KR101697874B1 - 위치 경로 추적 의시술용 조명 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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KR101697874B1
KR101697874B1 KR1020150152042A KR20150152042A KR101697874B1 KR 101697874 B1 KR101697874 B1 KR 101697874B1 KR 1020150152042 A KR1020150152042 A KR 1020150152042A KR 20150152042 A KR20150152042 A KR 20150152042A KR 101697874 B1 KR101697874 B1 KR 101697874B1
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이정화
이임건
우영운
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

치과 유닛용 조명 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는, 빛을 방출하는 광원부, 광원부와 치과 유닛의 본체를 연결하고, 광원부가 빛을 조사하는 위치를 이동시키는 팔 및 의사가 주시하는 관심 영역을 판단하여, 광원부가 상기 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록 상기 팔을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

위치 경로 추적 의시술용 조명 장치 및 이의 제어 방법{LIGHTING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 조명 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외과용 시술 침대 또는 치과용 시술 의자에 사용되는 조명 장치에서 자동으로 빛을 비추는 위치를 이동하는 조명 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
외과, 치과 등의 의료분야에서 의사의 직접적인 수술, 치료, 진단이 이루어지는 경우, 환자를 안치하기 위한 베드 또는 체어에는 의사의 시야를 확보하기 위한 조명 장치가 구비된다.
종래 이와 같은 조명 장치는 의사가 직접 또는 의사 곁에서 돕는 보조 의사나 간호사를 통하여 조명 장치가 빛을 비추는 영역을 손으로 조작하여야 했다.
이와 같은 조명 장치의 수동 조작은 대형의 의료 장치 전부에 대한 위생 관리가 어렵기 때문에 자칫 시술을 받는 환자를 감염의 위험에 노출 시킬 수 있다.
한편, 이러한 조명 장치에는 빛을 내기 위한 광원으로서 할로겐 램프가 사용되었다. 이러한 할로겐 램프는 일반 백열전구보다는 높은 밝기와 수명을 갖지만, 높은 발열로 인한 위험과 큰 전력 사용량 그리고, 밝기를 조절할 수 없는 필라멘트 전구의 한계를 가지고 있다.
KR 10-2006-0080110 A
본 발명은 이상과 같은 문제들로부터 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외과용 시술 침대 또는 치과용 시술 의자에 사용되는 조명 장치에서 자동으로 빛을 비추는 위치를 이동하는 조명 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 유닛의 조명 장치는 빛을 방출하는 광원부, 상기 광원부와 상기 치과 유닛의 본체를 연결하고, 상기 광원부가 빛을 조사하는 위치를 이동시키는 팔 및 의사가 주시하는 관심 영역을 판단하여, 상기 광원부가 상기 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록 상기 팔을 제어하는 제어부를 포함한다.
이 경우, 상기 광원부는, 할로겐 램프를 삽입 가능한 소켓 및 상기 소켓에 삽입 가능하고 발광 다이오드를 포함하는 LED 램프를 포함할 수 있다.
한편, 상기 조명 장치는 상기 의사의 두부에 장착 가능한 헤드기어 장치와 통신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 헤드기어 장치로부터 수신한 자세 정보에 기초하여 상기 팔을 제어할 수 있다.
한편, 상기 광원부는, 환자의 시술 부위의 영상을 촬영하는 촬영부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 촬영된 영상으로부터 의료 장갑을 식별하여, 상기 식별된 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 의사의 시선에 따라 상기 광원부의 조도를 조절할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 시선이 상기 치과 유닛의 주변부이면, 상기 광원부의 조도를 낮출 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 광원부의 조도를 조절하기 위한 PWM 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 제어방법은 의사가 주시하는 관심 영역을 판단하는 단계 및 상기 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록, 빛을 방출하는 광원부에 연결된 팔을 움직이는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 제어 방법은 상기 의사의 두부에 장착된 헤드기어 장치로부터 자세 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 움직이는 단계는, 상기 수신된 자세 정보에 기초하여 상기 팔을 움직일 수 있다.
