KR101113744B1

KR101113744B1 - Ｌｅｄ 란돌트 링을 이용하여 안구의 조절력을 측정하는 검안 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101113744B1
Application number: KR1020080127373A
Authority: KR
Inventors: 정성택; 김휴정
Original assignee: 한국산업기술대학교산학협력단
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2012-02-27
Also published as: KR20100068870A

Abstract

본 발명은 LED을 이용하여 작은 란돌트 링을 형상화하여 저비용으로 안구의 조절력을 자동 측정할 수 있는 검안 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 검안 장치는, 복수의 LED가 링 형태로 배열되어, 란돌트 링의 형상화를 위한 제어 신호에 따라 일부 LED가 턴온되고 나머지 LED가 턴오프되는 LED 링, 중점이 상기 LED 링의 중점으로부터 유동적으로 움직이도록 상기 LED 링과 평행하게 배치된 제1 렌즈, 및 중점이 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈의 중점과 일치되고, 상기 LED 링으로부터 상기 제1 렌즈 보다 더 멀리 이격되어 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈과 평행하게 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 이동 거리에 기초하여 안구의 조절력을 측정할 수 있다.

LED 란돌트 링, 원점, 근점, 조절력, 디옵터

Description

ＬＥＤ 란돌트 링을 이용하여 안구의 조절력을 측정하는 검안 장치 및 방법{Eye Examination Apparatus and Method for Measuring Accommodation Range of Eyeball using LED Landolt Ring}

본 발명은 안구의 조절력을 측정하는 검안 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, LED(Light Emission Diode)을 이용하여 작은 란돌트 링을 형상화하여 저비용으로 안구의 조절력을 자동 측정할 수 있는 검안 장치 및 방법에 관한 것이다.

물체의 원근에 관계없이 확실한 결상을 얻는 기전을 안구의 조절작용(accommodation)이라고 한다. 안구의 조절력은 근점과 원점 사이의 거리인 조절 범위로 나타내거나 또는 조절 범위의 역수인 디옵터(diopter)로 나타낼 수 있다. 원점은 안구의 조절 작용 없이 망막에 선명한 상을 맺어 물체를 명확하게 볼 수 있는 안구로부터의 최장 거리로 나타낸다. 근점은 안구 조절을 최대로 했을 때 망막에 선명한 상을 맺어 물체를 선명하게 볼 수 있는 안구로부터의 최단 거리로 나타낸다. 일반인의 경우에, 원점은 보통 6m 정도이며, 근점은 7~10cm정도이다.

정상적인 안구의 경우에 안구의 조절력은 0 디옵터에 가깝고, 일반적으로 -2디옵터 이하의 경증 근시, -2 내지 -6 디옵터 범위의 중증 근시, 및 -6디옵터 초과 의 고도 근시로 나타낸다.

그러나, 이와 같은 안구 조절력의 측정을 시력 측정용 차트의 숫자나 란돌트 링 등이 선명하게 보이는지 여부로 판정하는 경우에, 측정 시의 불편함이 수반되고 부정확한 측정이 될 우려가 있다. 또한, 고가의 시력 측정기를 이용하는 경우에도 복수의 렌즈를 구비하여 시력 테스트 대상자의 안구에 맞는 렌즈를 결정하는 방식으로 안구 조절력을 측정할 수 있으나, 고가의 장비를 사용함에도 자동으로 측정해주지는 못하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 저비용으로 안구의 조절력을 자동 측정할 수 있는 검안 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 렌즈를 움직이면서 LED을 이용하여 형상화된 작은 란돌트 링을 선명하게 볼 수 있는 지 여부로 안구의 조절력을 정확하게 자동 측정할 수 있는 검안 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 검안 장치는, 복수의 LED가 링 형태로 배열되어, 란돌트 링의 형상화를 위한 제어 신호에 따라 일부 LED가 턴온되고 나머지 LED가 턴오프되는 LED 링; 중점이 상기 LED 링의 중점으로부터 유동적으로 움직이도록 상기 LED 링과 평행하 게 배치된 제1 렌즈; 및 중점이 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈의 중점과 일치되고, 상기 LED 링으로부터 상기 제1 렌즈 보다 더 멀리 이격되어 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈과 평행하게 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 이동 거리에 기초하여 안구의 조절력을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 렌즈는 양면오목 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 2개의 평볼록 렌즈의 볼록 부분이 서로 마주보는 렌즈군인 것을 특징으로 한다.

