KR101731972B1 - 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법 - Google Patents

검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

오토 트랙킹이 이루어진 후 외부 광원의 반사광 분석과 마이어링 분석을 통해 정밀한 자동 포커싱을 수행할 수 있도록 한 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 외부 촬영부를 통해 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 자동 트랙킹을 수행하는 단계; 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원을 통해 동공에 광원을 투사하고 반사광 및 마이어링을 획득하는 단계; 및 상기 획득한 마이어링 정보 분석과 상기 획득한 반사광을 이용하여 포커싱 상태를 판별하고, 판별한 포커싱 상태에 따라 검안기의 하부 베이스를 이동시켜 각막에 초점을 자동으로 맞추는 단계를 포함하여, 검안기의 자동 포커싱방법을 구현한다.

Description

검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법{Automatic focusing apparatus of ophthalmometer and methdo thereof}
본 발명은 검안기(ophthalmometer)의 자동 포커싱(focusing)에 관한 것으로, 특히 오토 트랙킹이 이루어진 후 외부 광원의 반사광 분석과 마이어링 분석을 통해 정밀한 자동 포커싱을 수행할 수 있도록 한 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
검안기는 사용자(검안사)가 광학계를 상·하·좌·우로 이동하여 피 사용자(피 검안자)의 시력 및 눈의 상태를 검사하는 장치로, 검안기에서 광학계를 상·하·좌·우로 이동하는 장치는 상당히 민감하여 사용자의 숙련도에 따라 측정하는 시간 및 정확도가 좌우되고, 검안기 측정시에 초점이 일치하지 않으면 정확한 값을 측정할 수 없다.
검안기를 가지고 피 검안자의 시력을 측정하는 과정은, 도 1과 같은 광학계의 3축을 기반으로, 좌우이동(X축), 상하이동(Y축)을 하여 피 검안자의 각막의 중심점인 동공에 카메라의 중심점을 맞추고, 포커싱(Focusing) 작업을 통해 초점을 맞춘다. 이어, 측정버튼을 눌러 광원이 동공을 통해 망막에서 반사되어 돌아오는 빛을 분석하여 그것을 디옵터 값으로 변환하여, 피 검안자가 착용해야 할 렌즈의 값을 표시하는 단계로 이루어진다. 도 1에서 Z축은 눈의 동공 중심을 관통하는 축이다.
이러한 방식은 검안사가 직접 수동으로 트랙킹과 포커싱을 수행하는 방식으로서, 검안사의 숙련도에 따라 측정 시간 및 정확도가 결정되는 단점이 있다.
이러한 수동 조작에 따른 단점을 개선하기 위해서, 근래에는 검안사가 자신의 판단으로 상기와 같은 일련의 과정을 손으로 직접 조정 간을 조정하여 진행하는 대신에, 검안기에 장착된 제어장치(CPU)의 계산에 의해 모터를 제어하여 자동으로 동공의 위치를 찾아가는 오토 트랙킹(Auto Tracking)과 자동으로 각막에 초점을 맞추는 오포 포커싱(Auto Focusing) 방식을 채택한 자동 검안기가 제안되고 있다.
자동 검안기는 광학 시스템을 이용하여 안구의 내부로 광을 입사시키고, 안구에서 반사된 광의 영상을 광검출 센서를 이용하여 전기적 신호로 변환한 다음, 연산장치를 이용하여 이를 분석함으로써, 검안사의 판단에 의존하지 않고, 타각식으로 피 검안자의 굴절력, 난시력, 난시축 등 다양한 시력정보를 측정하는 장비이다.
자동 검안기에 대한 종래 기술이 하기의 <특허문헌 1 > 내지 <특허문헌 2> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 애 개시된 종래기술은 피 검안의 정렬 상태 및 각막 곡률을 측정하기 위한 적외선 광학계; 피 검안의 조절력을 풀어주는 운무 광학계; 피 검안의 굴절력을 측정하는 굴절력 측정광학계; 및 피 검안으로 하나 이상의 가시광선을 조사하는 가시광 광원 및 상기 가시광선으로 조사된 피 검안의 이미지를 검출하기 위한 2차원 영상소자를 포함하는 칼라 관찰 광학계로 자동 검안기를 구현한다.
