KR100737997B1 - 동공 크기 실측 방법 및 장치 - Google Patents

동공 크기 실측 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100737997B1
KR100737997B1 KR1020050122210A KR20050122210A KR100737997B1 KR 100737997 B1 KR100737997 B1 KR 100737997B1 KR 1020050122210 A KR1020050122210 A KR 1020050122210A KR 20050122210 A KR20050122210 A KR 20050122210A KR 100737997 B1 KR100737997 B1 KR 100737997B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
pupil
light
reflected
image
Prior art date
Application number
KR1020050122210A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070062617A (ko
Inventor
이인범
박광석
최병훈
Original Assignee
재단법인서울대학교산학협력재단
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인서울대학교산학협력재단 filed Critical 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority to KR1020050122210A priority Critical patent/KR100737997B1/ko
Publication of KR20070062617A publication Critical patent/KR20070062617A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100737997B1 publication Critical patent/KR100737997B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/11—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils
    • A61B3/112—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils for measuring diameter of pupils
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 동공 크기를 실측하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 특정 위치에 설치된 두 개의 광원에 의해 각각 생긴 안구 반사광을 이용하여 동공의 크기를 실측하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 동공 크기의 실측 방법은, 제1 광원 및 제2 광원이 장착된 카메라, 상기 카메라와 연결된 컴퓨터를 포함하는 실측 장치에서 수행되며, 제1 광원 위치와 제2 광원 위치에 상기 제1 광원과 상기 제2 광원을 각각 설치되고 - 상기 제1 광원 위치와 상기 제2 광원 위치를 연결하는 가상의 선은 카메라의 CCD와 평행함 -, 상기 컴퓨터가 상기 제1 광원에 의해 피촬영자의 동공에서 반사되는 제1 반사광과, 상기 제2 광원에 의해 상기 피촬영자의 동공에서 반사되는 제2 반사광 사이의 거리를 g로 가정하는 단계; 상기 카메라가 상기 피촬영자의 안구를 촬영하여 상기 CCD에 안구 이미지가 기록되는 경우 상기 컴퓨터가 상기 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 g'로 가정하는 단계; 및 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점과 피촬영자의 동공 사이의 거리를 m으로 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

동공 크기 실측 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE SIZE OF PUPIL}
도 1은 동공의 크기를 측정하는 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 동공 크기를 실측하는 원리를 설명하기 위해 촬영된 안구 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 측정 장치에서 카메라에 장착된 두 개의 광원과 카메라의 CCD 렌즈, 그리고 동공 사이의 관계를 간략화하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서의 g, g', m의 사이의 연관관계를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 m과 g'/2의 관계를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 동공 크기를 실측하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 동공 크기의 실측 장치를 사용하여 동공 크기를 측정했을 경우 실제 동공 곡률 반지름에 따라 발생하는 오차를 보여주는 도면이다.
도 8은 제1 광원 및 제2 광원으로서 IR LED를 사용한 경우 제1 광원과 제2 광원이 설치된 카메라를 도시한 도면이고, 도 9는 상기 카메라가 장착된 고글을 도 시한 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
f: CCD 렌즈의 초점거리
p: 실제 동공의 크기 p': CCD 상에 기록된 동공 이미지의 크기
m: 초점과 동공 사이의 거리
g: 제1 광원에 의해 동공에 맺힌 제1 반사광과 제2 광원에 의해 동공에 맺힌 제2 반사광 사이의 거리
g': 카메라의 CCD에 기록된 제1 반사광 이미지과 제2 반사광 이미지 사이의 거리
R: 동공의 중심
r: 동공의 곡률 반지름
본 발명은 동공 크기를 실측하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 특정 위치에 설치된 두 개의 광원에 의해 각각 생긴 안구 반사광을 이용하여 동공의 크기를 실측하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
VOG(Video oculography)는 안구의 수평, 수직 및 비틀림 운동을 측정하기 위해 많이 사용되는 방법이다. 또한, 안구 신경 이상을 진단하기 위한 동공 불빛 반응(Pupil Light Reflex) 등을 측정하기 위하여 동공의 크기를 측정할 필요가 있는 데, 이때에도 VOG가 사용될 수 있다.
