KR101075972B1 - 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 길이 표준을 제공해 주는 룰러를 거치한 안경테를 장착한 피검안자가 본체 앞에 위치해 있을 때, 근거리와 원거리 물체를 바라보도록 시선을 유도한 후, 그의 모습을 기기에 내장된 두 대의 카메라로 두 방향에서 연속 촬영하여 렌즈 처방에 필요한 매개변수를 카메라로 획득한 총 4개의 디지털이미지에서 분석하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 카메라를 사용하여 동공의 원용점과 근용점을 정확히 촬영하여 근용 PD와 원용 PD 등의 데이터뿐만 아니라 각 안구 회전 점을 추출함으로써 환자에게 처방할 렌즈를 정확하게 설계하는 효과가 있다.
렌즈, 처방, 매개변수

Description

렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치{Digital system providing parameters for dispensing the ophthalmic glasses}
본 발명은 눈의 굴절력 이상을 가진 사람들이 시 굴절력을 교정하기 위하여 안경 렌즈를 안경원에서 처방받을 때, 피검안자의 시 습관이나 얼굴 형태 등에 따라 안경테와 렌즈를 정밀하게 처방받기 위한 매개변수를 제공하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 관한 것이다.
눈의 굴절력 이상을 가진 사람들은 시 굴절력을 교정하기 위하여 안경 렌즈를 안경원에서 처방받게 되는데, 지금까지는 환자의 눈이 가지는 굴절력 상태와 자각적인 증상만을 가지고 안경을 처방하여 왔지만 노안용으로 처방되고 있는 누진 렌즈와 같은 특수 렌즈의 출현 등으로 인하여 환자의 시 습관이나 얼굴 형태 등에 따라 안경테와 렌즈를 정밀하게 처방할 필요성이 증대되고 있다.
이에, 길이 scaling에 필요한 보조 기구물인 ruler와 고 해상도의 CCD 카메라를 사용하여 여러 측정 파라미터를 안경테를 착용한 환자의 앞모습과 옆 모습을 연속하여 두 번 촬영한 이미지를 가지고 구하는 기술이 제안되고 있다. 하지만, 연속하여 앞모습과 옆 모습을 촬영해야 하는 단점이 있다.
또한, 고 해상도의 CCD 카메라 2대를 사용하여 서로 다른 각도에서 안경을 착용한 환자의 모습을 동시에 촬영하여 필요한 데이터를 제공하는 기술이 제안되고 있다. 하지만, 카메라에서 피측정자까지의 거리가 일정하게 고정되어야 한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 길이 표준을 제공해 주는 룰러를 거치한 안경테를 장착한 피검안자가 본체 앞에 위치해 있을 때, 근거리와 원거리 물체를 바라보도록 시선을 유도한 후, 그의 모습을 기기에 내장된 두 대의 카메라로 두 방향에서 연속 촬영하여 렌즈 처방에 필요한 매개변수를 카메라로 획득한 총 4개의 디지털이미지에서 분석하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치는,
피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와;
상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와;
상기 본체의 내측에 위치하고, 컨트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와;
사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 컨트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와;
상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 컨트롤부(40)와;
전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를; 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 디지털이미지(20)는
상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와;
상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 룰러(70)에는 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타내는 제1XYZ좌표계가 설정되고;
상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정되고;
상기 카메라(14,16)는,
상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영하는 것을; 특징으로 한다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는,
상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인 트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입하고;
상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산하는 것을; 특징으로 한다.
[수학식 1]
Figure 112009019975385-pat00001
상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
Figure 112009019975385-pat00002
이다.
[수학식 2]
Figure 112009019975385-pat00003
[수학식 3]
Figure 112009019975385-pat00004
[수학식 4]
Figure 112009019975385-pat00005
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는,
상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산하고,
상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산하고,
상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정하는 것을; 특징으로 한다.
