KR101523273B1

KR101523273B1 - 안구 훈련 장치

Info

Publication number: KR101523273B1
Application number: KR1020130139524A
Authority: KR
Inventors: 유제형
Original assignee: 유제형
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-06-02
Also published as: KR20150056907A

Abstract

본 발명에서 원시의 개선을 용이하게 유도할 수 있는 안구훈련 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 장치는, 미세유체공학(Microfluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 안구훈련 장치에 있어서, 플렉시블 디스플레이 패널 상으로 굴절률 제어를 위한 유체렌즈가 형성되고, 플렉시블 디스플레이 패널의 일 측면으로 발광수단이 마련되며; 사용자의 시력에 대응하는 디옵터(Diopter)가 설정되면, 원시의 최소 초점거리보다 작은 강제초점 위치를 갖도록 수정 디옵터를 산출하고, 사용자의 시각 초점을 상기 강제초점 위치로 안내하여 모양근의 수축을 유도한 후, 사용자의 시신경을 자극하여 모양근의 수축 상태를 유지하도록 발광수단을 일시적으로 점등 제어하며, 발광수단의 소등 시 유체렌즈가 수정 디옵터를 유지하도록 유체압력 정보를 제공하는 컨트롤러; 유체압력 정보에 대응하는 미세유체 제어를 수행하는 유압 제어기; 및 유압 제어기로부터 제공되는 유체 압력을 유체렌즈로 공급하는 엑츄에이터로 이루어진다.
따라서, 미세유체(Micro fluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 통해 유체렌즈를 구현하고, 플렉시블 디스플레이 상으로 발광 수단을 제공함으로써, 안구훈련 장치의 정밀도를 높이고 활용성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

안구 훈련 장치{APPARATUS FOR STRENGTHENING EYE'S MUSCLES}

본 발명은 안구 훈련장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세유체(Micro fluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널과, 플렉시블 디스플레이 패널 상으로 구비된 발광수단을 이용하여, 일시적 광원에 의한 수정체 변위를 유도하고 수정체 변위에 따른 지각 현상(모양근의 근력 현상)을 플렉시블 디스플레이 패널의 렌즈 구조를 통해 유지토록 함으로써, 수정체의 조절 능력을 배향할 수 있는 안구 훈련 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 눈은 카메라 렌즈에 해당하는 수정체라는 것이 존재한다. 이 수정체의 두께를 변화시킴에 따라 빛의 굴절률이 바뀌면서 보고 있는 물체를 망막에 반사시키는 것이다. 수정체는 가까운 물체를 볼 때는 부풀어져서 두껍게 되며, 반대로 먼 물체를 볼 때는 얇게 되어 초점을 자동으로 조절하게 된다. 이때 조절기능을 하는 안 근육을 모양근이라고 하는데 이 모양근을 긴장 이완시켜 수정체의 두께를 조절하는 것이다.

시력의 저하는 이 모양체의 움직임이 약화 되어 발생하는 것으로, 한마디로 가까이 있는 물체를 오랫동안 계속해서 보게 되면 모양체의 긴장이 계속되기 때문에 이로 인해 굴절률과 안 축의 균형이 깨지게 된다. 따라서 시력회복의 포인트는 쇠약해진 모양근의 기능을 다시 회복시켜 주는 데 있다. 이렇게 모양체의 지속적인 운동을 통해서 시력은 회복될 수 있음은 이미 알려진바 있다.

따라서 시력을 유지관리하기 위해서는 적절한 물리적 운동이 필요함을 알 수 있으며 눈의 건강을 위하여 마사지, 휴식 및 안구운동 등 많은 운동요법과 휴식을 의학적으로 권고하고 있으며 눈의 중요성에 비추어볼 때 이러한 물리적 운동을 정기적으로 반복할 필요가 있다.

또한, 안구의 질환 중 근시, 원시, 난시가 있는데, 근시는 먼 곳에서 오는 평행광선이 망막 앞에서 초점을 이루는 상태를 말하며, 원시는 굴절기능이 약화되었을 때 먼 곳으로부터 들어온 평행광선이 망막 뒤에서 초점을 이루는 상태를 말하며, 난시는 광선이 각막에 도달했을 때 각막이나 안구의 굴절력이 일정하지 않아 초점이 한곳에 맺히지 못하고 희미하게 보이거나 중복되어 보이는 상태를 말한다.