한편, 상기 제어 방법은, 환자의 시술 부위의 영상을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 영상으로부터 의료 장갑을 식별하는 단계 및 상기 식별된 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어 방법은 상기 의사의 시선을 판단하는 단계 및 상기 시선이 상기 치과 유닛의 주변부이면, 상기 광원부의 조도를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상의 다양한 실시예에 따른 조명 장치 및 이의 제어 방법은 자동으로 빛을 비추는 위치를 전환하는바 보다 청결한 의료 환경을 제공할 수 있다.
또한, 조명 장치는 기존의 마련된 조명 기구를 유지하면서, 할로겐 램프 대신 LED 램프를 사용하고, 더불어, LED 램프의 디밍 제어가 가능한바, 경제성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 유닛을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 도 2의 조명 장치의 구성간 연결 및 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4의 광원부의 내부 구성을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드기어 장치의 외관을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 8은 제1 실시예에 따른 헤드기어 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 도 9의 실시예에 따른 조명 장치의 시나리오를 설명하기 위한 도면,
도 11 및 도 12는 제2 및 제3 실시예에 따른 헤드기어 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 디밍 제어를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 유닛의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 치과 진료용 체어 유닛(이하, 치과 유닛(1000))은 조명 장치(100) 및 본체(10)를 포함한다. 그리고, 조명 장치(100)는 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 본체(10)는 물 공급기 및 타구(唾具)(1), 장비 홀더 및 제어 패널부(2), 발 제어기(3), 및 환자석(4)을 포함한다.
광원부(110)는 본체(10)의 위에 위치하여, 빛을 방출한다. 구체적으로, 광원부(110)는 본체(10)의 환자석(4) 위에 위치하며, 의술이 시행되는 어두운 구강 속, 환부 등에 빛을 비출 수 있다.
팔(120)은 광원부(110)를 높게 매단다. 구체적으로, 팔(120)은 본체로부터 연장되며, 광원부(110)를 매달아서, 환자석(4) 위에 위치시킬 수 있다. 또한, 팔(120)은 회전 가능한 복수의 프레임으로 연결되어, 끝에 매단 광원부(110)의 위치를 이동시킬 수 있다.
제어부(130)는 조명 장치(100)의 각 구성을 제어한다. 구체적으로, 제어부(130)는 의사의 상태를 파악하여 조명 장치(100)가 빛을 비추는 방향을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 본체(10) 내에 내장될 수 있다. 제어부(130)의 구체적인 기능에 대한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
물 공급기 및 타구(1)는 양치 등을 위한 물을 공급하고 침을 뱉기 위한 배출구를 제공한다. 물 공급기 및 타구(1)는 환자석(4) 옆에 위치하여, 환자가 용이하게 이용할 수 있도록 배치된다.
장비 홀더 및 제어 패널부(2)는 스케일링, 치주/치수 질환의 치료에 사용되는 팁과 빛을 내는 라이트 등의 장비를 거치하고, 광원부(110)의 조도 및 온/오프, 환자석(4)의 높낮이 및 기울기, 팁, 라이트, 석션, 컴프레셔와 같은 장비의 동작의 제어를 위한 의사의 입력을 수신한다.
발 제어기(3)는 환자석(4)의 위치, 높낮이, 기울기를 제어하기 위한 입력을 수신한다. 또한, 발 제어기(3)는 일부 장비의 물 또는 바람의 출력을 제어하는 입력을 수신할 수 있다.
환자석(4)은 환자가 눕는 자리를 제공한다. 또한, 환자석(4)은 본체(10)의 각 구성의 제어를 위한 제어부(130), 전기적 연결을 위한 전선 및 환자석(4)의 자세를 바꾸는 동력을 제공하는 모터 등을 포함하는 기계실을 내장할 수 있다.
이상 설시한 치과 유닛(1000)은 예시적이며, 위 상술한 구성에 한정되지 아니한다. 통상의 의료계에서 사용되는 다양한 장치가 치과 유닛(1000)에 부가될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 각 구성들의 배치에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 조명 장치(100)는 의료실 벽면에 설치될 수 있다. 또한, 장비 홀더 및 제어 패널부(2)는 본체(10)에서 분리된 카트형 장치로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 조명 장치(100)는 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
광원부(110)는 빛을 방출한다. 구체적으로, 광원부(110)는 의사의 시술이 이루어지는 부위를 비추기 위한 빛을 방출할 수 있다. 광원부(110)는 다양한 광원 램프가 포함될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광원 램프는 LED 램프일 수 있다. 이 경우, LED 램프는 할로겐 램프의 소켓에 삽입 가능한 베이스를 가질 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다. 또한, 광원부(110)는 복수의 광원 램프가 포함될 수 있다. 이 경우, 복수의 광원 램프는 빛을 모으기 위한 초점을 중심으로 배치될 수 있다.