이러한 구성을 통해, 적외선 조명 광을 이용하여 피 검안의 정렬 상태를 관찰하기 위한 흑백 영상을 생성할 뿐만 아니라, 컬러 조명 광을 이용하여 피 검안의 상태를 관찰할 수 있는 칼라 관찰 광학계를 제공한다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 피 검안의 각막에 링 형태의 측정 광을 조사하는 마이어링(mire ring) 광원; 상기 각막으로부터 반사되는 마이어링 광 이미지를 검출하는 제1 결상 광학계; 및 상기 검출된 마이어링 광 이미지로부터, 마이어링 광 이미지의 위치 및 크기를 산출하고, 상기 피 검안의 각막이 광학 축에 정렬되도록, 상기 산출된 마이어링 광 이미지의 위치로부터 검안기 광학계의 상하 및 좌우방향 이동량을 산출하는 연산제어장치를 포함하여, 검안기를 구현한다.
이러한 구성을 통해 피 검안의 측정 위치를 자동으로 조정하게 된다.
대한민국 공개특허 10-2012-0090331호(2012.08.17. 공개)(발명의 명칭: 칼라 관찰 광학계를 구비한 자동 검안기) 대한민국 공개특허 10-2010-0045676호(2010.05.04. 공개)(발명의 명칭: 마이어링 광 및 포커스 광을 이용한 검안기의 위치 조정 방법 및 이를 이용한 검안기)
그러나 상기와 같은 종래기술은 마이어링 광 이미지의 위치 및 크기만을 이용하여 오토 포커싱을 수행하기 때문에, 정밀한 오토 포커싱을 구현하기 어려운 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 오토 트랙킹이 이루어진 후 외부 광원의 반사광 분석과 마이어링 분석을 통해 정밀한 자동 포커싱을 수행할 수 있도록 한 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 장치는 검안 대상인 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 마이어링 중심점과 동공의 중심점을 일치시켜 자동 트랙킹을 수행하는 자동 트랙킹부; 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원으로 동공에 광원을 투사하고, 반사광을 획득하는 외부 광원 반사광 획득부; 상기 자동 트랙킹 후 마이어링을 획득하는 마이어링 촬영부; 상기 자동 트랙킹 후 상기 반사광과 마이어링을 분석하여 각막에 초점을 자동으로 맞추는 자동 포커싱부; 상기 자동 포커싱부와 연동하여 검안기의 하부 베이스를 구동시키는 베이스 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱방법은 (a) 외부 촬영부를 통해 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 자동 트랙킹을 수행하는 단계; (b) 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원을 통해 동공에 광원을 투사하고 반사광 및 마이어링을 획득하는 단계; (c) 상기 마이어링을 분석한 분석 정보와 상기 획득한 반사광을 이용하여 포커싱 상태를 판별하고, 판별한 포커싱 상태에 따라 검안기의 하부 베이스를 이동시켜 각막에 초점을 자동으로 맞추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (a)단계는 (a1) 외부 촬영부를 통해 피 검안자의 얼굴을 촬영하는 단계; (a2) 상기 (a1)단계에서 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지를 기초로 눈 위치 탐색을 위한 스캔 범위를 결정하는 단계; (a3) 상기 (a2)단계에서 결정한 스캔 범위의 픽셀 데이터를 추출하는 단계; (a4) 상기 추출한 픽셀 데이터를 기초로 눈 위치를 탐색하는 단계; (a5) 상기 탐색한 눈 위치의 픽셀 데이터를 기초로 동공의 임시 중심점을 결정하는 단계; (a6) 상기 동공의 임시 중심점으로 검안기의 광학계 위치를 조정하는 단계; (a7) 상기 동공의 임시 중심점에서 마이어링 위치를 결정하는 단계; (a8) 상기 (a7)단계에서 결정한 마이어링 위치에서 중심점을 탐색하는 단계; (a9) 상기 (a8)단계에서 탐색한 중심점을 동공의 중심점으로 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 (c1) 획득한 마이어링의 두께를 측정하는 단계; (c2) 상기 측정한 마이어링 두께가 제1 설정 값 이상인지를 확인하는 단계; (c3) 상기 마이어링 두께가 상기 제1 설정 값 이상이면 외부 반사광 분석을 통해 인 포커싱 여부를 판단하는 단계; (c4) 상기 (c3) 단계의 판단 결과 인 포커싱 