VOG는 안구를 CCD 카메라로 촬영하여 얻은 안구 영상을 분석하여 동공의 움직임 및 크기를 측정하는데, 이렇게 얻어진 측정 결과는 픽셀 단위의 움직임이나 크기이다. 픽셀 단위의 측정 결과는 calibration 작업을 통하여 안구 회전 운동일 경우에는 degree 단위로, 동공 크기일 경우에는 ㎜ 단위로 변환된다.
도 1을 참조하여, 동공의 크기를 측정하는 기본 원리를 설명한다. 도 1에서 f는 CCD 렌즈의 초점거리, p는 실제 동공의 크기, p'는 CCD 상에 기록된 동공 이미지의 크기, m은 초점과 동공 사이의 거리를 나타내며, 이들은 수학식 1과 같은 관계가 있다.
[수학식 1]
p ＝ p'·m/f
수학식1에 따라, 초점거리 f, CCD 상에 기록된 동공 이미지의 크기 p'는 알고 있으므로 초점과 동공 사이의 거리 m만 알면 실제 동공의 크기 p를 측정할 수 있게 된다.
그러나, 카메라와 피촬영자 사이의 거리, 정확히는 카메라와 피촬영자의 안구 사이의 거리는 실험시마다 변동되기 때문에, 매번 m을 측정해야만 하고, 따라서 상기와 같은 calibration 작업 역시 피촬영자에 대해 매번 실행되어야만 한다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래기술은 고글이나 턱받침대를 이용하여 안구와 카메라 간의 거리를 고정하려고 하였으나, 개개인의 골격이 틀리기 때문에 어 느 정도 오차가 발생하는 것을 막을 수 없었다. 또 다른 해결책으로서 렌즈와의 거리에 관계없이 같은 크기로 CCD에 영상이 투영되도록 제작된 telecentric lens를 이용하는 방법이 있으나, telecentric lens는 크기가 크고 가격이 매우 비싸 널리 이용되고 있지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 통상의 CCD 렌즈를 사용하면서도 오차를 최소화한 동공 크기 실측 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하고 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 동공 크기의 실측 방법은, 제1 광원 및 제2 광원이 장착된 카메라, 상기 카메라와 연결된 컴퓨터를 포함하는 실측 장치에서 수행되며, 제1 광원 위치와 제2 광원 위치에 상기 제1 광원과 상기 제2 광원을 각각 설치되고, 상기 제1 광원 위치와 상기 제2 광원 위치를 연결하는 가상의 선은 카메라의 CCD와 평행하고, 상기 컴퓨터가 상기 제1 광원에 의해 피촬영자의 동공에서 반사되는 제1 반사광과, 상기 제2 광원에 의해 상기 피촬영자의 동공에서 반사되는 제2 반사광 사이의 거리를 g로 가정하는 단계; 상기 카메라가 상기 피촬영자의 안구를 촬영하여 상기 CCD에 안구 이미지가 기록되는 경우 상기 컴퓨터가 상기 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 g'로 가정하는 단계; 및 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점과 피촬영자의 동공 사이의 거리를 m으로 가정하는 경우, 상 기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 실측 방법은 상기 카메라가 실제로 실험 대상자의 안구를 촬영하여 상기 CCD상에 기록하는 단계; 상기 컴퓨터가 상기 CCD상에 기록된 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리 g'을 계산하는 단계; 상기 컴퓨터가 상기 g'와 m의 관계에 기초하여 상기 계산된 g'에 해당하는 m을 계산하는 단계; 및 상기 실험 대상자의 동공의 실제 크기를 p, 상기 기록된 안구 이미지에서의 동공 이미지의 크기를 p'라고 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 p ＝ p'·m/f이라는 수학식과 상기 계산된 m에 기초하여 동공의 실제 크기 p값을 산출하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 실측 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 더 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 안구 반사광을 이용하여 동공 크기를 실측하는 동공 크기의 실측 장치는, 카메라; 제1 광원 위치에 설치된 제1 광원 및 제2 광원 위치에 설치된 제2 광원 - 상기 제1 광원 위치와 상기 제2 광원 위치를 연결하는 가상의 선은 상기 카메라의 CCD와 평행함 -; 및 (1) 상기 제1 광원에 의해 피촬영자의 동공에서 반사되는 제1 반사광과, 상기 제2 광원에 의해 상기 피촬영자의 동공에서 반사되는 제2 반사광 사이의 거리를 g로 가정하고, (2) 상기 카메라가 상기 피촬영 자의 안구를 촬영하여 상기 CCD에 안구 이미지가 기록되는 경우 상기 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 g'로 가정하고, (3) 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점과 피촬영자의 동공 사이의 거리를 m으로 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 컴퓨터를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 동공 크기를 실측하는 원리를 설명하기 위해 촬영된 안구 이미지이다. 