팔(120)은 광원부(110)와 치과 유닛의 본체를 연결한다. 그리고, 팔(120)은 광원부(110)가 빛을 조사하는 위치를 이동시킨다. 구체적으로, 팔(120)은 치과 유닛의 본체로부터 길게 연장되어 팔(120)의 끝에 광원부(110)를 매달 수 있다. 팔(120)은 기다란 막대와 같은 복수의 프레임 및 각 프레임을 연결하는 관절부로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 관절부는 광원부(110)의 높낮이를 바꿀 수 있는 수직 회전 및/또는 광원부(110)의 반경 및 좌우 위치를 바꿀 수 있는 수평 회전의 움직임을 제공할 수 있다. 복수의 관절부 중 적어도 하나에는 제어부(130)의 제어 신호에 의하여 특정 각도를 회전하는 모터가 포함될 수 있다.
제어부(130)는 조명 장치(100)의 각 구성을 제어한다. 구체적으로, 제어부(130)는 특정 영역을 향하여 빛을 비추도록 조명 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 CPU와, 조명 장치(100)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(Read-Only Memory: ROM) 및 조명 장치(100)의 외부로부터 입력되는 신호 또는 데이터를 기억하거나, 조명 장치(100)에서 수행되는 작업을 위한 기억영역으로 사용되는 램(Random Access Memory: RAM)을 포함한다. CPU는 싱글 코어 프로세서, 듀얼 코어 프로세서, 트리플 코어 프로세서 및 쿼드 코어 프로세서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. CPU, 롬 및 램은 내부버스(bus)를 통해 상호 연결된다.
제어부(130)는 의사가 주시하는 관심 영역을 판단한다. 구체적으로, 제어부(130)는 의사가 환자의 특정 부위를 집중하여 바라보는 관심 영역을 판단할 수 있다. 제어부(130)는 관심 영역을 판단하기 위하여, 외부 장치로부터 정보를 습득할 수 있다. 여기서 외부 장치는 의사의 두부에 장착 가능한 헤드기어 장치가 될 수 있다. 헤드기어 장치에 대한 구체적인 설명은 도 6 내지 도 12를 참조하여 후술한다.
제어부(130)는 광원부(110)의 조도를 조절할 수 있다. 구체적으로 제어부(130)는 광원부(110)가 방출하는 광량의 정도를 조절하는 디밍(dimming) 제어를 수행할 수 있다. 제어부(130)는 광원부(110)의 광원이 LED로 구현되는 경우, PWM 드라이버를 포함할 수 있다. 구체적으로 제어부(130)는 광원부(110)에 PWM 신호를 공급하고, 공급되는 PWM 신호의 시비율을 변경함으로써 디밍 제어를 수행할 수 있다.
제어부(130)는 의사의 시선을 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 의사의 시선이 치과 유닛의 본체에 머무는지, 아니면 치과 유닛의 주변부인지 판단할 수 있다. 이러한 판단을 위하여 제어부(130)는 헤드기어 장치와 같은 외부 장치로부터 정보를 습득할 수 있다. 만약 의사의 시선이 치과 유닛의 주변부로 판단되면, 제어부(130)는 광원부(110)의 조도를 낮추도록 제어할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 13을 참조하여 후술한다.
이상과 같은 조명 장치(100)는 의사의 관심 영역에 자동으로 빛을 비출 수 있다.
도 3은 도 2의 조명 장치의 구성간 연결 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 광원부(110)는 광원이 되는 램프(111)와 램프(111)를 연결하는 소켓(112), 촬영부(113), 및 광원부(110)의 구성을 감싸는 하우징(114)을 포함한다.
램프(111)는 제어부(130)의 제어 신호에 따라 빛을 방출한다. 소켓(112)은 램프(111)를 광원부(110)와 결착할 수 있는 구멍 및 삽입된 램프(111)와의 전기적 접속을 제공한다. 소켓(112)은 리셉터클로 불리기도 한다. 소켓(112)은 백열램프 또는 할로겐램프의 소켓 규격에 따른 것일 수 있다.