상태이면 광학계 기준으로 Z축의 -방향으로 하부 베이스를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c3)단계는 상기 반사광의 형태가 타원 형태이고, 장축의 모양이 마이어링의 중심을 향하면 인 포커싱으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 (c5) 상기 (c3)단계의 분석 결과 인 포커싱 상태가 아닐 경우, 아웃 포커싱으로 간주하고 광학계 기준으로 Z축의 +방향으로 하부 베이스를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 (c6) 상기 (c2)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제1설정값 미만이면, 마이어링 두께가 제2 설정 값 이내인지를 확인하는 단계; (c7) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이상이고 상기 제1 설정값 미만이면 하부 베이스를 임의 방향으로 소정량 이동시키고 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 (c8) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이내이면 온 포커싱으로 간주하고, 하부 베이스를 미세하게 이동시켜 최소의 마이어링 두께가 결정되는 위치를 최종 온 포커싱 위치로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 자동 트랙킹 후 외부 광원을 동공에 투사하여 반사광을 획득하고, 그 반사광과 마이어링을 적절히 조합하여 자동 포커싱을 수행함으로써, 신속하면서도 정밀한 자동 포커싱을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 광학계의 3축 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 방법을 적용하기 위한 광학계의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 장치의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 검안기의 광학계 구성도이다.
도 2에서 참조부호 1은 AIMING MIRROR, 2는 기준 ILL-LENS, 3은 ILL-LENS APERTURE, 4는 HOLE MIRROR, 5는 기준 OBJ LENS, 6은 기준 MIRROR, 7은 BOX WINDOW, 9는 6-APERTURE, 10은 PRISM LENS, 11은 FOCUS LENS, 12는 AIMING APERTURE, 13은 MK LENS, 14는 KER. MIRROR, 15는 KER. LENS-1, 16은 KER. LENS-2, 17은 KER FILTER, 18, 19는 CHART(TARGET), 20은 CHART WINDOW, 21은 CHART LENS, 22, 23은 WINDOW, 25는 MF LENS를 각각 나타낸다.
이러한 구성을 일반적인 검안기의 광학계 구성이다.
본 발명은 상기와 같은 일반적인 검안기의 광학계 구성에서, 자동 트랙킹을 위해 피 검안자의 얼굴을 촬영하기 위한 외부 촬영부(CCD)(101)를 발광소자(LED-3) 근처에 설치하여, 피 검안자의 얼굴을 촬영하여 피 검안자의 얼굴 이미지 정보를 획득한다.
아울러 자동 포커싱을 위해, 외부 광원(LED)을 광학계의 적절한 위치에 설치하고, 오토 트랙킹 후 피 검안자의 동공에 광원을 투사하고, 반사광을 획득하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 장치의 블록 구성도로서, 검안 대상인 피 검안자의 얼굴을 촬영하여 획득한 얼굴 이미지와 사람의 기준 얼굴 정보가 저장된 기준 얼굴 정보 저장부(120)에 저장된 기준 얼굴 이미지를 기초로 마이어링 중심점과 동공의 중심점을 일치시켜 자동 트랙킹을 수행하는 자동 트랙킹부(110); 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원으로 동공에 광원을 투사하고, 반사광을 획득하는 외부 광원 반사광 획득부(140); 상기 자동 트랙킹 후 마이어링을 획득하는 마이어링 촬영부(160); 상기 자동 트랙킹 후 상기 반사광과 마이어링을 분석하여 각막에 초점을 자동으로 맞추는 자동 포커싱부(130); 상기 자동 포커싱부(130)와 연동하여 검안기의 하부 베이스(170)를 구동시키는 베이스 구동부(180)를 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타낸다.