도 2에서 동공 안쪽의 두 개의 하얀 점은 두 개의 광원이 각막 표면에서 각각 반사된 반사광이다. 만약, 광원이 카메라에 고정되어 있다면, 두 점 사이의 거리 g'는 각막과 카메라의 거리와 밀접하게 연관되게 된다. 따라서, 후술하는 바와 같이 g'의 크기는 m을 측정하기 위한 값으로 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 측정 장치에서 카메라에 장착된 두 개의 광원과 카메라의 CCD 렌즈, 그리고 동공 사이의 관계를 간략화하여 도시한 도면이다. 도 3에서 D1, D2는 각각 제1 광원 및 제2 광원을 나타낸 것이며, 예를 들면 제1 광원 및 제2 광원은 LED가 사용될 수 있다. 또한, p는 실제 동공의 크기, p'는 카메라의 CCD에 기록된 동공 이미지의 크기, f는 카메라의 CCD 렌즈의 초점거리, m은 초점과 동공 사이의 거리, g는 제1 광원에 의해 동공에 맺힌 제1 반사광과 제2 광원에 의해 동공에 맺힌 제2 반사광 사이의 거리, g'는 카메라의 CCD에 기록된 제1 반사광 이미지과 제2 반사광 이미지 사이의 거리, R은 동공의 중심, r은 동공을 구라고 가정한 경우 동공의 곡률 반지름을 각각 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 광원(D1)의 위치(이하 "제1 광원 위치" 라 함)와, 제2 광원(D2)의 위치(이하 "제2 광원 위치" 라 함)를 연결한 가상의 선이 CCD 렌즈와 평행하도록, 제1 광원 위치와 제2 광원 위치가 결정된다. 또한, 제1 반사광과 제2 반사광이 피촬영자의 동공에 맺힐 수 있도록 피촬영자보다 전면에 위치한다. 또한, 제1 광원(D1)과 제2 광원(D2)은 일단 카메라와 연관하여 설치되면 제1 광원 위치 및 제2 광원 위치가 고정된다. 일단 제1 광원 위치와 제2 광원 위치가 고정되면 도 3에 도시한 e, d 역시 고정된다. 또한, 동공 곡률 반지름 r은 개인차가 거의 없어, 모든 사람에 대해 일정하다고 가정할 수 있다. 본 실시예에서는 동공 곡률 반지름을 평균값인 7.8㎜로 선택했다. 따라서, 도 3에서 f, r, e, d는 모두 고정된, 또한 알고 있는 값이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 수학식 1에서와 같은 원리로, g ＝ g'·m/f와 같은 관계가 성립한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 따라서, g와 g'를 측정할 수 있다면 상기 수학식에 따라 m을 구할 수 있게 되고, 이와 같이 m값을 알게 되면 수학식 1에 따라 실제 동공 크기 p도 측정할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 g, g', m의 사이의 연관관계를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면 이다. 도 4에서 G1은 제1 반사 위치를, G2는 제2 반사 위치를 나타내고, G1' , G2'은 도 2에 도시한 바와 같이 동공 이미지 상의 제1 반사광 이미지의 위치와 제2 반사광의 위치를 각각 나타낸다. 즉, g ＝
Figure 112005514837917-pat00010
, g' ＝
Figure 112005514837917-pat00011
이다. G1에서 반사된 빛은 반드시 제1 광원 위치에서의 제1 광원을 지나야 한다는 조건을 만족하도록 하여 m을 산출할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 3개의 동공 중에서 실선으로 표시된 동공의 위치에서만 제1 광원(D1)과 제2 광원(D2)에 의해 CCD 렌즈 상에 G1', G2'의 위치에서 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지가 기록된다. 상기 조건으로부터 g'와 m의 관계를 산출하기 위해 다양한 방식이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위는 상기 조건으로부터 g'와 m의 관계를 산출하는 방식에 따라 제한되지 않는다는 것은 당업자에게 명확하다. 이하, g'와 m의 관계를 산출하는 몇 가지 방식을 예를 들어 설명한다.