상기 LED 링으로부터의 빛이 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 차례로 통과하여 안구로 향하게 하고, 사용자가 상기 LED 링의 모양을 인식하는 상기 제1 렌즈의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이에 기초하여 산출한 디옵터 값을 안구의 조절력으로서 제공할 수 있다.

상기 검안 장치는, 회전축이 상기 제1 렌즈의 가장자리 또는 상기 제1 렌즈의 가장자리를 커버하는 보호수단과 결합되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 제1 렌즈를 좌우로 이동시키는 모터를 더 포함한다.

상기 검안 장치는, 상기LED 링의 복수의 LED의 점멸 제어 또는 상기 모터의 회전축의 회전 제어를 수행하는 제어 회로를 더 포함한다.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 자동 검안 방법은, LED 란돌트 링과 중심이 일치되고 차례로 평행하게 배치된 오목 렌즈 및 소정 접안 렌즈를 이용하여, 상기 LED 란돌트 링으로부터의 빛이 상기 오목 렌즈와 상기 접안 렌즈를 차례로 통과하여 안구로 향하게 하고, 사용자가 상기 LED 란돌트 링의 모양을 인식하는 상기 오목 렌즈의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이에 기초하여 산출한 디옵 터 값을 안구의 조절력으로서 제공하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 검안 장치 및 방법에 따르면, 저비용으로 안구의 조절력을 자동 측정할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 검안 장치 및 방법에 따르면, LED을 이용하여 형상화된 작은 란돌트 링 앞에서 렌즈를 움직여 안구의 조절력을 정확하게 자동 측정할 수 있다.

　　　　　　　　본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 검안 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 검안 장치(100)는, 모터(110), LED 링(120), 제1 렌즈(130), 제2 렌즈(140), 및 제어회로(150)를 포함한다.

제1 렌즈(130)와 제2 렌즈(140)는 LED 링(120)과 중심이 일치되고 차례로 평행하게 배치된다. LED 링(120)은 란돌트 링을 형상화하기 위한 것으로서, 복수의 LED가 링 형태로 배열되어, 제어회로(150)의 제어 신호에 따라 일부 LED가 턴 온(turn-on)되고 나머지 LED가 턴오프(turn-off)됨으로써, 란돌트 링 형태로 점멸할 수 있다. 즉, 사용자 안구의 조절력을 테스트하기 위하여, LED 링(120)으로 알파벳 'C' 가 여러 각도로 회전한 모습과 같이 다양한 각도에서 링의 일부가 열려있는(open) 모양을 만들 수 있다. 여기서, LED 링(120)은 16개의 LED가 직경 11.5mm에 피치 1.5mm 간격으로 배치될 수 있고, 각각의 LED는 높이 1.6mm 정도 일 수 있다. 이와 같은 LED 링(120)의 구조는 단지 예시적일 뿐이고, LED의 개수나, 피치, 높이, 배치 모양 등은 란돌트 링을 형상화할 수 있는 한 다르게 구현 가능하다.

양면오목 렌즈 형태의 제1 렌즈(130)는 모터(110) 회전축의 회전에 따라 그 중점이 LED 링(120)의 중점으로부터 유동적으로 움직이도록 LED 링(120)과 평행하게 배치된다. 눈을 보호할 수 있도록 만들어진 아이피스(eyepiece) 형태의 접안 렌즈에 해당하는 제2 렌즈(140)는 그 중점이 LED 링(120) 및 제1 렌즈(130)의 중점과 일치되고, LED 링(120)으로부터 제1 렌즈(130) 보다 더 멀리 이격되어 LED 링(120) 및 제1 렌즈(130)와 평행하게 배치된다. 제2 렌즈(140)는 일반적인 망원경이나 현미경의 접안 렌즈와 같이 평볼록 렌즈(한쪽은 평면이고 반대쪽은 볼록면인 렌즈) 2개의 볼록 부분이 서로 마주보는 형태의 렌즈군으로 이루어질 수 있다.

모터(110)의 회전축 끝에는 제2 렌즈(140)가 고정되어 있으며, 모터(110)의 회전축에 모터(110) 쪽으로 제1 렌즈(130)와 LED 링(120)이 차례로 더 결합된다.