여기에서 근시는 안구의 조절기능이 악화되어 일어날 수 있는 질환으로서 장시간의 학습과 독서, 장시간의 TV시청, 독서, 컴퓨터 작업 등이 그 원인이 되고 있다. 이러한 근시는 사물이 안구 내에 있는 수정체를 통하여 초점이 망막 앞에서 초점을 이루는 상태를 말하는 것으로서, 눈의 가까운 것을 볼 때에는 수정체가 두꺼워지고 먼 곳을 볼 때에는 얇아지는데 이러한 것은 수정체가 탄력성이 있고 그 주위에 전술된 모양근(내안근)이 있어 이 모양근이 밖으로 잡아당기면 모양근이 수축되는 현상에 의해 수정체가 엷어져서 먼 곳까지 볼 수 있으며 반대로 모양근이 늦추어지면 수정체가 두꺼워져서 가까운 곳이 잘 보이게 된다.

또한 안구 외부에 있는 외안근(4개의 직근, 상직근, 하직근, 외직근, 내직근, 2개의 사근, 상사근, 하사근)도 눈의 조절 작용을 도와 먼 곳을 볼 때에는 4개의 직근이 수축되어 안구의 안축이 짧아짐과 동시에 안구의 직경이 길어져서 모양근을 밖으로 잡아당기기 쉽도록 도와주며, 가까운 곳을 볼 때에는 2개의 사근이 수축되어 안구의 안축이 길어짐과 동시에 안구의 직경이 짧아져서 모양근이 늦추어지기 쉽도록 도와주게 된다.

이와 같은 특징에 의하여 근시는 내안근(모양근)과 외안근(4개의 직근과 2개의 사근)의 근력이 정상에 비해 약화되어 있어 규칙적인 안구운동을 계속하면 근시예방은 물론 근시회복에도 효과가 있다는 것으로 알려진 바 있다. 따라서 시력을 유지 관리하기 위해서는 적절한 물리 운동이 필요함을 알 수 있으며 눈의 건강을 위하여 마사지, 휴식 및 안구 운동 등 많은 운동요법과 휴식을 의학적으로 권고하고 있으며 눈의 중요성에 비추어볼 때 이러한 물리적 운동을 정기적으로 반복할 필요가 있다.

이에, 안구의 물리적 운동을 돕기 위하여 종래에는 다양한 고안이 안출된 바 있다. 그 중 일례로써 안구운동을 유도하기 위하여 원근교대운동에 의한 시력 회복법을 바탕으로 만든 시력회복용 훈련 기기가 개발되었으나, 이는 기기 내부 후방에 필름 카트리지를 형성하여 이 필름 카트리지를 전후방으로 이동하는 것으로, 단순히 원근반복운동만 할 수 있는 것이다. 그러나 이러한 안구 훈련 기기는 안 근의 고른 운동효과를 볼 수 없을 뿐만 아니라 눈의 피로 도를 충분히 감소시키지는 못하는 것이어서 안구운동효과는 그만큼 저하될 수밖에 없는 것이다.

대한민국 공개특허 10-2002-0019776호, 공개일자 2002년 03월 13일 발명의 명칭 '안구 운동 기기'.