예를 들면, 제1 광원 위치(D1) 및 제2 광원 위치(D2), 동공의 곡률 반지름 r, 초점거리 f를 고정된 값으로 설정하고, m과 g'의 관계를 numerical한 방식으로 시뮬레이션할 수 있다. 도 5는 제1 광원 위치(D1) 및 제2 광원 위치(D2)에 따라 결정되는 e, d는 각각 19.6㎝, 6.6223㎝, r=8.34㎜, f/(CCD 픽셀 크기)는 851.3125인 경우에, m을 20㎝∼72㎝로 변경시켜 가면서 g'/2를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.
도 5에서와 같이 g'와 m의 관계를 알게 되면, g'는 촬영한 동공 이미지 상의 제1 반사광 이미지 및 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 측정하여 쉽게 알 수 있는 값이므로(도 2를 참조할 것), 실험자는 카메라의 CCD 렌즈의 사양, 제1 광원 위치 및 제2 광원 위치를 변경시키지만 않는다면, 도 5의 g'와 m의 관계로부터 쉽게 m을 산출할 수 있게 된다. 또한, m값만 산출되면 수학식 1에 의해 쉽게 실제 동공 크기 p가 산출된다는 것은 상술한 것과 같다.
또 다른 예를 들면, 상기 조건은 달리 표현하면, 동공의 중심 R(도 4에는 도시하지 않음)와 G1에 의한 벡터
Figure 112005514837917-pat00012
과
Figure 112005514837917-pat00013
가 이루는 각은,
Figure 112005514837917-pat00014
와
Figure 112005514837917-pat00015
가 이루는 각과 동일하다는 것을 의미하므로 각 벡터 사이의 관계를 이용하여 g'와 m의 관계를 얻을 수도 있다. 또한, 제1 광원 위치(D1), 제2 광원 위치(D2), 초점(O) 등의 좌표를 설정하여 좌표 계산 방식으로 g'와 m의 관계를 얻을 수도 있다.
일단 g'와 m의 관계가 산출된 후에는, 그 관계를 이용하여 피촬영자의 동공 크기를 실측할 수 있게 되며, 본 발명의 일실시예에 따른 측정 장치를 이용하여 동공 크기를 실측하는 과정을 도 6을 참조하여 설명한다.
상기 측정 장치는 CCD 렌즈를 구비한 카메라, 카메라의 소정 위치에 장착된 제1 광원(D1), 제2 광원(D2), 카메라의 CCD에 기록된 이미지를 캡쳐할 수 있는 캡쳐 모듈을 구비한 컴퓨터를 포함한다.
상기 컴퓨터는 도 2∼5를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 g'와 m의 관계를 산출한다(S601). 이후, 카메라는 실제로 실험 대상자의 안구를 촬영하여 안구 이미지를 CCD 상에 기록한다(S602). 컴퓨터는 상기 CCD상에 기록된 안구 이미지에 서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리 g'를 계산하고(S603), 상기와 같이 구해진 g'와 m의 관계에서 단계(S603)에서 계산된 g'에 해당하는 m을 계산한다(S604).