[수학식 5]
Figure 112009019975385-pat00006
얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure 112009019975385-pat00007
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure 112009019975385-pat00008
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
[수학식 6]
Figure 112009019975385-pat00009
상기
Figure 112009019975385-pat00010
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
Figure 112009019975385-pat00011
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는,
상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산하고,
상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미 지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
Figure 112009019975385-pat00012
) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌림각(λ2=
Figure 112009019975385-pat00013
)을 연산하는 것을; 특징으로 한다.
[수학식 7]
Figure 112009019975385-pat00014
상기
Figure 112009019975385-pat00015
또는 상기
Figure 112009019975385-pat00016
는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는,
상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산하고,
상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또 는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연산하고,
[수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고,
[수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산하는 것을, 특징으로 한다.
[수학식 8]
Figure 112009019975385-pat00017
[수학식 9]
Figure 112009019975385-pat00018
[수학식 10]
Figure 112009019975385-pat00019
[수학식 11]
Figure 112009019975385-pat00020
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는
상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산하고,
상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (Az,Bz)를 연산하고,
[수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산하는 것을, 특징으로 한다.
[수학식 12]
Figure 112009019975385-pat00021
[수학식 13]
Figure 112009019975385-pat00022
[수학식 14]
Figure 112009019975385-pat00023
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는
상기
Figure 112009019975385-pat00024
또는 상기
Figure 112009019975385-pat00025
의 좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 BZ를 연산하고,
상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산하는 것을, 특징으로 한다.
[수학식 15]
Figure 112009019975385-pat00026
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는,
상기
Figure 112009019975385-pat00027
의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산하고;
상기
Figure 112009019975385-pat00028
의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 16]
Figure 112009019975385-pat00029
[수학식 17]
Figure 112009019975385-pat00030
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는,
상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을; 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산하고,
상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산하고,
상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산하는 것을, 특징으로 한다.
[수학식 18]
Figure 112009019975385-pat00031
[수학식 19]
Figure 112009019975385-pat00032
[수학식 20]
Figure 112009019975385-pat00033
[수학식 21]
Figure 112009019975385-pat00034
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는,
상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정하고;
상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정하고;
X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 원용 물체와 근용 물체를 번갈아 보기위한 안구의 중심인 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
[수학식 22]
Figure 112009019975385-pat00035
상기와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 카메라를 사용하여 동공의 원용점과 근용점을 정확히 촬영하여 근용 LPD와 원용 LPD 등의 데이터뿐만 아니라 각 안구 회전 점을 추출함으로써 환자에게 처방할 렌즈를 정확하게 설계하는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 통해 원거리주시 또는 근거리주시의 시선상태에 따른 디지털이미지를 촬영하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은, 피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와; 상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와; 상기 본체의 내측에 위치하고, 컨트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와; 사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 컨트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와; 상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 컨트롤부(40)와; 전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를; 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 룰러(70)는, 전면에 같은 간격으로 배열되어 상기 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 상기 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)가 구비되는 포인트제공부(72)와; 상기 포인트제공부(72)의 좌우측 하부에 각각 위치하고, 상기 안경테(4)의 전방에 걸리는 전방걸이대(76)과 상기 안경테(4)의 후방에 걸리는 후방걸이대(78)가 "ㄷ" 자 형상으로 형성되어 상기 피검안자(2)의 안경테(4)에 거치되는 거치부(74)를; 구비할 수 있다.
상기 룰러(70)는 상기 안경테(4)에 쉽게 장착이 되고, 6개의 상기 포인트의 위치가 선명히 표시되어 촬영거리와 촬영된 이미지의 배율을 알아내는데 중요한 역할을 수행한다.
상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)는 상기 길이스케일로 활용되기 위해 같은 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.
상기 포인트(P3)는 상기 3차원 길이정보로 활용되기 위해 다른 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와 같은 평면에 있지 않고 앞쪽으로 튀어 나와 있는 것이 바람직하다.
상기 구동부(30)는 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 구동부 제어부(42)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16)의 상하 높이를 조절할 수 있다.
상기 모니터(32)는 기기 작동 편리성이 최대한 구현된 터치 모니터로 형성될 수 있고, 본 발명을 구동하기 위한 사용자 인터페이스용 그래픽을 제공해 주는 15인치 터치스크린이 구비되어 연산 된 상기 매개변수가 출력될 수 있다.