본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 방법은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, (a) 외부 촬영부(101)를 통해 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 자동 트랙킹을 수행하는 단계(S101); (b) 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원을 통해 동공에 광원을 투사하고 반사광 및 마이어링을 획득하는 단계(S102); (c) 상기 마이어링의 분석 정보와 상기 획득한 반사광을 이용하여 포커싱 상태를 판별하고, 판별한 포커싱 상태에 따라 검안기의 하부 베이스를 이동시켜 각막에 초점을 자동으로 맞추는 단계(S103 ~ S113)를 포함한다.
상기에서 (a)단계는 (a1) 외부 촬영부를 통해 피 검안자의 얼굴을 촬영하는 단계; (a2) 상기 (a1)단계에서 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지를 기초로 눈 위치 탐색을 위한 스캔 범위를 결정하는 단계; (a3) 상기 (a2)단계에서 결정한 스캔 범위의 픽셀 데이터를 추출하는 단계; (a4) 상기 추출한 픽셀 데이터를 기초로 눈 위치를 탐색하는 단계; (a5) 상기 탐색한 눈 위치의 픽셀 데이터를 기초로 동공의 임시 중심점을 결정하는 단계; (a6) 상기 동공의 임시 중심점으로 검안기의 광학계 위치를 조정하는 단계; (a7) 상기 동공의 임시 중심점에서 마이어링 위치를 결정하는 단계; (a8) 상기 (a7)단계에서 결정한 마이어링 위치에서 중심점을 탐색하는 단계; (a9) 상기 (a8)단계에서 탐색한 중심점을 동공의 중심점으로 일치시키는 단계를 포함한다.
상기 (c)단계는 (c1) 획득한 마이어링의 두께를 측정하는 단계(S103); (c2) 상기 측정한 마이어링 두께가 제1 설정 값(예를 들어, 2mm) 이상인지를 확인하는 단계(S104); (c3) 상기 마이어링 두께가 상기 제1 설정 값 이상이면 외부 반사광 분석을 통해 인 포커싱(In Focusing) 여부를 판단하는 단계(S109 ~ S110); (c4) 상기 (c3) 단계의 판단 결과 인 포커싱 상태이면 광학계 기준으로 Z축의 -방향으로 하부 베이스(170)를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계(S111)를 포함한다.
여기서 상기 (c3)단계는 상기 반사광의 형태가 타원 형태이고, 장축의 모양이 마이어링의 중심을 향하면 인 포커싱으로 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c)단계는 (c5) 상기 (c3)단계의 분석 결과 인 포커싱 상태가 아닐 경우, 아웃 포커싱(Out Focusimg)으로 간주하고 광학계 기준으로 Z축의 +방향으로 하부 베이스(170)를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계(S112 ~ S113)를 포함한다.
또한, 상기 (c)단계는 (c6) 상기 (c2)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제1설정값 미만이면, 마이어링 두께가 제2 설정 값(예를 들어, 1mm) 이내인지를 확인하는 단계(S105); (c7) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이상이고 상기 제1 설정값 미만이면 하부 베이스(170)를 임의 방향으로 소정량 이동시키고 상기 (b)단계로 이동하는 단계(S106)를 포함한다.
또한, 상기 (c)단계는 (c8) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이내이면 온 포커싱(On Focusing)으로 간주하고, 하부 베이스(170)를 미세하게 이동시켜 최소의 마이어링 두께가 결정되는 위치를 최종 온 포커싱 위치로 결정하는 단계(S107 ~ S108)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 검안기의 자동 포커싱 장치 및 그 방법을 첨부한 도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자동으로 동공의 위치를 찾아가는 오토 트랙킹을 위해, 광학계의 외부 발광소자인 LED-3의 위치 근처에 CCD 카메라인 외부 촬영부(101)를 설치하고, 단계 S101에서 시력 측정 대상자인 피 검안자의 얼굴을 촬영한다. 이렇게 촬영하여 획득한 피 검안자의 얼굴 이미지는 자동 트랙킹부(110)에 전달된다.