컴퓨터는 수학식 1(p ＝ p'·m/f)과, 상기 계산된 m에 기초하여 동공의 실제 크기 p값을 산출한다(S605). 수학식 1에서 p'는 상기 촬영된 동공 이미지 상의 동공 크기로부터, f는 상기 카메라의 CCD 렌즈의 사양으로부터 이미 알고 있는 값이며, m은 단계(S604)에서 계산된 바 있으므로, 수학식 1로부터 p값을 산출할 수 있게 된 것이다.
만약, 실험 대상자가 자리를 옮기거나 움직여서 카메라의 초점과 상기 실험 대상자의 동공 사이의 거리 m이 변경된다면, 단계(S603)에서 계산된 g r 값 역시 변경되므로, 컴퓨터는 단계(S604)에서 변경된 m값을 쉽게 계산할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 실험 대상자의 동공 곡률 반지름을, 평균적인 동공의 곡률 반지름인 7.8㎜로 가정하여 g'와 m의 관계를 산출하였다. 따라서, 실험 대상자의 실제 동공 곡률 반지름이 7.8㎜가 아닌 경우에는 이에 따른 오차가 발생할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 동공 크기의 실측 장치를 사용하여 동공 크기를 측정했을 경우 실제 동공 곡률 반지름에 따라 발생하는 오차를 보여주는 도면이다. 평범한 성인(normal adult)의 동공 곡률 반지름은 7.8㎜±0.25㎜의 범위 내이므로, 도 7을 참조하면 평범한 성인을 실험 대상자로 하여 본 발명에 따라 동공 크기를 실측하는 경우, 그 오차는 최대 0.04㎜에 불과하다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명은 동공 곡률 반지름의 값만을 가정하였을 뿐, g'와 m의 관계를 산출하기 위해 반영된 그 외의 인자들은 모두 실제 측정된 값을 사용하였으므로, 가정된 동공 곡률 반지름 외의 원인으로 인한 오차는 발생하지 않으며, 가정된 동공 곡률 반지름과 실제 동공 곡률 반지름의 차이로 인한 오차도 무시할 수 있는 범위 내이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 실측 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함한다.
도 8은 제1 광원 및 제2 광원으로서 IR LED를 사용한 경우 제1 광원과 제2 광원이 설치된 카메라를 도시한 도면이고, 도 9는 상기 카메라가 장착된 고글을 도시한 도면이다.
종래기술에서는 턱받침대나 고글을 사용하여 실험 대상자의 위치를 결정한 후 안구를 촬영하게 되는데, 이때 개별 실험 대상자의 얼굴 골격이 서로 다르기 때문에 카메라와 실험 대상자의 동공 사이의 거리가 달라지게 된다. 즉, 카메라와 동공 사이의 거리가 고정되도록 고글을 설치했다고 해도, 실험 대상자 별 얼굴 골격 차이로 인해 그 거리가 실제로는 고정되지 않아, 그로 인한 오차가 발생한다는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명은 카메라와 동공 사이의 거리를 고정시키지 않고 상술한 방법에 따라 실제 카메라와 동공 사이의 거리를 측정한 후 실험 대상자의 동공 크기를 측정하기 때문에 원천적으로 상기와 같은 오차가 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면 오차를 최소화하면서 실험 대상자의 동공 크기를 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 통상의 CCD 렌즈를 사용하면서도 오차를 최소화한 동공 크기 실측 방법 및 장치가 제공된다.