상기 디지털이미지(20)는 상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와; 상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를; 포함할 수 있다.
본 발명의 운용자는 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 따라 각각의 카메라(14,16)를 통해 모니터(32)에 연속하여 디스플레이되는 피검안자(2)의 동영상을 보면서 원거리주시 시선상태(22) 또는 근거리주시 시선상태(24)의 이미지를 촬영할 수 있다.
상기 근용디지털이미지는 상기 피검안자(2)가 서거나 자연스럽게 앉은 상태에서 눈높이의 눈앞 약 300mm 정도에 위치해 있는 시선고정용타겟을 바라보는 자세로 촬영되는 것이 바람직하다.
상기 룰러(70)에는 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타 내는 제1XYZ좌표계가 설정되고; 상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정될 수 있다.
상기 카메라(14,16)는, 상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영할 수 있다.
상기 (X,Y,Z)좌표값은 상기 제1카메라(14)로 촬영되는 상기 디지털이미지(20) 중 제1디지털이미지에 설정되고, 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값은 상기 제2카메라로 촬영되는 상기 디지털이미지(20) 중 제2디지털이미지에 설정될 수 있다.
상기 제2XYZ좌표계의 원점과 상기 제1XYZ좌표계의 원점이 일치되도록 피검안자(2)의 위치를 조절하면서 상기 디지털이미지(20)를 촬영하면, 상기 카메라(14,16)로부터 피검안자(2)의 거리가 일정한 값을 유지하고 상기 2카메라(16)의 정확한 배율을 알 수 있다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는, 상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입한다.
다음, 오일러각 연산부(46)는 상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112009019975385-pat00036
상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
Figure 112009019975385-pat00037
이다.
[수학식 2]
Figure 112009019975385-pat00038
[수학식 3]
Figure 112009019975385-pat00039
[수학식 4]
Figure 112009019975385-pat00040
상기 [수학식 1]은 상기 (X,Y,Z)좌표값 또는 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값 및 상기 (x,y,z)좌표값 사이의 오일러각(Euler Angle)과의 관계식으로 상기 오일러각 연산부(46)에 미리 설정될 수 있다.
상기 포인트(P1,P3)의 상기 (x,y,z)좌표값은 미리 측정되어 상기 오일러각 연산부(46)에 제공되는 것이 바람직하다.
상기 포인트(P1,P3)의 상기 (X,Y,Z)좌표값 또는 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값은 촬영된 상기 디지털이미지(20)를 통해 측정될 수 있다.
따라서, 상기 오일러각 연산부(46)는 상기 제1디지털이미지가 가지는 상기 오일러각(ψ,φ,θ)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값, (X3,Y3,Z3)좌표값, 상기 (x1,0,0)좌표값 및 상기 (0,0,z3)좌표값을 가지고 다음 과정을 통하여 연산한다.
Figure 112009019975385-pat00041
두 번째 행렬식으로부터
Figure 112009019975385-pat00042
와 같은 관계식이 연산과정을 거쳐 상기 [수학식 2]를 통해 상기ψ이 연산된다.
또한, 첫 번째 행렬식으로부터 다음 관계식을 유도될 수 있다.
Figure 112009019975385-pat00043
상기 θ 및 상기 φ는 상기 [수학식 3] 및 상기 [수학식 4]를 통해 연산 될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2디지털이미지에 형성되는 상기 오일러각(ψ′,φ′,θ′)은 도 6에 도시된 바와 같은 상기 포인트(P1,P2,P3)의 상기 (X′,Y′,Z′)좌표 값을 통해 연산 될 수 있다.
상기 디지털이미지(20) 내에 촬영된 상기 포인트의 상기 제4XYZ좌표계 또는 상기 제5XYZ좌표계의 Z축좌표는, 시선방향을 다르게 하여 촬영한 두 개의 상기 원용디지털이미지와 상기 근용디지털이미지의 상기 오일러각을 이용하여 상기 [수학식 1]을 통하여 구할 수 있다.
