KR101962913B1

KR101962913B1 - 색각이상자를 위한 led 색보정 안경

Info

Publication number: KR101962913B1
Application number: KR1020170124765A
Authority: KR
Inventors: 최세운
Original assignee: 금오공과대학교 산학협력단
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-03-27

Abstract

본 발명은 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경으로서, 안경테에 장착된 투명디스플레이; 상기 안경테 바깥쪽에 부착되며 적색, 녹색, 청색, 황색 또는 백색 중 어느 하나 이상의 색을 내는 컬러LED를 포함하는 LED모듈(20); 제어모듈과 스위치 버튼을 포함하는 스위치모듈(30); 상기 스위치 버튼(32)은, 상기 컬러LED의 색을 선택하거나, 켜거나 끌 수 있고, 상기 제어모듈(31)은, 사용자의 연령, 성별, 시력, 야맹증 여부, 색약 여부 중 하나 이상을 포함하는 사용자 정보를 입력받는 사용자 입력부(311), 빛 감지 센서를 포함하여 사용자 주변의 밝기와 조도를 감지하는 조명 입력부(312)를 포함하고, 상기 사용자 입력부 및 상기 조명 입력부와 연결되며, 상기 사용자 정보 및 상기 사용자 주변의 조명 밝기와 색상을 입력받아 상기 투명디스플레이의 밝기 또는 색상 중 어느 하나 이상을 제어하는 적응제어 알고리즘을 포함하는 제어부(313);를 포함하는 것을 특징으로 하는 색각 이상자를 위한 LED 색보정 안경을 개시한다.

Description

색각이상자를 위한 LED 색보정 안경 {LED Color Correction Glasses for Color Vision Deficiency Person}

본 발명은 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 안경렌즈의 표면에 필름식으로 접착 가능하며, 특정 파장대만을 통과하게 필터링하여 사용자의 색인식도를 높이는 간섭필터, 안경렌즈 주변 안경테의 바깥쪽에 부착하여 상기 간섭필터에 의해 약화되는 파장을 보상하는 LED모듈, 상기 LED모듈을 켜거나 끄거나 LED의 색을 선택하는 스위치모듈, 및 상기 LED 색보정 안경에 전원을 공급하는 전원부를 가지는 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경에 관한 것이다.

본 발명은 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경에 관한 것이다.

색각 이상(Color Vision Deficiency, CVD)은 망막 원뿔세포의 선천적 기능 이상 또는 당뇨와 같은 망막혈관질환, 망막과 맥락막의 변성과 염증, 녹내장, 시신경염 등 후천적인 망막 원뿔세포의 손상이나 시각 경로의 이상으로 색깔을 정상적으로 구분하지 못하는 현상을 말하며, 색맹 또는 색약이라고도 불린다. 정상인이 느끼는 색은 3가지 단색광(적, 녹, 청)의 혼합으로 표현되며 적, 녹, 청 세 개의 원뿔세포 중 하나의 기능이 불완전한 것을 색약, 2개의 원뿔세포밖에 없는 것을 색맹이라고 한다. 색맹 또는 색약을 가진 시력 약자의 경우 비장애인과 비교하면 사회생활이 불편할 수 있으며, 심한 경우 교통신호의 인지 착오에 기인한 교통사고 유발의 가능성이 높다.

선행기술인 대한민국 공개특허 제10-2015-0107801호에는 색각 이상자를 위해 색 식별력을 향상하기 위한 필터가 제시된다. 선행기술은 특정 주파수를 제거함으로써 색 식별력을 향상하게 하나, 다른 파장의 빛 역시 필터링하여 상대적으로 어두운 색깔을 제공하는 문제점이 있다.

도 4는 엔크로마 회사에서 공급하는 색약교정 안경렌즈의 원리를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 색약교정 안경렌즈는 파란색, 녹색, 또는 빨간색 등, 특정 색을 형성하는 파장대만을 통과시켜 색약 현상을 보완한다.

