KR102063780B1

KR102063780B1 - Virtual reality device for preventing myopic progression

Info

Publication number: KR102063780B1
Application number: KR1020170155314A
Authority: KR
Inventors: 서영우
Original assignee: 고려대학교산학협력단
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2020-01-08
Also published as: KR20190057871A

Abstract

본 발명은 실시예에 따른 근시 진행 억제를 위한 가상현실을 이용한 근시 억제 장치에 관한 것으로서, 기설정된 디옵터(Diopter) 이상의 접안렌즈를 구비하며, 착용자에게 가상영상을 제공하는 헤드 마운트; 및 헤드 마운트를 착용한 착용자의 근시 발생기전에 따라 가상영상의 거리를 조정하여 영상을 제공하는 가상 영상 제어부;를 포함한다.
본 발명에 의하면, VR 기기를 이용하여 근시 유발 및 진행을 유발하는 시자극을 감소시켜 근시 발생 및 진행을 억제할 수 있다.The present invention relates to a myopia suppression apparatus using virtual reality for suppressing myopia progression, comprising: a head mount having a predetermined diopter or more than an eyepiece and providing a virtual image to a wearer; And a virtual image controller that provides an image by adjusting a distance of the virtual image according to a myopia generation mechanism of a wearer wearing a head mount.
According to the present invention, it is possible to suppress myopia generation and progression by reducing visual stimuli that cause myopia induction and progression using a VR device.

Description

Myopia suppression device using virtual reality {Virtual reality device for preventing myopic progression}

본 발명은 가상현실을 이용한 근시 억제 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 VR 기기를 이용하여 근시 유발 및 진행을 유발하는 시자극을 감소시켜 근시 발생 및 진행을 억제할 수 있는 가상현실을 이용한 근시 억제 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for suppressing myopia using virtual reality, and more specifically, to suppress myopia using virtual reality that can suppress myopia generation and progression by reducing visual stimulus that causes myopia and progression using a VR device. Relates to a device.

근시는 넓은 인구층에 영향을 미치는 눈의 굴절 이상이다. 근시는 근거리의 사물을 보는 데는 정상 시력이지만 원거리의 사물을 보는데 상이 도 1에 도시된 바와 같이 눈이 초점을 맞추는 작용을 하지 않은 상태에서 눈에 들어간 빛이 망막보다 앞쪽에 초점을 맺는 눈의 굴절이상이다.Myopia is more than an eye's refraction affecting a wider population. Myopia is normal vision for seeing near objects, but refraction of the eye where light enters the eye in front of the retina without the eye focusing as shown in FIG. That's it.

이 증상은 어린시절 특히 6세에서 14세에 이르는 유년기나 청년기 (15 ~ 25세)에 발생할 수 있고, 나이가 들면서 점점 악화된다. 이런 증상을 가진 사람의 시력은 원거리의 사물에 초점을 맞출 때 점점 희미해지므로, 시간이 지남에따라 점점 더 강력한 광학적 교정을 필요로 한다.This symptom can occur in childhood, particularly in childhood or adolescence (15 to 25 years), aged 6 to 14, and worsens with age. The visual acuity of a person with this symptom fades when focusing on a distant object, requiring more and more powerful optical corrections over time.

근시로 진행됨에 따라, 가까운 물체에 초점을 맞추는데 원근조절이 필요없게 되고 더 멀리 있는 물체에 초점을 맞출 시엔 망막에 흐릿한 상이 맺히게 된다. 근시 발생에는 근시에 관여하는 장기간의 근접 작업을 포함하여 선천적 혹은 환경적 요인 모두가 중요한 역할을 하는 것으로 알려지고 있다.As myopia progresses, perspective control is no longer necessary to focus on near objects, and blurry images form in the retina when focusing on further objects. It is known that both congenital and environmental factors play an important role in myopia development, including long-term proximity work involving myopia.

이러한 근시 유병률은 지속적이고 가파른 증가추세이며, 특히 소아청소년의 국내 근시 유병률은 80%에 이른다. 근시의 특성상 자연호전은 거의 없으며 성인이 될 때 까지 지속적으로 악화되는 경우가 대부분이기 때문에 근시 유병률은 앞으로도 가파르게 증가할 것으로 생각된다.The prevalence of myopia continues to be steep, and the prevalence of myopia in children and adolescents reaches 80%. Myopia prevalence is expected to increase steeply in the future because there is almost no natural improvement due to the characteristics of myopia and most cases continue to deteriorate until adulthood.

근시가 진행될 경우, 안경이나 콘택트렌즈 사용, 굴절교정수술 등으로 인한 보건 및 의료 비용 증가 뿐 아니라, 심한 근시가 되면 망막변성, 녹내장, 망막박리 등으로 인한 실명에 까지 이를 수 있어 근시 진행 억제가 중요하다. 다른 방법으로 약물에 의한 근시치료를 수행할 수 있으나 근본적으로 근시 진행을 억제하기 어려운 측면이 있다.In the case of myopia progression, it is important not only to increase the health and medical expenses due to the use of glasses or contact lenses, refractive surgery, but also to blindness due to retinal degeneration, glaucoma, and retinal detachment. Do. Other methods can be used to treat myopia, but it is fundamentally difficult to suppress myopia progression.

현재 근시 진행의 정확한 기전이 알려져 있지 않아, 다양한 방법으로 근시 진행을 억제하려고 시도되고 있으나 확립된 방법은 없는 실정이다.At present, the exact mechanism of myopia progression is not known, and various attempts have been made to suppress myopia progression, but no method has been established.