상기 매개변수는 연산되어 상기 모니터(32)에 출력될 수도 있고, 온라인을 통해 렌즈가공공장에 보내거나 안경원 내의 렌즈가공기에 전송되어, 상기 렌즈의 가공을 위한 데이터로 활용된다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는, 상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산한다.
다음, 동공거리 연산부(48)는 상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산한다.
다음, 동공거리 연산부(48)는 상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정한다.
[수학식 5]
Figure 112009019975385-pat00044
얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure 112009019975385-pat00045
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure 112009019975385-pat00046
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
[수학식 6]
Figure 112009019975385-pat00047
상기
Figure 112009019975385-pat00048
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
Figure 112009019975385-pat00049
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
상기 포인트(P1 내지 P9)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2디지털이미지 각각에 설정되어 상기 (X,Y,Z)좌표값으로 측정될 수 있다.
상기 오일러각 연산부(46)는 상기 제1 및 제2디지털이미지의 상기 오일러각을 상기 [수학식 2] 내지 [수학식 4]을 통해 (ψ,φ,θ) 또는 (ψ′,φ′,θ′)로 각각 구할 수 있다.
상기 제1 및 제2디지털이미지에서 상기 포인트(P1 내지 P9)의 상기 (X,Y,Z) 좌표값을 이용하여, 상기 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance) 벡터(
Figure 112009019975385-pat00050
,
Figure 112009019975385-pat00051
) 및 상기 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)(
Figure 112009019975385-pat00052
,
Figure 112009019975385-pat00053
) 벡터의 2차원 평면에서의 좌표값은 상기 [수학식 5] 및 상기 [수학식 6]을 통해 연산될 수 있다.
연산 된 상기 (XL,YL,ZL)좌표값 또는 (X′L,Y′L,Z′L)좌표값은 상기 [수학식 1]에 대입되어,
Figure 112009019975385-pat00054
상기 (xL,yL,zL)좌표값으로 연산된다.
연산 된 상기 (XR,YR,ZR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R,Z′R)좌표값은 상기 [수학식 1]에 대입되어 상기 (xR,yR,zR)좌표값으로 연산된다.
상기 xL은 원거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 좌측동공거리 중 원용좌측동공거리(FLPD: Far Left Pupil Distance) 값이 되고, 근거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 좌측동공거리 중 근용좌측동공거리(NLPD: Near Left Pupil Distance) 값이 된다.
상기 xR은 원거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 우측동공거리 중 원용우측동공거리(FLPD: Far Right Pupil Distance) 값이 되고, 근거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 우측동공거리 중 근용우측동공거리(NLPD: Near Right Pupil Distance) 값이 된다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는, 상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산한다.
다음, 돌림각 연산부(50)는 상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
Figure 112009019975385-pat00055
) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌림각(λ2=
Figure 112009019975385-pat00056
)을 연산할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112009019975385-pat00057
상기
Figure 112009019975385-pat00058
또는 상기
Figure 112009019975385-pat00059
는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
즉, 상기 상하돌림각 또는 상기 좌우돌림각은 상기 [수학식 7] 및 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산될 수 있다.
상기 동공벡터는,
Figure 112009019975385-pat00060
로 연산된다.
다음, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는, 상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산한다.
다음, 꼭짓점거리 연산부(52)는 상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연산한다.
다음, 꼭짓점거리 연산부(52)는 [수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고, [수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산한다.
[수학식 8]
Figure 112009019975385-pat00061
[수학식 9]
Figure 112009019975385-pat00062
[수학식 10]
Figure 112009019975385-pat00063
[수학식 11]
Figure 112009019975385-pat00064
도 7에서와 같이, 상기 제1 및 제2원용디지털이미지 상의 4개의 상기 포인트(P8,P9,P10,P11)의 좌표값은 상기 [수학식 8] 및 [수학식 9]를 통해 하기와 같이 연산된다.