하지만 이러한 경우, 특정 파장대를 제외한, 다른 파장대역이 필터링 되어 착용하지 않았을 때보다 어둡게 보이는 현상을 초래해, 이에 따라 안전사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 선행기술인 대한민국 공개특허 제10-2015-0081707호에는 투명디스플레이를 가지는 전자 안경을 운영하는 방법에 있어서, 사용자의 색맹 교정 요청을 받아, 색맹교정 색상을 상기 투명디스플레이에 표시하는 색맹 교정방법이 제시된다. 하지만 선행기술은 제작 비용 부분에서 효율성이 떨어진다.

더불어, 선행기술인 대한민국 공개특허 제10-2012-0111884호에는 색맹 및 난독증을 교정할 수 있는 렌즈를 제조하고 처방하는 방법을 제공하지만, 선행기술은 염료를 이용하여 렌즈에 착색하는 방식으로, 제작방법이 용이하지 못하다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허번호 : 제10-2015-0107801호 대한민국 공개특허번호 : 제10-2015-0081707호 대한민국 공개특허번호 : 제10-2012-0111884호

본 발명은 상기에 서술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 사용자의 인식력이 낮은 파장대에 따라, 한 가지 이상의 파장대를 선택하여 필터링하는 맞춤형 노치필터(Notch Filter)를 안경렌즈에 필름식으로 부착함으로써, 색각이상자를 위한 맞춤형 안경을 제작하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 안경에 LED 모듈을 부착하여 필터에 의해 감소되는 파장을 보상하고, 야맹증 및 어두운 곳에서 부분적으로 시력약화 되는 경우에도 사용하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경은,

안경렌즈의 표면에 필름식으로 접착 가능하며, 특정 파장대만을 통과하게 필터링하여 사용자의 색 인식도를 높이는 간섭필터, 안경렌즈 주변 안경테의 바깥쪽에 부착하여 상기 간섭필터에 의해 약화된 파장을 보상하는 LED모듈, 상기 LED모듈을 켜거나 끄거나 LED의 색을 선택하는 스위치모듈, 상기 LED 색보정 안경에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 간섭필터는, 사용자가 약한 파장대에 따라, 한 가지 이상의 파장대를 선택하여 필터링 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 LED모듈은, 적색, 녹색, 청색, 황색 또는 백색 중 어느 하나 이상의 색을 내는 컬러LED를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치 모듈은, 제어모듈와 스위치 버튼을 포함하여, 하나의 스위치 버튼으로 상기 컬러LED의 색을 선택하거나, 상기 컬러LED를 켜거나 끄는 게 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 전원부(40)는 USB 연결포트를 포함하고, USB연결선을 통해 충전 및 탈착이 가능하고, 교환 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 안경렌즈는 투명디스플레이로 대체되고, 상기 제어모듈(31)는 사용자의 연령, 성별, 시력, 야맹증 여부, 색약 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자 정보를 입력받는 사용자 입력부(311), 빛 감지 센서를 포함하여 사용자 주변의 밝기와 조도를 감지하는 조명 입력부(312), 상기 사용자 입력부 및 상기 조명 입력부와 연결되며, 상기 사용자 정보 및 상기 사용자 주변의 조명 밝기와 색상을 입력받아 상기 투명디스플레이의 밝기 또는 색상 중 어느 하나 이상을 제어하는 적응제어 알고리즘을 포함하는 제어부(313)를 가지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경의 LED모듈 및 스위치 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경의 제어모듈 내부 블록도이다.
도 4는 엔크로마 회사에서 공급하는 색약교정 안경렌즈의 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명디스플레이에 적응제어 알고리즘을 적용하기까지의 신호의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

또한, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 아울러, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 시력의 이상으로 인해 색상을 정상적으로 구분하지 못하는 색각 이상(Color Vision Deficiency, CVD)자를 위한 색보정 안경에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경은 간섭필터(10), LED모듈(20), 스위치모듈(30), 및 전원부(40)를 포함한다.

간섭필터(10)는 필름식으로 제작 및 접착가능하여 안경렌즈의 표면에서 특정 파장대만을 통과하게 필터링한다. 일정 파장대를 필터링하는 간섭필터를, 사용자의 필요에 따라 선택하여 안경렌즈에 부착하여 사용자의 색 인식도를 높여준다.