LED 링(120), 제1 렌즈(130), 제2 렌즈(140)은 각각 모터(110)의 회전축에 직접 결합되는 구조일 수도 있고, 경우에 따라서는 별도로 해당 가장자리를 커버하기 위한 보호수단으로 둘러쌓이는 구조인 경우에는, 이와 같은 가장자리 보호수단 을 통하여 모터(110)의 회전축에 제1 렌즈(130), 제2 렌즈(140) 와 LED 링(120)이 결합될 수도 있다. 특히, 모터(110)의 회전축에 결합된 제1 렌즈(130)는, 모터(110)의 회전축이 회전함에 따라 좌우로 이동될 수 있다. 이를 위하여, 모터(110)의 회전축에는 제1 렌즈(130)가 움직일 수 있는 소정 범위의 구간에 나선형의 홈이 형성될 수 있다. 경우에 따라서는, 사용자의 원근 조절력에 따라 더 먼 거리나 더 가까운 거리의 LED 링(120)을 인식할 수 있는지를 테스트하기 위하여, 모터(110)의 회전축이 회전함에 따라 LED 링(120)을 좌우로 이동시킬 수도 있다. 이때에는 소정 선택 수단에 따라 LED 링(120) 또는 제1 렌즈(130)가 각각 개별적으로 움직이도록 설계될 수 있다.

본 발명에서는, 고가의 레이저 장비 등이 없이도, 위와 같이 16개 정도의 LED가 링 형태로 형성된 LED 링(120)을 이용하여, 제1 렌즈(130)의 좌우 이동에 따라 사용자의 안구가 LED 링(120)에 형상화된 란돌트 링을 선명하게 인식하는 지 여부를 측정하여, 제1 렌즈(130)의 좌우 이동 거리의 범위에 기초한 안구의 조절력, 즉, 디옵터 값을 제공할 수 있다.

도 2는 도 1의 제어 회로(150)를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 제어 회로(150)는 제어부(151), 모터 구동부(152), 란돌트링 구동부(153), 및 디옵터 계산부(154)를 포함한다. 제어 회로(150)의 동작 설명을 위하여 도 3의 흐름도가 참조된다.

제어 회로(150)는 검안장치(100) 내부에 구비될 수도 있고, 외부에, 예를 들어, PC(Personal Computer)나 전용 장치를 통하여 필요한 신호를 생성하는 형태로 도 구현될 수 있다. 또는, 제어부(151) 만을 외부, 예를 들어, PC에서 구현하고 나머지 구성 요소들이 검안장치(100) 내부에 구비되도록 할 수도 있다.

제어부(151)는 모터 구동부(152), 란돌트링 구동부(153), 및 디옵터 계산부(154)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(151)는 모터(110)를 구동하기 위한 모터 제어 입력을 받아 모터 구동부(152)를 통하여 모터(110)의 회전축의 회전을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(151)는 LED 링(120)를 구동하기 위한 란돌트 링 제어 입력을 받아 란돌트링 구동부(153)를 통하여 LED 링(120)의 복수의 LED의 점멸을 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(151)는 사용자가 사용하는 소정 버튼의 입력에 따라 디옵터 계산부(154)를 통하여 제1 렌즈(130)의 좌우 이동 거리를 파악하여 해당 디옵터 값을 계산하도록 제어할 수 있다.

안구 조절력을 측정하기 위하여, 예를 들어, 모터 제어 입력에 따라 모터(110)의 회전축을 회전 시켜서 제1 렌즈(130)를 안구쪽으로 서서히 이동시킬 수 있다(S310). 사용자는 제1 렌즈(130)의 이동 위치에서 LED 링(120)이 선명하게 보이면 소정 버튼을 눌러 입력할 수 있다. 이와 같은 방법으로 제1 렌즈(130)를 안구쪽으로 더 이동 시켜서 LED 링(120)으로 형상화한 란돌트 링이 제1 렌즈(130)와 제2 렌즈(140)를 통하여 선명하게 보이는 안구쪽으로의 최단 거리를 근점으로 결정할 수 있다(S320). 란돌트 링 제어 입력에 제1 렌즈(130)의 각 위치에서 LED 링(120)의 복수의 LED의 점멸 위치를 다르게 하여 다른 모양의 란돌트 링으로 테스트할 수 있다.