Claims (6)

  1. 안구 반사광을 이용한 동공 크기의 실측 방법에 있어서,
    상기 실측 방법은 제1 광원 및 제2 광원이 장착된 카메라, 상기 카메라와 연결된 컴퓨터를 포함하는 실측 장치에서 수행되며, 제1 광원 위치와 제2 광원 위치에 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 각각 설치되고 - 상기 제1 광원 위치와 상기 제2 광원 위치를 연결하는 가상의 선은 카메라의 CCD와 평행함 -,
    상기 컴퓨터가 상기 제1 광원에 의해 피촬영자의 동공에서 반사되는 제1 반사광과, 상기 제2 광원에 의해 상기 피촬영자의 동공에서 반사되는 제2 반사광 사이의 거리를 g로 가정하는 단계;
    상기 카메라가 상기 피촬영자의 안구를 촬영하여 상기 CCD에 안구 이미지가 기록되는 경우 상기 컴퓨터가 상기 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 g'로 가정하는 단계; 및
    상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점과 피촬영자의 동공 사이의 거리를 m, 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점거리를 f로 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동공 크기의 실측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라가 실제로 실험 대상자의 안구를 촬영하여 상기 CCD상에 기록하는 단계;
    상기 컴퓨터가 상기 CCD상에 기록된 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리 g'을 계산하는 단계;
    상기 컴퓨터가 상기 g'와 m의 관계에 기초하여 상기 계산된 g'에 해당하는 m을 계산하는 단계; 및
    상기 실험 대상자의 동공의 실제 크기를 p, 상기 기록된 안구 이미지에서의 동공 이미지의 크기를 p'라고 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 p ＝ p'·m/f이라는 수학식과 상기 계산된 m에 기초하여 동공의 실제 크기 p값을 산출하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동공 크기의 실측 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 상기 단계는,
    상기 제1 반사광의 위치를 G1, 상기 동공의 각막의 중심을 R로 가정하는 경우, 상기 제1 반사광의 위치와 상기 동공의 각막의 중심에 의한 제1 벡터인
    Figure 112007013096011-pat00016
    , 상기 제1 광원 위치를 D1, 상기 제1 반사광의 위치를 G1으로 가정하는 경우, 상기 제1 광원 위치와 상기 제1 반사광의 위치에 의한 제2 벡터인
    Figure 112007013096011-pat00017
    , 및 상기 제1 반사광의 위치를 G1, 상기 렌즈의 초점을 O라고 가정하는 경우, 상기 제1 반사광의 위치와 상기 렌즈의 초점에 의한 제3 벡터인
    Figure 112007013096011-pat00018
    대해, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터가 이루는 각과 상기 제1 벡터와 상기 제3 벡터가 이루는 각이 서로 동일하게 되는 조건으로 상기 수학식 g ＝ g'·m/f에서의 g를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동공 크기의 실측 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  5. 안구 반사광을 이용하여 동공 크기를 실측하는 동공 크기의 실측 장치에 있어서,
    카메라;
    제1 광원 위치에 설치된 제1 광원 및 제2 광원 위치에 설치된 제2 광원 - 상기 제1 광원 위치와 상기 제2 광원 위치를 연결하는 가상의 선은 상기 카메라의 CCD와 평행함 -; 및
    (1) 상기 제1 광원에 의해 피촬영자의 동공에서 반사되는 제1 반사광과, 상기 제2 광원에 의해 상기 피촬영자의 동공에서 반사되는 제2 반사광 사이의 거리를 g로 가정하고, (2) 상기 카메라가 상기 피촬영자의 안구를 촬영하여 상기 CCD에 안구 이미지가 기록되는 경우 상기 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리를 g'로 가정하고, (3) 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점과 피촬영자의 동공 사이의 거리를 m으로, 상기 카메라의 CCD 렌즈의 초점거리를 f로 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 g ＝ g'·m/f이라는 수학식과, 상기 컴퓨터가 상기 동공의 각막 표면에서 반사된 상기 제1 광원의 빛 중에서 상기 초점을 지나는 빛에 의해 상기 제1 반사광 이미지가 생성된다는 사실에 기초하여 g'와 m의 관계를 산출하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동공 크기의 실측 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카메라는 실제로 실험 대상자의 안구를 촬영하여 상기 CCD상에 기록하고,
    상기 컴퓨터는 상기 CCD상에 기록된 안구 이미지에서의 제1 반사광 이미지와 제2 반사광 이미지 사이의 거리 g'을 계산하고, 상기 g'와 m의 관계에 기초하여 상기 계산된 g'에 해당하는 m을 계산하고, 상기 실험 대상자의 동공의 실제 크기를 p, 상기 기록된 안구 이미지에서의 동공 이미지의 크기를 p'라고 가정하는 경우, 상기 컴퓨터가 p ＝ p'·m/f이라는 수학식과 상기 계산된 m에 기초하여 동공의 실제 크기 p값을 산출하는 것을 특징으로 하는 동공 크기의 실측 장치.