Figure 112009019975385-pat00065
위의 행렬식으로부터 ZLVD를 구한 후, 상기 [수학식 10]을 통해 상기 LVD의 값이 하기와 같이 연산될 수 있다.
Figure 112009019975385-pat00066
위와 같은 방법을 통하고, 상기 [수학식 11]을 통해 상기 RVD의 값이 구해진다.
이 경우, 렌즈 위의 상기 포인트(P10,P11)는 유성 펜으로 미리 안경사(optician)가 수동으로(manual) 상기 피검안자(2)의 눈을 일치시켜서 렌즈 위에 표시를 해 놓는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산한다.
다음, 판타스코픽각 연산부(54)는 상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (AZ)를 연산한다.
다음, 판타스코픽각 연산부(54)는 [수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산할 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112009019975385-pat00067
[수학식 13]
Figure 112009019975385-pat00068
[수학식 14]
Figure 112009019975385-pat00069
상기 원용디지털이미지의 상기 오일러각(ψ,φ,θ)의 연산값을 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이 직사각형(55)이 상기 원용디지털이미지 상에 투사(projection)된다.
상기 원용디지털이미지 상의 안경테(4)와 상기 직사각형(55)이 만나는 상하좌우의 점을 각각 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)로 설정된다.
이 경우, 상기 PA의 값은 상기 [수학식 12] 또는 상기 [수학식 13] 그리고 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산된다.
Figure 112009019975385-pat00070
위의 행렬식으로부터 Az 이 연산되고, 상기 [수학식 14]를 통해 상기 PA 값을 연산할 수 있다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기
Figure 112011016393222-pat00071
또는 상기
Figure 112011016393222-pat00072
의 좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 BZ를 연산한다.
다음, 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산할 수 있다.
[수학식 15]
Figure 112009019975385-pat00073
상기
Figure 112009019975385-pat00074
또는 상기
Figure 112009019975385-pat00075
를 이용하여 상기 FFA 값을 하기와 같이 연산할 수 있다.
먼저, 상기 [수학식 1]을 통해,
Figure 112009019975385-pat00076
와 같은 행렬식이 연산된다.
위의 행렬식으로부터 상기 Bz을 연산한 후, 상기 [수학식 15]을 통해 상기 FFA 값을 얻는다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는, 상기
Figure 112011016393222-pat00077
의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산한다.
다음, 박스 연산부(58)는 상기
Figure 112009019975385-pat00078
의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매 개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산한다.
[수학식 16]
Figure 112009019975385-pat00079
[수학식 17]
Figure 112009019975385-pat00080
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는, 상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을; 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산한다.
다음, 눈높이 연산부(60)는 상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산한다.
다음, 눈높이 연산부(60)는 상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측 눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산한다.
[수학식 18]
Figure 112009019975385-pat00081
[수학식 19]
Figure 112009019975385-pat00082
[수학식 20]
Figure 112009019975385-pat00083
[수학식 21]
Figure 112009019975385-pat00084
상기 포인트(P8,P9,P15,P17)의 좌표값은 상기 [수학식 17] 또는 상기 [수학식 18] 그리고 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산된다.
Figure 112009019975385-pat00085
위의 두 행렬식으로부터 상기 Lz와 상기 Rz 가 연산되고, 상기 [수학식 19] 또는 상기 [수학식 20]을 통해 상기 LEH 또는 상기 REH의 값이 연산된다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는, 상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정한다.
다음, 회전중심점 연산부(62)는 상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정한다.
다음, 회전중심점 연산부(62)는 X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산한다.
[수학식 22]
Figure 112009019975385-pat00086
상기 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값과 상기 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값은 상술한 바와 같이 상기 제1및제2카메라(14,16)를 통해 촬영되는 상기 디지털이미지(20)에서 측정될 수 있다.
도 9에서와 같이, 상기 회전중심점의 상기 X, Y 좌표값은 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 작동과정을 이하 설명한다.
상기 피검안자(2)의 정보를 입력하여, 본 발명에 구비되는 데이터베이스에 저장한다.