촬영부(113)는 환자를 촬영한다. 구체적으로, 촬영부(113)는 환자의 시술 부위에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 촬영부(113)는 피사체에서 입사되는 빛을 광전효과에 의해 전기 신호로 변환하는 CCD/CMOS 센서판을 구성할 수 있다.
하우징(114)은 램프(111)와 촬영부(114)를 감싸는 외곽을 형성한다. 구체적으로, 하우징(114)은 램프(111) 전면의 보호 유리 및 램프(111) 후면의 반사갓을 형성할 수 있다. 하우징(114)은 사용자가 광원부(110)의 위치를 조절할 수 있도록 손잡이를 구비할 수 있다.
팔(120)은 복수의 프레임(122-1,..., 122-4) 및 관절부(121-2,..., 121-4)를 포함한다. 복수의 프레임(122-1,..., 122-4)은 치과 유닛의 본체(10)로부터 연장되어 광원부(110)와 연결된다. 하우징(114)과 첫번째 프레임(122-1) 그리고, 나머지 프레임(122-2,..., 122-4)는 관절부(121-2,..., 121-4)에 의해 연결되어, 팔(120)의 움직임을 확보한다. 복수의 관절부(121-2,..., 121-4) 중 적어도 하나에는 제어부(130)의 제어 신호에 의하여 프레임(122-1,..., 122-4) 또는 광원부(110)를 움직일 동력을 제공하는 모터 또는 공압식/유압식 펌프가 포함될 수 있다.
본체(10)는 제어부(130)를 내장하고, 말단 프레임(122-4)과 연결된다.
도 3b를 참조하면, 환자석(4)의 머리 부분에 관심 영역(310)이 지정되어 있다. 제어부(130)는 광원부(110)와 관심 영역(310)간의 거리(r)와 상승각(θ) 및 방위각(φ)을 계산하여, 팔(120)의 움직임을 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 광원부(110)의 외관은 하우징(114) 안에 램프(111)가 자리하고 있으며, 광원부(110)를 이동시키기 위한 손잡이 한쌍(115-1, 115-2)이 양쪽에 자리한다. 하우징(114)은 램프(111)의 빛을 한군데로 모아주며, 램프(111)의 열 확산을 방지한다.
도 5는 도 4의 광원부의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 광원부(110)는 램프(111), 소켓(112) 및 전원부(520)를 포함한다.
램프(111)는 기존 널리 사용된 할로겐 램프의 외형을 갖는다. 구체적으로, 램프(111)의 베이스는 할로겐 램프 소켓(112)에 부합한다. 도 5에 도시된 MR 타입의 베이스는 예시적이며 EL 타입 PAR 타입 등 다른 형태의 램프(111)가 적용될 수 있다.
램프(111)에는 LED 칩(510)을 포함한다. 구체적으로, 램프(111)에는 상이한 전위를 갖는 캐리어의 재결합에 의해 빛을 방출하는 반도체소자를 집적한 LED 칩을 포함할 수 있다.
전원부(520)는 램프(111)의 구동 전압 및 전류에 따른 전원을 공급한다.
이상과 같은 광원부(110)는 필라멘트를 LED 칩으로 대체함으로써, 종래 의료용 조명에 사용된 할로겐 램프보다 전력소모 및 발열이 낮고, 제어의 유연성과 긴 수명을 달성할 수 있게 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드기어 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 제1 실시예의 헤드기어 장치(600-1)는 헤어 밴드형 장치이다. 구체적으로, 헤드기어 장치(600-1)는 머리의 상부를 감싸는 끈(630)과 끈(630)에 장착된 모듈들(610, 620)로 구성된다.
의사는 조명/카메라 모듈(620)을 전방으로 하여 헤드기어 장치(600-1)를 두부에 착용한다. 조명/카메라 모듈(620)은 전방에 빛을 비추어 의사가 어두운 부위의 시야를 확보할 수 있게 해준다. 조명/카메라 모듈(620)은 빛을 방출하기 위한 발광소자뿐만 아니라, 전방을 촬영하기 위한 촬상소자가 더 추가될 수 있다. 조명/카메라 모듈(620)에 의한 촬영 영상은 의사의 관심 영역 및 시선을 판단하는데 기초가 되는 정보가 될 수 있다.