이와 같이, 근점이 결정되면, 모터 제어 입력에 따라 모터(110)의 회전축을 반대로 회전 시켜서 제1 렌즈(130)를 LED 링(120)쪽으로 서서히 이동시킬 수 있다(S330). 이때에도 사용자는 제1 렌즈(130)의 이동 위치에서 LED 링(120)이 선명하게 보이면 소정 버튼을 눌러 입력할 수 있고, 같은 방법으로 제1 렌즈(130)를 LED 링(120)쪽으로 더 이동 시켜 가며 LED 링(120)으로 형상화한 란돌트 링이 제1 렌즈(130)와 제2 렌즈(140)를 통하여 선명하게 보이는 안구쪽으로부터의 최장 거리를 원점으로 결정할 수 있다(S340). 이때에도 란돌트 링 제어 입력에 제1 렌즈(130)의 각 위치에서 LED 링(120)의 복수의 LED의 점멸 위치를 다르게 하여 다른 모양의 란돌트 링으로 테스트할 수 있다.

이와 같이, 근점과 원점이 결정되면, 디옵터 계산부(154)는 제1 렌즈(130)의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이에 기초하여 디옵터 값을 산출할 수 있다(S350). 예를 들어, 제1 렌즈(130)의 최대 좌우 이동 거리, 즉, 사용자가 LED 링(120)의 란돌트 링 모양을 인식하는 제1 렌즈(130)의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이의 역수를 디옵터 값으로 산출하여 소정 디스플레이 수단 또는 프린터 등의 출력 수단으로 제공할 수 있다(S360).

이와 같이, 본 발명에서는, 안구의 조절력을 측정하기 위하여, 란돌트 링을 형상화한 LED 링(120)으로부터의 빛이 제1 렌즈(130)와 상기 제2 렌즈(140)를 차례로 통과하여 안구로 향하게 하고, 모터(110) 회전축의 회전으로 제1 렌즈(130)를 좌우 이동 시켜서 사용자가 LED 링(120)의 란돌트 링 모양을 인식할 수 있는 제1 렌즈(130)의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이로부터 디옵터 값을 안구의 조절력으로서 산출하여 제공할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 검안 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1의 제어 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 검안 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims

복수의 LED가 링 형태로 배열되어, 란돌트 링의 형상화를 위한 제어 신호에 따라 일부 LED가 턴온되고 나머지 LED가 턴오프되는 LED 링;

중점이 상기 LED 링의 중점으로부터 유동적으로 움직이도록 상기 LED 링과 평행하게 배치된 제1 렌즈; 및

중점이 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈의 중점과 일치되고, 상기 LED 링으로부터 상기 제1 렌즈 보다 더 멀리 이격되어 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈과 평행하게 배치된 제2 렌즈를 포함하고,

상기 LED 링으로부터의 빛이 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 차례로 통과하여 안구로 향하게 하고, 사용자가 상기 LED 링의 모양을 인식하는 상기 제1 렌즈의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이에 기초하여 산출한 디옵터 값을 안구의 조절력으로서 제공하는 것을 특징으로 하는 검안 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 양면오목 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 2개의 평볼록 렌즈의 볼록 부분이 서로 마주보는 렌즈군인 것을 특징으로 하는 검안 장치.
삭제
제1항에 있어서,

회전축이 상기 제1 렌즈의 가장자리 또는 상기 제1 렌즈의 가장자리를 커버하는 보호수단과 결합되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 제1 렌즈를 좌우로 이동시키는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검안 장치.
제4항에 있어서,

상기LED 링의 복수의 LED의 점멸 제어 또는 상기 모터의 회전축의 회전 제어를 수행하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안 장치.
란돌트 링의 형상화를 위한 제어 신호에 따라, 복수의 LED가 링 형태로 배열되어 있는 LED 링의 일부 LED를 턴온하고 나머지 LED를 턴오프하는 단계;

제1 렌즈의 중점이 상기 LED 링의 중점으로부터 유동적으로 움직이도록 상기 LED 링과 평행하게 상기 제1 렌즈를 배치하고, 제2 렌즈의 중점이 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈의 중점과 일치되고 상기 LED 링으로부터 상기 제1 렌즈 보다 더 멀리 이격되도록 상기 LED 링 및 상기 제1 렌즈와 평행하게 상기 제2 렌즈를 배치하는 단계; 및

상기 LED 링으로부터의 빛이 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈를 차례로 통과하여 안구로 향하게 할 때, 상기 제1 렌즈를 움직여서 사용자가 상기 LED 링의 모양을 인식하는 상기 제1 렌즈의 안구쪽으로의 최단 거리와 최장 거리의 차이에 기초하여 산출한 디옵터 값을 안구의 조절력으로서 제공하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안 장치의 작동 방법.