자동 트랙킹부(110)는 상기 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지를 기초로 눈 위치 탐색을 위한 스캔 범위를 결정한다. 즉, 상기 피 검안자의 얼굴 이미지와 기준 얼굴정보 저장부(120)에 저장된 사람의 기준 얼굴 이미지를 비교하여 눈이 위치될 대략의 위치인 스캔 범위를 결정한다. 본 발명에서 스캔 범위는 기준 사람 얼굴의 눈썹 윗부분에서 코끝까지의 부분의 얼굴 이미지 부분으로 설정하였다.
예컨대, 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지 정보와 기준 사람의 얼굴 이미지를 이미지 비교 방식으로 비교하여 스캔 범위를 결정한다. 스캔 범위 결정은 두 개의 얼굴 이미지 정보를 동일 선상에 위치시키고, 얼굴 이미지의 아래에서부터 위로 스캔을 하면서, 미리 지정된 스캔 범위를 탐색하는 방법을 이용할 수 있다.
이어, 상기 결정한 스캔 범위의 픽셀 데이터를 추출한다. 스캔 범위를 결정한 후, 스캔 범위에 대한 픽셀 데이터를 추출한다. 픽셀 데이터는 픽셀의 값을 RGB로 표현한 것으로서, 0 ~ 255의 값을 가진다. 여기서 0은 검은색을, 255는 흰색을 의미한다. 대략적인 눈의 위치를 좌측에서 우측으로 스캔하다가 휜 부분이 연속적으로 많이(예를 들어, 미리 설정된 개수 이상으로서, 10개) 발생하는 부분을 찾아가는 것이 오토 트랙킹을 진행하는 방식이다.
다음으로, 상기 추출한 픽셀 데이터를 기초로 눈 위치를 탐색한다. 주지한 바와 같이 스캔 범위의 픽셀 데이터에서 흰색 색상인 255 값이 많이 분포된 위치를 눈의 위치로 탐색한다.
이어, 상기 탐색한 눈 위치의 픽셀 데이터를 기초로 동공의 임시 중심점을 결정한다. 즉, 눈 위치의 픽셀 데이터에서 중심점을 동공의 임시 중심점으로 결정하는 것이다.
다음으로, 상기 동공의 임시 중심점으로 검안기의 광학계 위치를 조정한다.
이어, 상기 동공의 임시 중심점에서 광학계를 상, 하, 좌, 우로 미세하게 조정하면서, 마이어링 촬영부(160)를 통해 마이어링 영상을 획득하고, 획득한 마이어링이 원형이 되는 위치를 결정한다. 여기서 마이어링이 원형이 되는 것의 판단은 일반적인 영상 처리 기법을 이용할 수 있다.
다음으로, 마이어링이 원형이 되는 위치를 결정하면, 상기 결정한 마이어링 위치에서 중심점을 탐색한다. 마이어링 중심점 탐색 방식은 검안기에서 오토 포커싱을 위해 사용하는 일반적인 중심점 탐색 방식을 이용하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 탐색한 마이어링 중심점을 동공의 중심점으로 정확히 일치시키는 동작을 수행한 후, 오토 트랙킹을 종료하게 된다.
오토 트랙킹을 종료하면, 단계 S102로 이동하여 외부 광원에 의한 반사광과 마이어링을 획득하고, 이하, 상기 반사광과 마이어링 분석을 통해 자동 포커싱을 수행한다.
예컨대, 오토 트랙킹이 완료되면 오토 포커싱을 하기 위해 얼마나 빨리 현 위치가 아웃 포커싱(Out Focusing) 또는 온 포커싱(On Focusing) 또는 인 포커싱(In Focusing)인지를 결정해야 한다.
그리고 그 판단에 따라 검안기의 하부(하부 베이스)를 도 5에 도시한 바와 같이, Z축 방향으로 +방향인지 -방향인지 결정하여, 검안기의 하부 베이스(170)를 자동으로 이동시켜야 한다.
여기서 온 포커싱은 각막에 초점이 맞은 것으로 인식되는 위치의 범위를 의미하며, 아웃 포커싱은 Z축의 +방향으로 하부 베이스가 움직여야 온 포커싱 영역으로 들어가는 위치를 의미하고, 인 포커싱은 Z축의 -방향으로 하부 베이스가 움직여야 온 포커싱 영역으로 들어가는 위치를 의미한다.