통신/감지 모듈(610)은 치과 유닛과의 통신을 수행한다. 구체적으로, 통신/감지 모듈(610)은 의사의 상태에 관하여 획득한 정보를 치과 유닛의 제어부(130)로 전송하기 위한 통신을 수행할 수 있다. 또한, 통신/감지 모듈(610)은 자세를 감지한다. 구체적으로, 통신/감지 모듈(610)은 헤드기어 장치(600-1)의 기울어진 정도, 기울어진 방향과 같은 자세를 감지할 수 있다. 통신/감지 모듈(610)은 블루투스 칩, 와이파이 칩 등의 무선통신 칩뿐만 아니라 가속도 센서, 지자기 센서 등의 모션 센서를 포함할 수 있다.
도 6b를 참조하면 제2 실시예의 헤드기어 장치(600-2)는 안경형 장치이다. 구체적으로, 헤드기어 장치(600-2)는 보호 렌즈와 귀에 거는 안경 다리를 포함하는 안경(650)과 안경(650)에 장착된 모듈들(620, 630)로 구성된다.
의사는 안경(650)을 착용한다. 조명 모듈(620)은 전방을 향하여 빛을 비춘다. 또한, 조명 모듈(620)은 안경테에 수직한 방향으로 비가시역의 레이저 빔을 조사할 수 있다. 여기서 레이저 빔은 물체에 부‹H혀 반사되고, 반사된 레이저 빔은 광원부(110)의 촬영부(114)에 의해 촬영될 수 있다. 촬영된 레이저 빔 영상은 의사의 관심 영역을 판단하는데 기초가 되는 정보가 될 수 있다.
확대경 모듈(630)은 안경(650)을 착용한 의사의 시야에 물체를 확대하여 볼 수 있게 한다. 구체적으로, 확대경 모듈(630)은 양안 각각에 대해 하나 또는 복수의 볼록 렌즈로 구성될 수 있다. 한편, 확대경 모듈(630)은 의사의 눈동자를 촬영하기 위한 촬상소자 및 치과 유닛과 통신하는 무선통신 칩을 더 포함할 수 있다. 의사의 눈동자를 촬영한 영상은 레이저 빔이 반사된 지점을 기준으로 의사의 시선이 향하는 곳이 어디인지 판단하는데 기초가 되는 정보가 될 수 있다.
이상 설시한 헤드기어 장치(600-1, 600-2)는 예시적이며, 두부에 장착 가능한 모든 형태의 장치가 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 조명 장치(100')는 광원부(110), 팔(120), 제어부(130) 및 통신부(140)를 포함한다. 여기서, 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)의 기능 및 동작에 있어서, 도 2의 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)의 그것과 동일한 부분의 설명은 생략한다.
통신부(140)는 헤드기어 장치와 통신을 수행한다. 구체적으로, 통신부(140)는 헤드기어 장치로부터 헤드기어 장치가 감지한 자세 정보를 수신할 수 있다. 통신부(140)는 와이파이, 블루투스, NFC 와 같은 근거리 무선 통신 방식의 규격을 준수하는 통신을 수행할 수 있다. 통신부(140)는 위 통신 방식을 수행하는 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 수신한 자세 정보에 기초하여 팔(120)을 제어한다. 구체적으로, 제어부(130)는 의사의 머리의 자세에 관한 자세 정보에 기초하여 광원부(110)가 빛을 조사하는 영역이 이동하도록 팔(120)의 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 헤드기어 장치의 자세 정보는 의사의 시선 방향과 일치하므로 도 3b에 도시된 바와 같이 환자의 머리 부분을 초점으로 광원부(110)가 빛을 비추는 방향을 결정할 수 있다.
도 8은 제1 실시예에 따른 헤드기어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 헤드기어 장치(800)는 모션 센서(810) 및 통신부(820)를 포함한다.