미국 라스베이거스에서 열린 " 세계 최대 가전전시회 CES 2013 " - 2013년 2월 13일(현지시간) 美 씨넷에 따르면 택투스테크놀로지(Tactus Technology)는 미세유체공학(microfluidic) 기술을 적용해 키보드를 사용할 때마다 터치스크린 표면에 물리적인 키보드를 만들어 주는 신기술을 선보였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 원시의 최소 초점보다 낮은 초점을 형성한 후, 광원을 이용하여 현재의 초점을 유지시키는 훈련을 제공하여 원시의 개선을 유도할 수 있는 안구훈련 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 미세유체(Micro fluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 통해 유체렌즈를 구현하고, 플렉시블 디스플레이 상으로 발광 수단을 제공함으로써, 유체렌즈를 이용하여 원시의 최소 초점보다 설정 비율만큼 낮은 초점으로 유지토록 한 후, 발광수단에 의해 일시적인 광원을 안구로 조사하여 시신경을 자극함에 따라 현재의 초점을 유지시켜 안구의 모양근에 대한 수축 훈련을 제공할 수 있는 안구훈련 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 안구훈련 장치의 구조를 안경형태로 구현함으로써, 평상시 안구훈련을 용이하게 실현할 수 있는 안구훈련 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 안구훈련 장치는, 미세유체공학(Microfluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 안구훈련 장치에 있어서, 상기 플렉시블 디스플레이 패널 상으로 굴절률 제어를 위한 유체렌즈가 형성되고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일 측면으로 발광수단이 마련되며; 사용자의 시력에 대응하는 디옵터(Diopter)가 설정되면, 원시의 최소 초점거리보다 작은 강제초점 위치를 갖도록 수정 디옵터를 산출하고, 사용자의 시각 초점을 상기 강제초점 위치로 안내하여 모양근의 수축을 유도한 후, 사용자의 시신경을 자극하여 상기 모양근의 수축 상태를 유지하도록 상기 발광수단을 일시적으로 점등 제어하며, 상기 발광수단의 소등 시 상기 유체렌즈가 상기 수정 디옵터를 유지하도록 유체압력 정보를 제공하는 컨트롤러; 상기 유체압력 정보에 대응하는 미세유체 제어를 수행하는 유압 제어기; 및 상기 유압 제어기로부터 제공되는 유체 압력을 상기 유체렌즈로 공급하는 엑츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수정 디옵터(Diopter)는, 원시를 갖는 사용자의 모양근이 광원에 의해 원활하게 수축될 수 있는 범위의 디옵터로서, 10% 내지 5%의 수축 범위로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컨트롤러는, 내부 메모리를 보유하고 있으며, 상기 내부 메모리에는 안구훈련 알고리즘이 탑재되고, 상기 시력정보를 디옵터 정보 및 수정 디옵터 정보로 변환하는 테이블 정보가 저장되며, 상기 수정 디옵터 정보에 대응하여 상기 유체렌즈의 굴절률이 설정되도록 유체압력 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제시하는 안구훈련 장치는, 원시의 최소 초점보다 낮은 초점을 형성한 후, 광원을 이용하여 현재의 초점을 유지시키는 훈련을 제공하여 원시의 개선을 유도할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 미세유체(Micro fluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 통해 유체렌즈를 구현하고, 플렉시블 디스플레이 상으로 발광 수단을 제공함으로써, 안구훈련 장치의 정밀도를 높이고 활용성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 안구훈련 장치의 원리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 안구훈련 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예로 나타낸 안구훈련 장치이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 적용하는 플렉시블 디스플레이 패널은 그래픽화된 광원을 제공할 뿐만 아니라, 미세유체공학(Microfluidic) 기술이 적용되어 투시 광원의 굴절률을 제어토록 한다. 상기 미세유체공학은 2013년 2월 13일(현지시간) 美 씨넷에서 발표된 택투스테크놀로지(Tactus Technology) 사(社)의 기술로서, 터치스크린 표면에 굴곡이 균일한 볼륨을 형성하는 것으로, 미세 유체를 가압하여 볼륨의 형성을 제어한다.

본 발명에서는 상기 미세유체공학이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 이용하여 안구 훈련 기능을 제공하는 것으로, 미세 유체로부터 성형되는 볼륨을 제어하여 렌즈의 굴절률을 제어함으로써, 망막으로 착상되는 이미지의 초점이 명확하게 이루어지는 훈련이 가능하게 된다. 이를 위해, 상기 플렉시블 디스플레이 패널 상으로 소정의 발광수단을 부가하거나, 플렉시블 디스플레이 패널 자체로 발광 기능을 갖도록 한 후, 일시적인 발광에 의해 모양근의 수축을 유도한다.

여기서, 모양근의 수축은 홍채를 지탱하고 있는 홍채 근육으로써, 모양근의 수축으로 인해 홍채의 굴곡률이 높아진다. 즉, 홍채의 두께가 두꺼워져 망막 뒤에서 맺히는 상을 망막 안측 표면으로 전이시키는 것이다.

도 1은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 구성도이다.