이에 따라 포괄적인 안경테 사이즈에 적용 가능하며, 소아에서 장년까지 다양한 소비자층을 확보할 수 있다.

LED모듈(20)은 안견렌즈 주변 안경테의 바깥쪽에 부착되어 간섭필터(10)에 의해 약화되는 파장을 보상한다. 더욱 상세하게는, 사용자가 선택한 간섭필터에 따라 파장이 약해지거나 시야가 어두워지는 현상에 대하여, 안경렌즈 주변에서 빛을 발산하여, 약해진 파장에 대해 보상을 한다.

스위치모듈(30)은, 상기 LED모듈(20)을 켜거나 끄거나 LED의 색을 선택하고, 전원부(40)는 LED모듈(20)에 전원을 공급한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경의 LED모듈(20) 및 스위치모듈(30)의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경의 LED모듈(20) 및 스위치모듈(30)은 연결되어있다.

LED모듈(20)은, 적색, 녹색, 청색, 황색, 보라색 또는 백색 중 어느 하나 이상의 색을 내는 컬러LED를 포함한다.

스위치모듈(30)은, 제어모듈(31)와 스위치 버튼(32)을 포함하여, 하나의 스위치 버튼으로 상기 컬러LED의 색을 선택하거나, 컬러LED를 켜거나 끌 수 있다.

예를 들어, 스위치 버튼 하나를 사용하는 경우, 상기 스위치 버튼을 한번 누르면 적색이, 두 번 누르면 초록색이, 세 번 누르면 파란색이, 네 번 누르면 백색이, 다섯 번 누르면 꺼지도록 제어모듈(31)를 설정하여, 컬러 LED를 켜서 색을 선택하거나 끌 수 있다.

다른 예로, 다수의 버튼을 가진 스위치를 사용하여, 각 버튼마다 적색 LED, 녹색 LED, 황색 LED, 또는 청색 LED 등에 대응하여, 각 버튼을 이용해 원하는 LED를 켜고 끌 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경은 안경테에 장착되는 투명디스플레이, 상기 안경테 바깥쪽에 부착되며 적색, 녹색, 청색, 황색 또는 백색 중 어느 하나 이상의 색을 내는 컬러LED를 포함하는 LED모듈, 제어모듈와 스위치버튼을 포함하는 스위치모듈을 가진다.

스위치 버튼은 상기 컬러LED의 색을 선택하거나, 켜거나 끌 수 있다.

제어모듈는 사용자가 약한 파장이나 주변 조명에 따라 컬러LED와 함께 투명디스플레이를 제어한다.

더욱 상세하게는, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 색각이상자를 위한 LED 색보정 안경의 제어모듈(31)는, 사용자 입력부(311), 조명 입력부(312), 제어부(313)를 가진다.

사용자 입력부(311)는 사용자의 연령, 성별, 시력, 야맹증 여부, 색약 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자 정보를 입력받아 제어부(313)로 전달한다. 사용자 입력부(311)는 외부에서 무선이나 유선 연결을 통해 사용자 정보를 입력받는 통신부와 통신부에서 수신한 사용자 정보를 저장하는 메모리를 가진다.

조명 입력부(312)는 빛 감지 센서를 포함하여, 사용자 주변의 밝기와 조도를 감지하여 제어부(313)로 전달한다.