모션 센서(810)는 헤드기어 장치(800)의 자세를 감지한다. 구체적으로 모션 센서(810)는 헤드기어 장치(800)가 기울어진 방향, 기울어진 각도, 회전 방향 등과 같은 자세를 감지할 수 있다. 모션 센서(810)는 움직임의 가속도를 감지하는 가속도 센서, 중력을 감지하는 중력 센서, 지구의 자계 방향을 감지하는 지자계 센서 등을 적어도 하나 포함할 수 있다.
통신부(820)는 조명 장치(100')의 통신부(140)와 통신을 수행한다. 구체적으로, 통신부(820)는 감지한 자세에 대한 자세 정보를 조명 장치(100')로 전송할 수 있다. 통신부(820)는 조명 장치(100')의 통신부(140)가 지원하는 하나 또는 복수의 통신 방식 중 어느 하나에 해당하는 통신 방식을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 조명 장치(100'')는 광원부(110), 팔(120), 제어부(130) 및 촬영부(113)를 포함한다. 여기서, 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)의 기능 및 동작에 있어서, 도 2의 광원부(110), 팔(120) 및 제어부(130)의 그것과 동일한 부분의 설명은 생략한다. 또한 촬영부(113)의 기능 및 동작은 도 3a의 촬영부(113)의 그것과 동일한바 중복 설명은 생략한다.
제어부(130)는 촬영부(113)가 촬영한 환자의 시술 부위의 영상으로부터 관심 영역을 판단한다. 구체적으로, 제어부(130)는 위에서 아래로 찍은 영상으로부터 의사가 주시하는 관심 영역을 판단할 수 있다. 일 예에서 제어부(130)는 의사의 머리의 위치를 판단하여 시술하는 의사가 보고 있는 환자의 부위를 판단할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제어부(130)는 영상에서 의사가 착용한 의료 장갑을 식별하여, 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정할 수 있다.
도 10을 참조하면, 의료 장갑(1010-1, 1010-2)은 의사(50)가 시술을 행하고 주시하고 있는 관심 영역(1020)에 위치한다. 팔(120)에 광원부(110)와 함께 배치된 촬영부(113)는 시술받는 환자(60)의 얼굴 부위를 향하며, 의료 장갑(1010-1, 1010-2)을 촬영한다.
제어부(130)는 의료 장갑(1010-1, 1010-2)의 독특한 색상 정보를 이용하여 의료 장갑(1010-1, 1010-2)을 식별할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 의료 장갑의 폴리/라텍스 재질 및 아이보리색, 붉은색, 하늘색과 같은 고유의 단색으로 이루어진 정보를 이용하여 영상 데이터로부터 의료 장갑을 식별할 수 있다.
도 11 및 도 12는 제2 및 제3 실시예에 따른 헤드기어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 제2 실시예에 따른 헤드기어 장치(100')는 촬영부(830) 및 통신부(820)를 포함한다. 여기서, 통신부(820)의 기능 및 동작에 있어서, 도 8의 통신부(820)의 그것과 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시예에 따른 촬영부(830)는 전방 영상을 촬영한다. 구체적으로, 촬영부(830)는 헤드기어 장치(800')가 의사의 머리에 착용되었을 때, 전방의 영상을 촬영할 수 있다.
촬영된 영상은 통신부(820)를 통해 조명 장치(100')로 전송된다. 조명 장치(100')의 제어부(130)는 촬영부(113)에서 촬영된 환자의 원거리 촬영 영상과 촬영부(830)에서 촬영된 환자의 근접 촬영 영상을 비교하여 관심 영역을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 촬영부(113)에서 촬영한 영상으로부터 식별력이 높은 사람의 입모양을 인식한다. 인식된 입의 위치를 기준으로, 의사측에서 바라본 촬영부(830)의 영상으로부터 의사의 시선이 향하는 방향을 판단한다. 제어부(130)는 입의 위치와 시선 방향에 기초하여 의사가 주시하는 관심 영역을 판단하고, 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록 팔(120)을 제어할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 헤드기어 장치(100'')는 촬영부(830'), 통신부(820) 및 레이저 장치(840)를 포함한다. 여기서, 통신부(820)의 기능 및 동작에 있어서, 도 8의 통신부(820)의 그것과 중복되는 설명은 생략한다.