도시한 바와 같이, 사용자의 원시 시력으로 사물(111)을 명확하게 식별할 수 있는 거리 즉, 디옵터(Diopter)보다 일정 비율로 설정된 훈련 거리로서 강제초점 위치(120)가 설정된다. 그리고, 강제초점 위치(120)로 사물(111)이 위치하며, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101)로 형성되는 유체렌즈(130)는 상기 강제초점 위치(120)로 초점이 맞춰진다.

따라서, 사용자는 강제초점 위치(120)로 초점이 맞춰진 상태이고, 상기 유체렌즈(130)를 통해 사물을 명확하게 식별한다. 이후, 상기 유체렌즈(130)를 제거하여 강제초점 위치(120)에 존재하는 사물(111)을 인지하도록 한다. 이는 초점이 명확하게 이루어지지 상태이며, 수정체(105)는 강제초점 위치(120)로 초점을 형성하도록 모양근(103)을 자극하게 된다.

이때, 상기 디스플레이 패널(101)에 마련된 발광수단(109) 예컨대, LED를 점등시켜 안구로 광원을 공급한다. 안구로 유입되는 광원은 안구의 시신경을 자극하게 되며, 시신경은 모양근(103)을 수축시킨다. 모양근(103)의 수축은 현재의 초점을 유지하기 위한 수축으로 상기 강제초점 위치(120)의 초점을 맞추게 된다. 이는 일시적인 현상이나, 잦은 반복 훈련을 통해 모양근(103)의 수축 범위를 점진적으로 늘리게 되는 것이다.

예컨대, 사용자의 원시 시력이 5 Diopter(초점 거리 : 1/5m)로서, 25cm 이격된 사물(111)을 명확히 인지하는 시력(어린이의 경우 평균 10 Diopter이며, 이는 10cm 앞의 사물을 명확히 인지함을 나타냄)인 경우, 모양근(103)의 강제적 수축 가능 비율로서 약 10% 내지 5%의 초점거리를 좁혀 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101)의 유체렌즈(130)를 설정한다. 그리고, 해당 강제초점 위치(120)에 사물(111)을 안착시킨다.

따라서, 상기 유체렌즈(130)는 현재 원시 시력이 5 Diopter인 사용자에 대하여 대략 5.5 Diopter 내지 5.25 Diopter로 설정하되, 유체렌즈(130)는 동작하지 않는 상태이다. 이로 인해, 사용자는 현재 위치한 사물(111)을 명확하기 인지할 수 없으며, 수정체(105)는 강제초점 위치(120)로 초점을 형성하기 위한 모양근(103)을 자극한다.

강제초점 위치(120)는 현재 수정체(105)의 초점 거리를 벗어남에 따라 사용자는 초점이 맞지 않는 상태이다. 그러나, 수정체(105)는 강제초점 위치(120)로 초점을 맞추려고 하며, 이때 상기 발광수단(109)에 의한 광원 점등은 수정체(105)의 모양근(103)을 수축시켜 수정체(105)의 굴절률을 높이게 된다.

광원에 의한 수정체(105)의 굴절률 변화는 모양근(103)을 수축시키는 것으로, 상기 강제초점 위치(120)에 존재하는 사물(111)을 명확히 인지하도록 한다. 이때, 상기 유체렌즈(130)는 비굴절 상태 즉, 굴절률이 '0'인 상태로 전환되며 사용자는 유체렌즈(130)의 굴절률을 이용하지 않고 사물(111)을 명확하게 식별하게 된다. 물론, 이러한 현상은 일시적인 것으로 광원에 의해 수축된 모양근(103)은 일정 시간이 경과 하면 다시 이완되어 원상태로 복귀한다. 그리고, 이러한 시점에서 상기 유체렌즈(130)는 기 설정된 굴절률을 갖도록 유체렌즈(130)의 볼륨을 갖도록 제어되며, 사용자는 모양근(103)의 이완 상태에서도 사물(111)을 명확하게 인지한다.

상기 과정에 대한 지속적인 반복은 모양근(103)의 수축 및 이완 범위를 넓히게 되며, 플렉시블 디스플레이 패널(101) 없이 상기 강제초점 위치(120)에 존재하는 사물(111)을 명확하게 식별할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 제시하는 유체렌즈(130)는 밀도가 높은 유성 성분을 이용하여 유체렌즈(130)의 볼륨을 제어하는데, 정밀 제어를 기반으로 유성 성분이 아닌 수성 성분을 이용한 볼륨 제어가 가능할 것이다. 이는 유성 성분에 의한 빛의 굴절률이 왜곡됨을 방지하기 위한 것으로, 빛 투과율이 높은 수성 성분을 이용하여 빛의 굴절률이 일정하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 안구훈련 장치를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 플렉시블 디스플레이 패널(101) 상으로 유체렌즈(130)가 형성되고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101)의 일측으로 발광수단(109)이 마련된다. 상기 유체렌즈(130)는 유체의 압력 제어를 기반으로 표면을 볼록 형상으로 형성하는 것으로, 유체 압력의 크기에 비례하여 볼록 형상의 반경을 제어한다. 볼록 형상의 유체렌즈(130)는 그 반경에 따라 광원의 굴곡률이 가변하여 렌즈의 역할을 수행한다.

이에, 안구훈련 장치는 사용자의 시력에 대응하는 디옵터(Diopter)가 설정되면, 원시의 최소 초점거리보다 작은 강제초점 위치를 갖도록 수정 디옵터를 산출하고, 사용자의 시각 초점을 상기 강제초점 위치로 안내하여 모양근(103)의 수축을 유도한 후, 사용자의 시신경을 자극하여 상기 모양근(103)의 수축 상태를 유지하도록 상기 발광수단을 일시적으로 점등 제어하며, 상기 발광수단의 소등 시 상기 유체렌즈가 상기 수정 디옵터를 유지하도록 유체압력 정보를 제공하는 컨트롤러(201)와, 상기 유체압력 정보에 대응하는 미세유체 제어를 수행하는 유압 제어기(205)와, 상기 유압 제어기(205)로부터 제공되는 유체 압력을 상기 유체렌즈(130)로 공급하는 엑츄에이터(207)를 포함한다.

상기 유압 제어기(205) 및 엑츄에이터(207)는 미세유체공학(Microfluidic)이 적용되어 투시 광원의 굴절율을 제어하는 메카니즘으로, 택투스테크놀로지(Tactus Technology) 사(社)의 기술이다.

또한, 상기 수정 디옵터(Diopter)는 원시를 갖는 사용자의 모양근(103)이 광원에 의해 원활하게 수축될 수 있는 범위의 디옵터로서, 대략 10% 내지 5%의 범위로 설정된다. 예컨대, 5 Diopter의 시력을 보유할 경우 최소 초점거리는 1/5m 즉, 20cm가 되며, 이때 강제초점 거리는 10%가 축소된 18cm로서 5.5 Diopter가 된다. 여기서, 5.5 Diopter에 해당하는 강제초점 거리는 모양근(103)이 원활하게 유동되지 않을 경우 무리가 갈 수 있으나, 반복적인 훈련을 통해 모양근(103)의 유동 범위를 넓히게 된다.

상기 컨트롤러(201)는 내부 메모리를 보유하고 있으며, 상기 내부 메모리에는 안구훈련 알고리즘이 탑재되고, 상기 시력정보를 디옵터 정보로 변환하는 테이블 정보가 저장된다. 따라서, 사용자의 시력 정보를 확보한 경우, 상기 디옵터 정보로 변환하여 수정 디옵터 정보로 가공된다. 또한, 상기 컨트롤러(201)는 디옵터 정보에 대응하여 상기 유체렌즈(130)의 굴절률이 설정되도록 유체압력 정보를 제공한다.

한편, 유체렌즈(130)는 유성 성분을 이용하여 플렉시블 디스플레이 패널(101) 상으로 구현되며, 상기 유압 제어기(205)에 의해 유체렌즈(130)의 볼록 형상을 구현한다. 여기서, 상기 유체렌즈(130)는 미세 유압에 의해 정밀 제어되어 반구 형태로 구현된다. 유체의 컬러는 투명으로 재질로서 반구 형태로 인한 빛의 굴절이 이루어진다. 따라서, 사물(111)에 대한 굴절은 유체렌즈(130)를 통해 이루어지며 유체렌즈(130)의 굴절률은 유성 재질, 반구의 곡률 등에 의해 결정되며 본 발명에서는 실험적 데이터에 의해 설정된다.

이하, 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 컨트롤러(201)는 사용자의 시력 정보를 입력받은 후, 시력 정보에 대응하는 디옵터 정보를 산출한다. 시력 정보를 디옵터 정보로 변환하는 것은 사용자가 쉽게 인지하는 정보를 시스템 운용이 용이한 정보로 변환하는 것이다. 이에 대한 산출 방법은 통상의 연산법을 이용한다.

상기 컨트롤러(201)는 시력 정보에 대응하는 디옵터 정보를 토대로 강제초점 위치(120)를 선정한다. 강제초점 위치(120)는 사용자가 명확하게 인지할 수 있는 초점 거리로부터 일정 비율로 줄인 것으로, 모양근(103)의 훈련을 위한 수축 가능한 범위이다. 강제초점 위치(120)는 사용자의 최소 초점 거리로부터 대략 10% 내지 5%를 줄이는 것으로, 현재 디옵터 정보를 설정 비율로 줄인 수정 디옵터 정보를 산출한다. 예컨대, 최소 초점 거리가 20cm인 경우 18cm로 줄이거나 19cm로 줄이도록 수정 디옵터를 산출하는 것이다. 이는 연령에 따라 가변할 수 있으며, 원시의 초기 증세에서는 10%를 감축하고, 연령이 높은 사용자는 5%를 감축하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 수정된 강제초점 위치(120)로 사물(111)을 안착시키며, 사용자는 유체렌즈(130)가 동작하지 않는 상태 즉, 굴절률이 '0'인 상태에서 상기 사물(111)을 인지하도록 안내된다. 사용자는 플렉시블 디스플레이 패널(101)을 통해 사물(111)을 주시하며 이때, 플레시블 디스플레이 패널(101)에 구비된 유체렌즈(130)의 굴절률은 '0'로서 사물(111)을 투과하는 상태이다.

이후, 상기 컨트롤러(201)는 상기 발광수단(109)을 일시적으로 점등 예컨대, 1초 내지 2초 정도 점등시킨다. 발광수단(109)은 LED, OLED 등이 가능하며, 발광수단(109)의 광원은 안구의 수정체(105)를 거쳐 시신경으로 전달된다. 이때, 시신경은 광원에 반응하여 현재의 초점 즉, 강제초점 위치(120)로의 초점을 유지하기 위해 상기 모양근(103)을 수축시킨다.

여기서, 수정체(105)는 강제초점 위치(120)로 초점을 맞추려고 하나 모양근(103)의 수축력이 낮아 초점이 맞춰지지 않는 상태로서, 상기 발광수단(109)의 광원에 의해 모양근(103)이 수축되어 현재의 초점을 유지토록 하는 과정에서, 수정체(105)의 초점은 일시적으로 강제초점 위치(120)로 설정된다.

그리고, 상기 컨트롤러(201)는 상기 발광수단(109)을 점등시킨 후, 상기 모양근(103)이 원상복귀되어 이완되는 시점에서 유체렌즈(130)를 수정 디옵터에 해당하는 굴절률로 성형되도록 제어한다. 즉, 상기 컨트롤러(201)는 강제초점 위치(120)로 유체렌즈(130)의 초점을 맞추기 위한 미세유압 제어를 수행한다. 미세유압 제어는 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101) 상으로 구비된 유체렌즈(130)의 볼륨을 형성하여 요구하는 굴절률을 제공하기 위함이다.

따라서, 상기 컨트롤러(201)는 굴절률 제어를 위한 유압 제어를 수행하며, 상기 유압 제어기(205)는 컨트롤러(201)의 요구에 따라 유체렌즈(130)의 볼륨 형성을 위한 제어신호를 생성한다. 그리고, 상기 유압 제어기(205)는 엑츄에이터(207)를 이용하여 상기 유체렌즈(130)로 설정된 유체 압력이 인가되도록 지시한다.

결국, 사용자는 광원에 의해 일시적인 모양근(103)의 수축을 경험하여 강제초점 위치(120)에 존재하는 사물(111)을 명확히 인지한 후, 광원이 소등된 상태에서 모양근(103)이 이완될 때, 상기 유체렌즈(130)를 이용하여 사물(111)의 초점을 유지토록 하는 것이다.

이와 같은 절차를 지속적으로 반복함으로써, 상기 모양근(103)의 수축범위를 증가시키게 되며, 이는 수정체(105)의 굴절률을 높이는 효과를 제공하게 된다. 상기 수정체(105)의 굴절률을 높이는 것은, 원시와 같이 안구(107) 후방에 맺힌 상을 안구(107)의 안측으로 이전하는 것이며, 모양근(103)의 수축력을 높여 수정체(105)의 굴절률을 향상시킴으로써 가까이에 존재하는 사물(111)을 명확히 인지하도록 유도한다.

도 3은 본 발명에 따른 안구훈련 장치의 실시 예로서 안경 구조의 훈련장치를 제공하고 있다.

도시한 바와 같이, 안구훈련 장치(301)는 안경 형태로 구현될 수 있으며, 전방으로 플렉시블 디스플레이 패널(101)이 설치된다. 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101)의 중앙 위치에는 상기 유체렌즈(130)가 마련되고, 플렉시블 디스플레이 패널(101)의 일 측면에는 상기 발광수단(109)이 장착된다. 또한, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101) 및 발광수단(109)을 제어하기 위한 제어모듈과의 접속을 위한 커넥터(303)가 구비된다.

따라서, 사용자는 안경 형태의 안구훈련 장치(301)를 착용한 후, 편안한 자세에서 안구훈련이 가능하게 된다. 즉, 안구훈련을 수행함에 있어 장소와 시간에 구애받지 않고 지속적인 훈련이 가능함으로써, 시력 개선에 상당한 효과를 제공할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 실시 예에서 안구훈련 장치(301)를 안경 형태로 구현함에 있어, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(101)을 이용한 3차원 그래픽 제공이 가능할 것이다. 이는 사물(111)의 형상을 플렉시블 디스플레이 패널(101)을 통해 제공하며, 강제초점 위치(120)로 사물(111)이 놓여 있는 3차원 그래픽을 통해 훈련의 편의성을 향상시킬 수 있을 것이다.

101 : 플렉시블 디스플레이 패널 103 : 모양근
105 : 수정체 107 : 안구
109 : 발광수단 111 : 사물
120 : 강제초점 위치 130 : 유체렌즈
201 : 컨트롤러 205 : 유압 제어기
207 : 엑츄에이터 301 : 안경
303 : 커넥터

Claims

미세유체공학(Microfluidic) 기술이 적용된 플렉시블 디스플레이 패널을 이용한 안구훈련 장치에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널 상으로 굴절률 제어를 위한 유체렌즈가 형성되고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일 측면으로 발광수단이 마련되며;
사용자의 시력에 대응하는 디옵터(Diopter)가 설정되면, 원시의 최소 초점거리보다 작은 강제초점 위치를 갖도록 수정 디옵터를 산출하고, 사용자의 시각 초점을 상기 강제초점 위치로 안내하여 모양근의 수축을 유도한 후, 사용자의 시신경을 자극하여 상기 모양근의 수축 상태를 유지하도록 상기 발광수단을 일시적으로 점등 제어하며, 상기 발광수단의 소등 시 상기 유체렌즈가 상기 수정 디옵터를 유지하도록 유체압력 정보를 제공하는 컨트롤러;
상기 유체압력 정보에 대응하는 미세유체 제어를 수행하는 유압 제어기; 및
상기 유압 제어기로부터 제공되는 유체 압력을 상기 유체렌즈로 공급하는 엑츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 안구훈련 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수정 디옵터(Diopter)는 원시를 갖는 사용자의 모양근이 광원에 의해 원활하게 수축될 수 있는 범위의 디옵터로서, 10% 내지 5%의 수축 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 안구훈련 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 내부 메모리를 보유하고 있으며, 상기 내부 메모리에는 안구훈련 알고리즘이 탑재되고, 시력정보를 디옵터 정보 및 수정 디옵터 정보로 변환하는 테이블 정보가 저장되며, 상기 수정 디옵터 정보에 대응하여 상기 유체렌즈의 굴절률이 설정되도록 유체압력 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 안구훈련 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안구훈련 장치는 안경형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 안구훈련 장치.