다음, 상기 피검안자(2)가 선택한 상기 안경테(4)에 상기 룰러(70)를 장착하고, 상기 피검안자(2)에게 착용시킨다.
본 발명의 사용자는 상기 모니터(32)를 보면서, 상기 컨트롤부(40)를 통해 상기 구동부(30)를 작동시켜, 상기 카메라(14,16)를 통해 보이는 이미지의 중심에 상기 피검안자(2)가 착용한 상기 룰러(70)의 중심이 매칭되도록 한다.
각각의 상기 카메라(14,16)를 통해 상기 피검안자(2)의 상기 원용디지털이미지 및 상기 근용디지털이미지가 촬영되게 한다.
촬영된 총 4장의 상기 디지털이미지(20)로부터 상기 렌즈 설계에 필요한 각각의 상기 매개변수를 상기 컨트롤부(40)를 통해 연산한다.
렌즈 Lab에 온라인으로 상기 매개변수의 데이터를 전송한다.
렌즈추출과 설계 서비스를 이용하는 경우에는, 총 4장의 상기 디지털이미지(20)와 고객이 선택한 안경테(4)와 상기 렌즈의 정보를 서비스 제공업체에 온라인으로 전송한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 통해 원거리주시 또는 근거리주시의 시선상태에 따른 디지털이미지를 촬영하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 측면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 디지털이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 매개변수 중 회전중심점을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
14, 16: 카메라 30: 구동부
32: 모니터 40: 컨트롤부
70: 룰러

Claims (12)

  1. 피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와;
    상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와;
    상기 본체의 내측에 위치하고, 컨트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와;
    사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 컨트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와;
    상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 컨트롤부(40)와;
    전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를; 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털이미지(20)는
    상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와;
    상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를; 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 룰러(70)에는 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타내는 제1XYZ좌표계가 설정되고;
    상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1 카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정되고;
    상기 카메라(14,16)는,
    상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는,
    상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입하고;
    상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러 각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112009019975385-pat00087
    상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
    Figure 112009019975385-pat00088
    이다.
    Figure 112009019975385-pat00089
    Figure 112009019975385-pat00090
    Figure 112009019975385-pat00091
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는,
    상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산하고,
    상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산하고,
    상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112009019975385-pat00092
    얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
    Figure 112009019975385-pat00093
    는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
    Figure 112009019975385-pat00094
    는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
    Figure 112009019975385-pat00095
    상기
    Figure 112009019975385-pat00096
    는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
    Figure 112009019975385-pat00097
    는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는,
    상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산하고,
    상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
    Figure 112009019975385-pat00098
    ) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌 림각(λ2=
    Figure 112009019975385-pat00099
    )을 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112009019975385-pat00100
    상기
    Figure 112009019975385-pat00101
    또는 상기
    Figure 112009019975385-pat00102
    는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는,
    상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산하고,
    상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연 산하고,
    [수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고,
    [수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112009019975385-pat00103
    Figure 112009019975385-pat00104
    Figure 112009019975385-pat00105
    Figure 112009019975385-pat00106
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는
    상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산하고,
    상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (Az,Bz)를 연산하고,
    [수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112011016393222-pat00107
    Figure 112011016393222-pat00108
    Figure 112011016393222-pat00109
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는
    상기
    Figure 112011016393222-pat00110
    또는 상기
    Figure 112011016393222-pat00111
    의 좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 BZ를 연산하고,
    상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112011016393222-pat00112
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는,
    상기
    Figure 112011016393222-pat00113
    의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산하고;
    상기
    Figure 112011016393222-pat00114
    의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112011016393222-pat00115
    Figure 112011016393222-pat00116
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는,
    상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을; 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산하고,
    상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산하고,
    상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직 거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112009019975385-pat00117
    Figure 112009019975385-pat00118
    Figure 112009019975385-pat00119
    Figure 112009019975385-pat00120
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 컨트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는,
    상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정하고;
    상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정하고;
    X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 원용 물체와 근용 물체를 번갈아 보기위한 안구의 중심인 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
    Figure 112011016393222-pat00121
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