본 발명은 자동 포커싱을 정확하고 신속하게 수행하기 위해서, 단계 S103 내지 S113과 같이, 마이어링 형태와 외부 광원의 반사광 형태를 분석하여, 온 포커싱 영역으로 하부 베이스를 움직이게 제어하는 것이다.
예컨대, 단계 S103에서는 획득한 마이어링의 두께를 측정한다. 마이어링 두께 측정은 두께 측정을 위해 이미 알려진 두께 측정 알고리즘을 이용할 수 있다.
이어, 단계 S104에서 상기 측정한 마이어링 두께가 제1 설정 값(예를 들어, 2mm) 이상인지를 확인한다, 이 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제1 설정 값 이상이면 온 포커싱 상황이 아닌 것으로 간주하고, 단계 S109로 이동하여 외부 반사광 분석을 통해 인 포커싱(In Focusing) 여부를 판단한다. 여기서 인 포커싱 판단은 상기 반사광의 형태가 타원 형태이고, 장축의 모양이 마이어링의 중심을 향하면 인 포커싱으로 판단하는 것이 바람직하다. 도 6a는 인 포커싱 상태의 마이어링과 반사광 형태를 도시한 것이다. 여기서 중심부의 하얀색 링 형태가 마이어링이고, 마이어링을 중심으로 좌우에 2개씩 존재하는 광이 외부 광원에 의해 획득한 반사광이다.
이어, 단계 S110에서 상기 판단 결과 인 포커싱 상태이면, 단계 S111로 이동하여 도 5의 광학계 기준으로 Z축의 -방향으로 하부 베이스(170)를 설정량(예를 들어, 3mm) 이동시키고, 상기 S102로 이동하여 그 이하의 단계를 다시 수행한다.
만약, 상기 단계 S110의 분석 결과, 인 포커싱 상태가 아닐 경우, 즉, 마이어링 두께가 2mm 이상이고 반사광의 장축이 마이어링 중심부로 향하지 않으면 단계 S112로 이동하여 아웃 포커싱(Out Focusimg)으로 간주하고, 단계 S113으로 이동하여 광학계 기준으로 Z축의 +방향으로 하부 베이스(170)를 설정량(3mm) 이동시키고, 상기 단계 S102로 이동하여 그 이하의 단계를 다시 수행한다. 도 6c는 아웃 포커싱상태의 마이어링과 반사광 형태를 도시한 것이다.
또한, 상기 단계 S104의 확인 결과, 마이어링 두께가 상기 제1설정 값(2mm) 미만이면, 단계 S105로 이동하여 마이어링 두께가 제2 설정 값(예를 들어, 1mm) 이내인지를 확인한다.
이 확인 결과, 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이상이고 상기 제1 설정값 미만이면 단계 S106으로 이동하여 하부 베이스(170)를 임의 방향으로 소정량 이동시키고 상기 단계 S102로 이동하여, 그 이하의 단계를 수행한다.
아울러 상기 단계 S105의 확인 결과, 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이내이면 단계 S107에서 온 포커싱(On Focusing)으로 간주하고, 단계 S108로 이동하여 하부 베이스(170)를 미세하게 이동시켜 최소의 마이어링 두께가 결정되는 위치를 최종 온 포커싱 위치로 결정하고, 자동 포커싱을 종료하게 된다. 도 6b는 온 포커싱 상태의 마이어링과 외부 광원에 의한 반사광 형태를 도시한 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 시력을 측정하는 검안기에서 각막에 초점을 자동으로 맞추는 오토 포커싱 기술에 적용된다.