제어부(313)는 사용자 입력부(311) 및 조명 입력부(312)와 연결되어, 사용자 입력부(311)에서 입력받은 사용자 정보 및 조명 입력부(312)에서 감지한 사용자 주변 밝기와 조도를 전달받는다. 전달받은 사용자 정보 및 사용자 주변 밝기와 조도 값을, 자체에 내장된 적응제어 알고리즘에 입력하여 투명디스플레이의 밝기 및 색상 중 어느 하나 이상을 제어하기 위한 제어신호를 계산한다. 상기 적응제어 알고리즘은 자동 이득 제어를 적용하는데, 제어부(313)는 최초 실행 후 제어신호를 생성하면, 이후 입력되는 조명 입력부(312)에서 감지하여 A/D(Analog to Digital) 변환한 디지털 신호와 바로 전 계산 수행에 사용한 디지털 신호를 비교하여 오차값을 생성하고, 주변의 밝기 및 조도가 변하더라도 사용자의 눈에 들어오는 빛이 양이 일정하도록 제어한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명디스플레이에 적응제어 알고리즘을 적용하기까지의 신호의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명디스플레이에 적응제어 알고리즘을 적용하기까지는, 최초로 제어신호를 생성하는 경우, 사용자 입력부(311)에서 사용자의 나이, 시력, 색약 여부와 같은 사용자 정보를 수신하는 단계-수신한 사용자 정보를 입력하고, 추가로 입력되는 사용자 정보가 없으면 상기 입력된 사용자 정보를 유지한다-; 조명 입력부(312)에서 주변의 밝기와 조도값을 수신하는 단계; 상기 수신한 사용자 정보 및 주변의 밝기와 조도값을 디지털 신호로 A/D 변환하는 단계; 변환한 디지털 신호를 적응제어 알고리즘에 입력하여 연산을 수행하여 투명디스플레이의 밝기 또는 색상 중 하나 이상을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 단계; 상기 제어신호를 투명디스플레이로 전달하는 단계; 를 가진다.

상기 일련의 과정으로 최초의 제어신호를 생성하고, 제어신호는 피드백되어 적응제어 알고리즘에 입력된다. 또한, 조명 입력부(312)에서 전달받아 디지털화한 신호는 비교부에 저장되어, 조명 입력부(312)에서 새로운 디지털 신호가 오면 비교하여 오차를 계산한다. 비교부에 저장된 디지털신호는 입력된 순서대로 삭제된다. 계산된 오차값을 적응제어 알고리즘에 입력하고, 적응제어 알고리즘은 입력받은 오차값, 이전에 계산한 제어신호를 입력받아 제어신호를 계산한다.

이에 따라 사용자 주변의 밝기가 변하더라도 사용자의 눈으로 들어오는 빛의 양이 일정하게 하는 투명디스플레이를 제공한다.

전원부(40)는 USB 연결 포트를 포함하고, USB연결선을 통해 충전 및 탈착을 할 수 있고 교환할 수 있다.

또한, 상기 USB 연결 포트는, 상기 사용자 입력부의 통신부와 연결되어, USB 연결을 통해 휴대폰, USB메모리, 외장하드 또는 컴퓨터와 연결하여, 상기 제어모듈로 데이터(예를 들어 사용자의 나이, 성별, 시력, 색약 유무, 병원 진료기록 등)를 전송할 수 있다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 간섭필터
20 : LED 모듈
30 : 스위치모듈
31 : 제어모듈
32 : 버튼
40 : 전원부
311 : 사용자 입력부
312 : 조명 입력부
313 : 제어부

Claims

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색각이상자를 위한 LED 색보정 안경으로서,
안경테에 장착된 투명디스플레이;
상기 안경테 바깥쪽에 부착되며 적색, 녹색, 청색, 황색 또는 백색 중 어느 하나 이상의 색을 내는 컬러LED를 포함하는 LED모듈(20);
제어모듈과 스위치 버튼을 포함하는 스위치모듈(30);
상기 스위치 버튼(32)은, 상기 컬러LED의 색을 선택하거나, 켜거나 끌 수 있고,
상기 제어모듈(31)은, 사용자의 연령, 성별, 시력, 야맹증 여부, 색약 여부 중 하나 이상을 포함하는 사용자 정보를 입력받는 사용자 입력부(311), 빛 감지 센서를 포함하여 사용자 주변의 밝기와 조도를 감지하는 조명 입력부(312)를 포함하고,
상기 사용자 입력부 및 상기 조명 입력부와 연결되며, 상기 사용자 정보 및 상기 사용자 주변의 조명 밝기와 색상을 입력받아 상기 투명디스플레이의 밝기 또는 색상 중 어느 하나 이상을 제어하는 적응제어 알고리즘을 포함하는 제어부(313);를 포함하는 것을 특징으로 하는 색각 이상자를 위한 LED 색보정 안경.