 통해 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과가 유지되는지를 분석하고자 한다.
  • 본 연구의 목적은 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 웨어러블 광섬유 직물을 대상으로 첫째, 굴곡이 없는 평평한(flat) 상태에서의 휘도를 측정하고 둘째, 인체 부위 중 대표적으로 입체적 굴곡이 있는(rounded) 팔뚝의 가로(horizontal) 부위에서의 휘도를 측정하는 것이다. 셋째, 이를 통해 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과가 유지되는지를 분석하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광섬유 기반의 웨어러블 디지털 컬러 의류의 색채의 제어는 어떻게 발현되는가? 이는 스마트 포토닉 의류의 한 유형으로 색채, 발광체, 표시 장치 등의 디지털 기술을 적용하여 직물의 색채를 제어함으로써 착용자의 감성을 시각화할 수 있는 의류이다. 색채의 제어는 LED, OLED(organic light emitting diode), LD(laser diode) 등의 광원과 광 전달 매체의 결합으로 발현되는 것으로, 전기적인 빛이 광 전달 매체에 전달되어 빛을 내는 원리를 이용한다.
웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은? 웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 입증하기 위해 웨어러블 광섬유 직물을 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하고, 평평한(flat) 상태와 입체적 굴곡이 있는(rounded) 상태의 발광 효과의 차이를 분석하고자 하였다.
본 연구에서 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이를 토대로 어떤 조건에서 실험하였는가? 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1cm간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1cm 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $5.
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