다른 실시예에 따른 촬영부(830')는 의사의 눈동자를 촬영한다. 구체적으로, 촬영부(830')는 의사가 헤드기어 장치(100'')를 착용하였을 때, 접안 영상을 촬영할 수 있다. 촬영된 접안 영상은 통신부(820)를 통해 조명 장치(100')로 전송될 수 있다.
레이저 장치(840)는 전방을 향하여 수직한 레이저빔을 조사한다. 구체적으로, 레이저 장치(840)는 헤드기어 장치(100'')를 착용한 의사의 정확히 전방의 방향을 향하는 레이저빔을 조사할 수 있다. 레이저 빔은 의사의 머리 움직임과 함께 조사되는 지점이 달라진다. 환자의 얼굴과 같은 특정 부위에 부‹H힌 레이저 빔은 반사되어 조명 장치(100'')의 촬영부(113)에 촬영된다. 여기서 레이저 빔은 의사의 시술에 방해가 되지 않도록 비가시 영역의 주파수에 해당하는 전자기파일 수 있다.
제어부(130)는 촬영부(113)가 촬영한 영상으로부터 레이저빔 포인트가 반사되는 지점을 식별할 수 있다. 구체적으로, 촬영부(113)는 레이저 장치(840)가 조사하는 주파수 영역의 빛을 촬영할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 촬영된 영상으로부터 레이저빔이 반사되는 지점을 식별할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 헤드기어 장치(800'')로부터 수신한 접안 영상으로부터 의사의 시선 방향을 판단할 수 있다. 일 예로서 제어부(130)는 양안의 접안 영상으로부터 동공의 테두리를 식별하여 양 눈동자의 초점이 향하는 방향을 식별할 수 있다. 제어부(130)는 반사된 지점을 기준으로 눈의 초점 방향을 적용하여 의사가 주시하는 관심 영역을 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 판단된 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록 팔(120)을 제어한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 디밍 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 13(a)을 참조하면, 의사(50)는 환자(60)를 향해있다. 이 경우, 의사의 환자에 대한 관찰이 필요한 점에서, 조명 장치(100)는 광원부(110)의 조도를 높게 유지한다. 의사(50)가 환자(60)를 향하는지 여부에 대한 판단은, 헤드기어 장치(800)의 촬영부(830)가 촬영한 영상과 조명 장치(100)의 촬영부(113)가 촬영한 영상과의 비교를 통해 이루어질 수 있다. 다른 방법으로서, 의사(50)는 환자(60)를 관찰하기 위해 내려다 보는 것이 일반적인바, 헤드기어 장치(800) 모션 센서(810)로부터 감지된 자세 정보로부터 의사(50)의 머리가 기울어진 정도에 따라 환자(60)를 관찰 중인지 여부를 판단할 수 있다. 다른 방법으로서, 조명 장치(100)의 촬영부(113)가 환자의 시술 부위의 영상을 촬영하고, 촬영 영상에 의사(50)가 함께 촬영되는지 여부로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 의사(50)의 수술복, 의사 가운, 헤드기어 장치 등을 촬영 영상으로부터 식별하여 의사(50)가 함께 촬영되는지 여부를 판단할 수 있다.
도 13(b)를 참조하면, 의사(50)는 환자(60)를 향해있지 않다. 구체적으로, 의사(50)는 치과 유닛(1000)의 장비 홀더 및 제어 패널부(2)를 향하여 있다. 이 경우, 조명 장치(100)는 광원부(110)의 조도를 낮출 수 있다.
이상과 같은 디밍 제어는 조명 장치의 전력 소모량을 줄일 수 있다. 또한, 디밍 제어는 조명 장치의 강한 빛에 의해 치과 유닛의 주변부를 향하는 눈이 부시지 않게 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 유닛의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 먼저 관심 영역을 판단한다(S1410). 구체적으로, 조명 장치는 의사가 주시하는 관심 영역을 판단할 수 있다. 관심 영역은 조명 장치의 촬영부에서 촬영한 영상 정보, 헤드기어 장치에서 획득한 자세 정보 및 헤드기어 장치에서 촬영한 영상 정보 중 적어도 하나에 기초하여 판단될 수 있다.
다음으로, 관심 영역에 빛을 조사하도록 팔을 움직인다(S1420). 구체적으로, 조명 장치는 의사가 주시하는 관심 영역으로 빛을 조사하도록 빛을 방출하는 광원부에 연결된 팔을 움직일 수 있다. 팔의 움직임은 복수의 프레임과 복수의 프레임을 연결하고, 회전 운동이 가능한 복수의 관절부의 움직임에 의해 확보될 수 있다.