KR1020050122210A 2005-12-13 2005-12-13 동공 크기 실측 방법 및 장치 KR100737997B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050122210A KR100737997B1 (ko) 2005-12-13 2005-12-13 동공 크기 실측 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050122210A KR100737997B1 (ko) 2005-12-13 2005-12-13 동공 크기 실측 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070062617A KR20070062617A (ko) 2007-06-18
KR100737997B1 true KR100737997B1 (ko) 2007-07-10

Family

ID=38362872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050122210A KR100737997B1 (ko) 2005-12-13 2005-12-13 동공 크기 실측 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100737997B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102463172B1 (ko) 2016-01-08 2022-11-04 삼성전자주식회사 동공 거리 결정 방법 및 장치
KR20200134022A (ko) * 2019-05-21 2020-12-01 (의) 삼성의료재단 3d 심도 카메라를 이용한 안구 돌출 측정 장치, 방법 및 시스템
CN113470105A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 清华大学 远距离测量瞳孔大小的装置及其方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252277A1 (en) 2003-03-25 2004-12-16 Chmielewski Thomas Adam Apparatus to detect and measure saccade and pupilary changes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252277A1 (en) 2003-03-25 2004-12-16 Chmielewski Thomas Adam Apparatus to detect and measure saccade and pupilary changes

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070062617A (ko) 2007-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5915981B2 (ja) 注視点検出方法及び注視点検出装置
JP5858433B2 (ja) 注視点検出方法及び注視点検出装置
JP6557707B2 (ja) 眼科測定装置、及び眼科測定システム
US10416725B2 (en) Wearable device having a display, lens, illuminator, and image sensor
CN109690553A (zh) 执行眼睛注视跟踪的系统和方法
CN105554403B (zh) 控制方法、控制装置及电子装置
CN103747183B (zh) 一种手机拍摄对焦方法
WO2023011339A1 (zh) 视线方向追踪方法和装置
JP6631951B2 (ja) 視線検出装置及び視線検出方法
JPH0614885A (ja) 前眼部撮影装置
JPWO2015190204A1 (ja) 瞳孔検出システム、視線検出システム、瞳孔検出方法、および瞳孔検出プログラム
JP2020526735A (ja) 瞳孔距離測定方法、装着型眼用機器及び記憶媒体
KR102363130B1 (ko) 무고정 렌즈미터 시스템
JP4536329B2 (ja) アイポイントの位置決定方法及びアイポイント測定システム
US11585724B2 (en) Fixtureless lensmeter system
KR20150102941A (ko) 피검자의 비전 파라미터들을 결정하는 것을 돕는 방법
US11624907B2 (en) Method and device for eye metric acquisition
JP4766919B2 (ja) 眼科測定方法および眼科測定装置
KR100737997B1 (ko) 동공 크기 실측 방법 및 장치
JP6555707B2 (ja) 瞳孔検出装置、瞳孔検出方法及び瞳孔検出プログラム
CN111989030B (zh) 图像处理方法、程序及图像处理装置
JP4568024B2 (ja) 眼球運動測定装置、及び眼球運動測定プログラム
CN220120361U (zh) 近眼显示设备的光学自动化测量系统
CN215272677U (zh) 一种改自家用数码单镜头反光相机自制红外线偏心验光仪
JP2005018405A (ja) 目画像撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120706

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130626

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee