KR101649487B1 - 깜박임 검출에 의한 액체 분배 - Google Patents

Abstract

본 발명은 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하기 위한 장치, 보다 상세하게는, 일부 실시예에서, 깜박임의 검출에 기초하여 눈 안으로 스프레이 또는 미스트를 분배하는 장치를 개시한다.

Description

깜박임 검출에 의한 액체 분배{LIQUID DISPENSING WITH BLINK DETECTION}

관련 출원

본 출원은 2010년 10월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/902,575호 및 2009년 10월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/253,613호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 눈 안으로 액체 또는 미스트(mist)를 분배하기 위한 장치, 보다 상세하게는, 일부 실시예에서, 깜박임의 검출(detection of a blink)에 기초하여 눈 안으로 스프레이(spray) 또는 미스트를 분배하는 장치를 기술한다.

많은 상이한 장치를 사용하여 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 많은 장치가 액체를 눈으로 진입시키는 결과를 갖지만, 액체가 눈 안으로 들어가게 하는 경험은 대체로 만족스럽지 못하다.

액체를 자가 분배(self dispensing)하기 위한 장치는 전형적으로 깜박임 반사(blink reflex)에 대처하기 위해 사용자가 눈꺼풀을 개방 상태로 유지할 것을 필요로 한다. 이러한 쟁점은 원하는 유체의 쉬운 적용을 방해한다. 일부 자동화된 장치는 하나의 눈꺼풀을 아래로 잡아당기거나, 눈꺼풀이 폐쇄되는 것을 방해하도록 눈 영역을 에워싼다. 이러한 접촉은 화장(makeup)을 손상시키고, 장치 및 눈으로 진입하는 액체의 오염을 야기할 수 있다.

시스템으로부터의 투여량은 일관되게, 사용자가 크게 노력하지 않고서, 사용자의 안면의 눈꺼풀 또는 다른 부분 상으로가 아닌 사용자의 눈 안으로 분배되어야 하고, 최적으로는 화장을 손상시키거나 장치를 오염시키는 방식으로 안면과 접촉하지 않아야 한다.

일부 분배 장치는 "총(gun)"을 모사하여, 깜박임 반사를 피하도록 계산된 속도에서 눈에 유체를 발사하지만, 유체의 속도 및 충격은 환자에게 불편함을 야기할 것으로 생각된다.

다른 장치는 눈꺼풀 아래의 볼 및 윗눈꺼풀 위의 눈썹 구역과의 접촉을 통한 상이한 방식으로 눈꺼풀을 강제로 개방시켜서 유체를 눈 안으로 분무한다. 이러한 눈꺼풀의 강제 개방은 불편하고, 유닛 자체가 크고 다루기 불편하게 된다. 소비자가 행한 임의의 화장은 이 과정 동안 번지게 되고, 때때로 분배기 및/또는 분배된 액체를 오염시킨다.

전체 눈 또는 심지어 안면 영역에 대한 유체의 미스트화(misting)가 또한 실행가능하지만, 눈뿐만 아니라 눈꺼풀, 이마 및 코와 같은 원하지 않는 표면도 습윤시킨다. 눈꺼풀로의 액체의 적용이 또한 눈 안으로 흐름으로써 눈을 습윤시키는 것이 분명하다고 언급되지만, 이러한 방법은 엇갈린 결과를 나타내며, 눈꺼풀 자체의 습윤은 전형적으로 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명은 눈 안으로 액체 또는 미스트를 정확하게 깨끗하게 분배하기 위한 장치 및 방법을 포함한다. 본 발명은 깜박임을 자동적으로 감지하여, 눈이 다시 깜박이기 전에 눈 안으로 액체가 진입하게 하도록 깜박임에 이어서 시기적절한 방식으로 액체를 분배한다. 깜박임 직후에 시기(window)를 사용함으로써, 본 발명은 일관되게, 눈 안으로 분배하는 데 그리고 눈에 대한 유체의 관성 충격을 편안한 수준으로 유지하도록 눈 안으로 유체를 적절히 느리게 적용하는 속도로 또한 분배하는 데 충분한 시간을 제공한다.

<도 1>
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따라 폐쇄된 눈을 감지하는 분배 장치를 예시하는 도면.
<도 2>
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따라 개방된 눈을 감지하는 분배 장치를 예시하는 도면.
<도 3>
도 3은 정렬 장치와 함께 눈을 예시하는 도면.
<도 4>
도 4는 개방된 또는 폐쇄된 눈의 상태를 감지하기 위한 예시적인 장치를 예시하는 도면.
<도 5>
도 5는 본 발명의 일부 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 제어기를 예시하는 도면.

본 발명은 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하기 위한 장치를 포함한다. 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하기 위한 장치는 깜박임이 끝난 때를 결정하기 위한 검출 방법을 포함한다. 분배는, 예를 들어 의식적으로 야기된 눈 깜박임 또는 자연적인 눈 깜박임에서와 같이, 액체가 그 안으로 분배될 눈이 개방되고 폐쇄되는 때의 결정에 기초하는 간격으로 시간 조절된다. 깜박임은 눈이 개방된 것으로 알려져 있는지를 결정하는 데 이용되고, 그럼으로써 액체는 환자가 눈을 감기 전에 분배될 수 있다.

일부 실시예에서, 장치는 액체 적용 동안 안면 접촉에 대한 필요성을 최소화하기 위한 특징부를 포함한다. 추가의 실시예는 눈에 대한 장치의 적절한 정렬을 보장하기 위한 정렬 특징부를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 분배 장치는, 눈썹 상에 놓이고 사용자가 그를 통해 보기 위한 작은 직경의 구멍을 갖는 돌출부를 포함한다. 사용자가 구멍을 통해 볼 수 있을 때, 적절한 정렬이 달성된다.

장치가 눈과 적절하게 정렬되면, 눈의 개방 및 폐쇄는 센서에 의해 자동적으로 결정된다. 센서와 논리 통신(logical communication)하는 분배 장치는 깜박임의 개방 사이클의 타이밍에 따라 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하도록 프로그래밍된다. 깜박임 검출과 연결되는 정렬 과정은 눈꺼풀을 개방 상태로 유지하거나 안면과 접촉할 필요성, 또는 통상의 안면 접촉과 연관된 오염을 제거한다. 또한, 눈꺼풀의 개방 동작에 기초하여 분배함으로써, 본 발명에 따른 분배기는 눈꺼풀 또는 주변 안면을 습윤시키지 않고서 눈을 일관되게 습윤시킨다.

하기 단락들에서, 본 발명의 실시예의 상세한 설명이 제공될 것이다. 바람직한 및 대안적인 실시예 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 상기 예시적인 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

이제 도 1을 참조하면, 액체 분배 장치(100)는, 눈(105)의 개방 상태 또는 폐쇄 상태를 감지할 수 있는 하나 이상의 전자 센서(101)를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서(101)는 이미터(emitter)(102) 및 검출기(detector)(103)를 포함한다. 이미터(102)는 반사 지점(104)으로부터 반사되어 검출기(103)로 되돌아가는 빔(beam)(106)을 방출한다. 도 1에 예시된 바와 같이, 반사 지점(104)은 눈의 눈꺼풀(107) 상에 있다. 빔(106)은, 예를 들어 적외광, 가시광, 초음파 파장 또는 다른 파장 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

프로세서(109)가 이미터(102)와 검출기(103) 중 하나 또는 둘 모두로부터 입력을 수신할 수 있다. 실행가능 소프트웨어는 프로세서가 빔(106)의 반사량을 계산하도록 기능하게 할 수 있다. 소프트웨어는 프로세서와 논리 통신하는 디지털 저장소에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 저장소는 프로세서를 포함하는 마이크로제어기에 고유한 것일 수 있다. 제1 범위의 반사량이 폐쇄된 눈 상태와 상호관련될 수 있고, 제2 반사량이 개방된 눈 상태와 상호관련될 수 있다.

다른 태양에서, 근접 센서(108)가 또한 이미터 및 검출기를 포함할 수 있고, 반사된 빔이 액체 분배 장치(100)와 눈(105)의 표면과 같은 표면 사이의 상대 거리를 결정하도록 프로세서(109)를 위해 사용될 수 있도록 위치될 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 개방된 눈(105)은 눈꺼풀(107)과는 대조적으로 눈(105)의 개방 부분(203) 상에 반사 지점(104)을 제공한다. 눈(203)의 개방 부분은, 예를 들어 눈의 공막(sclera) 또는 다른 부분으로부터의 반사를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 방출된 빔의 파장은 반사 지점(104)의 물리적 특성과 상호관련된다. 눈꺼풀로부터의 이미터 빔(106)의 반사는 제1 세트의 반사 특성을 갖고서 반사될 것이고, 눈의 개방 부분(203)으로부터의 반사는 제2 세트의 반사 특성을 갖고서 반사될 것이다. 반사 특성은 검출기(103)에 의해 감지될 것이다.

본 발명의 다른 태양에서, 액체 분배 장치(100)와의 눈(105)의 정렬은 이미터(102)의 초점을, 예를 들어 눈의 공막, 홍채(iris) 및 동공(pupil)과 같은 눈의 미리설정된 부분과 정렬시킴으로써 용이하게 될 수 있다. 정렬은, 예를 들어 시선부(line of sight)(201)를 통해 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 동공(202)이 시선부(201)와 정렬될 때, 센서(101)는 또한 눈(105)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 감지하도록 적절하게 정렬된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 장치 본체는 센서(101) 및 분배기를 포함하여, 환자가 분배 장치 내의 시선부(201)를 형성하는 본체 내의 튜브형 절결부(tubular cutout)에 정렬할 때, 액체 분배 장치(100)의 위치는 시선부와 튜브의 중심 사이의 동축 정렬을 생성한다. 이 정렬은 분배 장치(100)에 대한 동공의 각도 및 X-Y 위치를 설정한다.

일부 실시예에서, 시선부는 안면 및/또는 이마에 대해 가압하는 하나 이상의 정렬 레그(leg)를 포함하는 위치설정 장치와 조합될 수 있다.

또한, 일부 실시예에서, 가청 신호 생성 장치(audible signaling device)가 센서 내에 포함될 수 있거나, 센서와 I 전기 통신할 수 있다. 센서가 눈으로부터의 장치의 거리를 측정한 때, 가청 신호 생성 장치는 장치가 최적 투여량을 위해 눈으로부터의 허용가능한 Z 위치 범위 내에 있음을 신호로 알릴 수 있다(가능하게는, 클릭음, 음조, 소리 또는 진동에 의함). 이러한 범위는 비교적 넓을 것이어서(2 내지 5 mm 범위), 깜박임을 검출할 수 있는 전술된 임의의 센서가 또한 눈으로부터 분배 장치(100)까지의 거리를 검출하기 위해 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

이제 도 3을 참조하면, 센서(101)가 눈(105)이 개방 상태에 있음을 감지한 때, 분배 노즐(301)이 스프레이(302) 또는 미스트(도시 안됨)로 액체를 분배할 것이다. 개방 상태는 검출기(103)에 의해 감지되는 빔(106)의 특성에 의해 결정된다. 바람직한 실시예에서, 눈꺼풀(107)이 개방 사이클에 포함되어 있다는 것을 지시하는 타이밍에 기초하여 액체 스프레이(302)를 분배한다. 눈의 개방 사이클 동안 스프레이(302)를 분배하는 것은 액체가 분배되기 전에 환자가 물리적으로 눈을 감기 위해 깜박일 수 없게 함으로써 달성될 수 있다. 스프레이는 액체 스트림 또는 미스트일 수 있다.

다른 태양에서, 액체 스프레이(302)는 눈(105)으로부터의 근접 센서의 거리의 범위에 기초하여 분배될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 눈꺼풀의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 검출하기 위해 사용되는 감지 장치의 예가 예시되어 있다. 실험실 시험 동안, 예시적인 센서(401)를 오실로스코프(oscilloscope)(도시 안됨)에 연결하였고 눈에 근접하게 위치시켰다. 일부 실험에서, 센서를 눈으로부터 대략 6 밀리미터에 위치시켰다. 오실로스코프는, 센서(401)가 눈이 개방 상태인지 폐쇄 상태인지를 정확하게 검출하였음을 지시하는 논리 신호를 센서(401)가 성공적으로 제공하였음을 기록하였다. 센서(401)는 이미터(402) 및 검출기(403)를 포함하였다. 센서는 개방된 눈꺼풀 상태와 같은 눈의 제1 상태로부터 폐쇄된 눈꺼풀 상태와 같은 눈의 제2 상태로의 전이를 정확하게 검출하였다.

본 발명에 따르면, 센서(401)는 눈 안으로 미리설정된 양의 액체를 분배할 수 있는 자동화된 분배 유닛과 논리 통신하도록 배치된다. 감지 장치(101)의 논리에 기초하여 전기 신호를 수신할 수 있고 분배 유닛에 근접하게 위치된 눈 안으로 일정 투여량의 액체의 분배를 활성화하는 분배 유닛이 현재 공지되어 있고 입수가능하다. 예를 들어, 자동화된 분배기는 눈 안으로 약물의 박동성(pulsatile) 액체 투여량을 분배하는 전동 펌프를 포함할 수 있다. 전동 펌프는 눈이 눈 안으로의 액체의 진입에 반응할 수 있기 전에 박동성 투여량이 눈 안으로 진입하도록 하기에 충분히 신속하게 반응할 것이다.

이제 도 5을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 사용될 수 있는 제어기(500)가 예시되어 있다. 제어기(500)는 프로세서(510)를 포함하며, 이는 통신 장치(520)에 커플링된 하나 이상의 프로세서 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(500)는 눈이 제1 상태 또는 제2 상태에 있는지의 논리 지시를 수신하고, 제1 상태로부터 제2 상태로의 전이에 기초하여 눈 안으로 액체 또는 미스트를 분배하기에 적절한 시간에 액체 분배기에 에너지를 전달하도록 사용될 수 있다.

제어기는 통신 채널을 통해 에너지를 전달하도록 구성된 통신 장치에 커플링된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 통신 장치는, 예를 들어 액체 분배의 타이밍, 분배되는 액체의 양, 분배 동작의 지속 기간, 다수의 분배 작용의 추적, 연대순의 분배 패턴의 추적 또는 분배와 관련된 다른 작용 중 하나 이상을 전자적으로 제어하는 데 사용될 수 있다.

프로세서(510)는 또한 저장 장치(530)와 통신한다. 저장 장치(530)는 자기 저장 장치(예컨대, 자기 테이프 및 하드 디스크 드라이브), 광학 저장 장치, 및/또는 반도체 메모리 장치, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM) 장치 및 판독 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 장치의 조합을 비롯한 임의의 적절한 정보 저장 장치를 포함할 수 있다.

저장 장치(530)는 프로세서(510)를 제어하기 위한 프로그램(560)을 저장할 수 있다. 프로세서(510)는 프로그램(560)의 명령어를 수행하며, 따라서 본 발명에 따라 동작한다. 예를 들어, 프로세서(510)는 분배될 액체, 분배량, 분배 패턴 등을 설명하는 정보를 수신할 수 있다.

결론

본 발명은 전술된 바와 같이, 그리고 이하의 특허청구범위에 의해 추가로 한정되는 바와 같이, 깜박임 검출 메커니즘을 갖는 액체 분배기를 제공하는 방법을 제공한다.

Claims (20)

1. 눈 안으로 액체를 분배하는 방법으로서,
   센서, 자동화된 분배기 및 분배 노즐을 포함하는 액체 분배 장치를 눈에 근접하게 위치시키는 단계;
   사용자가 통해서 보기 위한, 상기 액체 분배 장치를 관통하여 형성된 구멍 또는 튜브형 절결부의 중심 축선과 상기 눈의 시선 간에 동축 정렬이 생성되도록, 상기 구멍 또는 튜브형 절결부에 상기 눈을 정렬하는 단계로서, 상기 눈을 정렬하는 단계는 상기 눈의 깜박임을 검출하도록 상기 센서를 위치시키고 상기 눈 안으로 상기 액체를 분배하도록 상기 분배 노즐을 위치시키는, 상기 눈을 정렬하는 단계;
   상기 눈을 향해 광빔을 방출하는 단계;
   상기 깜박임을 검출하도록 상기 눈으로부터 반사된 광을 감지하는 단계; 및
   상기 깜박임의 검출에 기초하여 상기 자동화된 분배기에 의해 상기 액체를 분배하는 단계;를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서는 상기 눈을 향해 미리설정된 파장의 광을 방출할 수 있는 이미터(emitter)를 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 센서는 상기 눈의 표면으로부터 반사된 광의 특성을 검출할 수 있는 검출기를 추가로 포함하는, 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 센서는 상기 눈이 개방 상태 또는 폐쇄 상태에 있는지를 지시하는 논리 신호를 생성할 수 있는, 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 눈은 정렬 고정구(fixture)에 의해 상기 액체 분배 장치의 구멍 또는 튜브형 절결부에 정렬되는, 방법.
8. 제1항에 있어서, 제어기 내로 투여량을 입력하는 단계, 및 상기 깜박임의 검출에 기초하여 상기 투여량을 분배하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 자동화된 분배기에 의해 상기 액체를 분배하는 단계는 상기 눈이 개방 상태인 경우에 발생하는, 방법.
11. 눈 안으로 액체를 분배하기 위한 장치로서,
    상기 눈을 향해 광빔을 방출하기 위한 이미터;
    상기 눈으로부터 반사된 광으로부터 깜박임을 검출하기 위한 검출기;
    상기 깜박임의 검출에 기초하여 상기 눈을 향해 상기 액체를 분배하기 위한 자동화된 분배기;
    상기 눈 안으로 상기 액체를 분배하기 위한 분배 노즐;
    상기 검출기와 논리 통신하는 프로세서로서, 상기 깜박임의 검출에 기초하여 상기 눈을 향한 상기 액체의 분배를 조정하기 위한, 상기 프로세서; 및
    사용자가 통해서 보기 위한, 상기 장치를 관통하여 형성된 구멍 또는 튜브형 절결부로서, 상기 구멍 또는 튜브형 절결부의 중심 축선과 상기 눈의 시선 간에 동축 정렬이 생성되도록 상기 눈에 상기 장치를 정렬하기 위한, 상기 구멍 또는 튜브형 절결부;를 포함하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 깜박임의 검출에 기초하여 상기 눈을 향한 상기 액체의 분배를 조정하는 기능을 하게 하도록 상기 프로세서와 동작하는 실행가능 소프트웨어를 저장하는 디지털 저장소를 추가로 포함하는 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 장치가 상기 눈의 표면으로부터의 미리설정된 거리 내에 있는지 여부를 결정하기 위해, 상기 프로세서와 논리 통신하는 근접 센서를 추가로 포함하는 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제11항에 있어서, 상기 자동화된 분배기와 유체 연통하고 스프레이(spray)로 상기 액체를 분배하는 기능을 하는 분배 노즐을 추가로 포함하는 장치.
17. 제11항에 있어서, 상기 자동화된 분배기와 유체 연통하고 미스트(mist)로 상기 액체를 분배하는 기능을 하는 분배 노즐을 추가로 포함하는 장치.
18. 제13항에 있어서, 상기 근접 센서와 전기 통신하는 가청 신호 생성 장치(audible signaling device)를 추가로 포함하고, 상기 가청 신호 생성 장치는 상기 장치가 상기 눈의 표면으로부터의 미리설정된 거리 내에 있다는 상기 근접 센서로부터의 신호에 기초하여, 가청 신호를 방출할 수 있는 장치.
19. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 눈이 개방 상태에 있음을 지시하는 상기 검출기로부터의 신호를 수신하고 상기 눈이 개방 상태에 있음을 지시하는 상기 신호의 수신에 기초하여 상기 자동화된 분배기로 논리 신호를 전송하는 기능을 하는 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 자동화된 분배기는 상기 눈이 개방 상태에 있음을 지시하는 상기 프로세서로부터의 신호의 수신에 기초하여 상기 액체를 분배하는 장치.

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