상술한 제어 방법에 있어서, 의사의 두부에 장착된 헤드기어 장치로부터 자세 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 움직이는 단계는 수신된 자세 정보에 기초하여 팔을 움직일 수 있다.
한편, 상술한 제어 방법은 환자의 시술 부위의 영상을 촬영하는 단계, 촬영된 영상으로부터 의료 장갑을 식별하는 단계 및 식별된 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제어 방법은 의사의 시선을 판단하는 단계 및 시선이 상기 치과 유닛의 주변부이면, 상기 광원부의 조도를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 조명 장치의 제어 방법은 조명 장치에 대한 시술 중 번거로운 조작을 덜어주고, 환자의 위생 및 안전을 확보할 수 있게 해준다. 또한, 조명 장치의 제어 방법은 조명에 들이는 전력량을 줄여준다.
도 14와 같은 제어 방법은, 도 2, 도 7 또는 도 9의 구성을 가지는 조명 장치에서 실시될 수 있으며, 그 밖의 구성을 가지는 조명 장치에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 제어 방법은, 상술한 바와 같은 제어 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 실행 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이러한 실행 프로그램은 컴퓨터 판독 기록매체에 저장될 수 있다.
따라서, 본 발명의 각 블록들은 컴퓨터 판독가능한 기록매체 상의 컴퓨터 기록 가능한 코드로써 실시될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 기록매체는 컴퓨터시스템에 의해 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 디바이스가 될 수 있다.
예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 기록매체는 롬(ROM), 램(RAM), 씨디-롬(CD-ROMs), 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 광 데이터 저장 디바이스 및 상기 저장 디바이스를 포함하는 텔레비전과 같은 영상디스플레이 장치 등이 될 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독가능한 코드는 반송파의 컴퓨터 데이터 신호로 실시될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1000: 치과 유닛 100: 조명 장치
110: 광원부 111: 램프
112: 소켓 113: 촬영부
114: 하우징 120: 팔
121: 관절부 122: 프레임
130: 제어부 310: 관심 영역
510: LED 칩 520: 전원부
800: 헤드기어 장치 810: 모션 센서
820: 통신부 830: 촬영부
840: 레이저 장치

Claims (11)

  1. 치과 유닛의 조명 장치에 있어서,
    빛을 방출하는 광원부;
    상기 광원부와 상기 치과 유닛의 본체를 연결하고, 상기 광원부가 빛을 조사하는 위치를 이동시키는 팔; 및
    의사가 주시하는 관심 영역을 판단하여, 상기 광원부가 상기 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록 상기 팔을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 의사의 시선에 따라 상기 광원부의 조도를 조절하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    할로겐 램프를 삽입 가능한 소켓; 및
    상기 소켓에 삽입 가능하고 발광 다이오드를 포함하는 LED 램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 의사의 두부에 장착 가능한 헤드기어 장치와 통신하는 통신부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 헤드기어 장치로부터 수신한 자세 정보에 기초하여 상기 팔을 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    환자의 시술 부위의 영상을 촬영하는 촬영부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 촬영된 영상으로부터 의료 장갑을 식별하여, 상기 식별된 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시선이 상기 치과 유닛의 주변부이면, 상기 광원부의 조도를 낮추는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광원부의 조도를 조절하기 위한 PWM 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 조명 장치의 제어방법에 있어서,
    의사가 주시하는 관심 영역을 판단하는 단계; 및
    상기 관심 영역을 향하여 빛을 조사하도록, 빛을 방출하는 광원부에 연결된 팔을 움직이는 단계; 및
    상기 의사의 시선을 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 의사의 시선에 따라 상기 광원부의 조도를 조절하는 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 의사의 두부에 장착된 헤드기어 장치로부터 자세 정보를 수신하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 움직이는 단계는,
    상기 수신된 자세 정보에 기초하여 상기 팔을 움직이는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    환자의 시술 부위의 영상을 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 영상으로부터 의료 장갑을 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 의료 장갑의 주변을 관심 영역으로 지정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 삭제
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