101: 외부 촬영부
110: 자동 트랙킹부
120: 기준 얼굴정보 저장부
130: 자동 포커싱부
140: 외부 광원 반사광 획득부
160: 마이어링 촬영부
170: 하부 베이스
180: 베이스 구동부

Claims (8)

  1. 검안 대상인 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 마이어링 중심점과 동공의 중심점을 일치시켜 자동 트랙킹을 수행하는 자동 트랙킹부;
    상기 자동 트랙킹 후 외부 광원으로 동공에 광원을 투사하고, 반사광을 획득하는 외부 광원 반사광 획득부;
    상기 자동 트랙킹 후 마이어링을 획득하는 마이어링 촬영부;
    상기 자동 트랙킹 후 상기 반사광과 마이어링을 분석하여 각막에 초점을 자동으로 맞추는 자동 포커싱부; 및
    상기 자동 포커싱부와 연동하여 검안기의 하부 베이스를 구동시키는 베이스 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱장치.
  2. (a) 외부 촬영부를 통해 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지와 미리 등록된 기준 얼굴 이미지를 기초로 자동 트랙킹을 수행하는 단계;
    (b) 상기 자동 트랙킹 후 외부 광원을 통해 동공에 광원을 투사하고 반사광 및 마이어링을 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 마이어링의 분석 정보와 획득한 반사광을 이용하여 포커싱 상태를 판별하고, 판별한 포커싱 상태에 따라 검안기의 하부 베이스를 이동시켜 각막에 초점을 자동으로 맞추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  3. 청구항 2에서, 상기 (a)단계는 (a1) 외부 촬영부를 통해 피 검안자의 얼굴을 촬영하는 단계; (a2) 상기 (a1)단계에서 촬영된 피 검안자의 얼굴 이미지를 기초로 눈 위치 탐색을 위한 스캔 범위를 결정하는 단계; (a3) 상기 (a2)단계에서 결정한 스캔 범위의 픽셀 데이터를 추출하는 단계; (a4) 상기 추출한 픽셀 데이터를 기초로 눈 위치를 탐색하는 단계; (a5) 상기 탐색한 눈 위치의 픽셀 데이터를 기초로 동공의 임시 중심점을 결정하는 단계; (a6) 상기 동공의 임시 중심점으로 검안기의 광학계 위치를 조정하는 단계; (a7) 상기 동공의 임시 중심점에서 마이어링 위치를 결정하는 단계; (a8) 상기 (a7)단계에서 결정한 마이어링 위치에서 중심점을 탐색하는 단계; (a9) 상기 (a8)단계에서 탐색한 중심점을 동공의 중심점으로 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  4. 청구항 2에서, 상기 (c)단계는 (c1) 획득한 마이어링의 두께를 측정하는 단계; (c2) 상기 측정한 마이어링 두께가 제1 설정 값 이상인지를 확인하는 단계; (c3) 상기 마이어링 두께가 상기 제1 설정 값 이상이면 외부 반사광 분석을 통해 인 포커싱 여부를 판단하는 단계; (c4) 상기 (c3) 단계의 판단 결과 인 포커싱 상태이면 광학계 기준으로 Z축의 -방향으로 하부 베이스를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  5. 청구항 4에서, 상기 (c3)는 상기 반사광의 형태가 타원 형태이고, 장축의 모양이 마이어링의 중심을 향하면 인 포커싱으로 판단하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  6. 청구항 4에서, 상기 (c)단계는 (c5) 상기 (c3)단계의 분석 결과 인 포커싱 상태가 아닐 경우, 아웃 포커싱으로 간주하고 광학계 기준으로 Z축의 +방향으로 하부 베이스를 설정량 이동시키고, 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  7. 청구항 4에서, 상기 (c)단계는 (c6) 상기 (c2)의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제1설정값 미만이면, 마이어링 두께가 제2 설정 값 이내인지를 확인하는 단계; (c7) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이상이고 상기 제1 설정값 미만이면 하부 베이스를 임의 방향으로 소정량 이동시키고 상기 (b)단계로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.
  8. 청구항 7에서, 상기 (c)단계는 (c8) 상기 (c6)단계의 확인 결과 마이어링 두께가 상기 제2 설정값 이내이면 온 포커싱으로 간주하고, 하부 베이스를 이동시켜 최소의 마이어링 두께가 결정되는 위치를 최종 온 포커싱 위치로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검안기의 자동 포커싱방법.




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