(한국공개특허 제1995-0005310호, 1995년 3월 20일)(Korean Patent Publication No. 1995-0005310, March 20, 1995)

본 발명의 목적은 VR 기기를 이용하여 근시 유발 및 진행을 유발하는 시자극을 감소시켜 근시 발생 및 진행을 억제할 수 있는 가상현실을 이용한 근시 억제 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a myopia suppression apparatus using virtual reality that can suppress the occurrence and progression of myopia by reducing the visual stimulus that causes myopia and progression using a VR device.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 근시 진행 억제를 위한 가상현실을 이용한 근시 억제 장치는 기설정된 디옵터(Diopter) 이상의 접안렌즈를 구비하며, 착용자에게 가상영상을 제공하는 헤드 마운트; 및 헤드 마운트를 착용한 착용자의 근시 발생기전에 따라 가상영상의 거리를 조정하여 영상을 제공하는 가상 영상 제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the myopia suppression apparatus using the virtual reality for suppressing the progression of myopia according to an embodiment of the present invention is provided with an eyepiece or more than a predetermined diopter (Diopter), the head mount for providing a virtual image to the wearer ; And a virtual image controller which provides an image by adjusting a distance of the virtual image according to a myopia generation mechanism of a wearer wearing a head mount.

본 실시예에 있어서, 헤드 마운트는 외부를 촬영하는 카메라을 구비하고, 가상 영상 제어부는 카메라를 통해 촬영한 영상이 근거리 영상인 경우, 근거리 영상의 위치가 실제위치보다 멀리에 위치하도록 가상영상을 제공할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the head mount includes a camera photographing the outside, and the virtual image controller may provide a virtual image so that the position of the near image is located farther than the actual position when the image captured by the camera is a near image. Can be.

본 실시예에 있어서, 접안렌즈의 기설정된 디옵터는 +20 이상이고, 접안렌즈의 주변 굴절률이 내주면 굴절률보다 상대적으로 크게 제작될 수 있다.In the present embodiment, the predetermined diopter of the eyepiece is +20 or more, and the peripheral refractive index of the eyepiece may be made relatively larger than the refractive index of the inner circumferential surface.

본 실시예에 있어서, 접안렌즈의 시야 곡률은 착용자의 망막곡률반경 이하로 형성되며, 망막곡률반경은 12.5mm 이하로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the curvature of the eyepiece of the eyepiece is formed to be less than the radius of curvature of the wearer, the radius of retinal curvature may be formed to 12.5mm or less.

본 실시예에 있어서, 가상 영상 제어부는 착용자의 동공거리에 따라 우안과 좌안의 화면 위치를 조정할 수 있다.In the present embodiment, the virtual image controller may adjust the screen positions of the right eye and the left eye according to the pupillary distance of the wearer.

본 발명에 의한 가상현실을 이용한 근시 억제 장치는 VR 기기를 이용하여 근시 유발 및 진행을 유발하는 시자극을 감소시켜 근시 발생 및 진행을 억제할 수 있다.Myopia suppression apparatus using a virtual reality according to the present invention can suppress the myopia generation and progression by reducing the visual stimulus that causes myopia and progression using a VR device.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 근시 증상을 나타내는 안구의 상태 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실을 이용한 근시 억제 장치의 블록도이다.1 is a state diagram of an eye showing myopic symptoms.
2 is a block diagram of a myopia suppression apparatus using virtual reality according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, the same components in the accompanying drawings are to be noted with the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may blur the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated.

또한, 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 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise. In addition, throughout the specification, "on" means to be located above or below the target portion, and does not necessarily mean to be located above the gravity direction.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실을 이용한 근시 억제 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a myopia suppression apparatus using virtual reality according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실을 이용한 근시 억제 장치는 헤드 마운트(110) 및 가상 영상 제어부(120)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a myopia suppression apparatus using virtual reality according to an exemplary embodiment of the present invention includes a head mount 110 and a virtual image controller 120.

헤드 마운트(110)는 착용자에게 가상현실을 제공하는 장치로서, 기설정된 디옵터(Diopter, 안경의 상쪽의 꼭짓점거리를 미터로 나타낸 수치의 역수이며, 기호 Dptr 또는 D) 이상의 접안렌즈를 구비하고, 착용자에게 가상영상을 제공하는 역할을 한다. 이때, 접안렌즈의 기설정된 디옵터는 + 20 이상이고, 접안렌즈의 주변 굴절률이 내주면 굴절률보다 상대적으로 크게 제작되는 것이 바람직하다.The head mount 110 is a device for providing virtual reality to a wearer, and is a reciprocal of a numerical value representing a vertex distance of an upper part of a diopter (glass), and includes an eyepiece lens having a symbol Dptr or D or more. It serves to provide virtual images to. In this case, the predetermined diopter of the eyepiece is + 20 or more, and the peripheral refractive index of the eyepiece is preferably made relatively larger than the refractive index of the inner circumference.

이를 통하여, 근시 진행 유발인자로 알려진 조절과 근거리작업에 의한 일시적 근시(nearwork-induced transient myopia)를 최소화 시킬 수 있다. 또한, 접안렌즈의 주변 굴절률은 내주면 굴절률보다 상대적으로 크게 제작됨으로써 주변 망막의 상이 망막 앞쪽에 맺힐 수 있도록 함으로써 근거리 작업에 따른 일시적 근시를 최소화할 수 있게 된다.Through this, it is possible to minimize nearwork-induced transient myopia, which is known as myopic progression factor. In addition, the peripheral refractive index of the eyepiece is made relatively larger than the refractive index of the inner circumferential surface, so that the image of the peripheral retina can be formed in front of the retina, thereby minimizing the temporary myopia due to near field work.

또한, 접안렌즈의 시야 곡률은 착용자의 망막곡률반경 이하로 형성되며, 망막곡률반경은 12.5mm 이하로 형성될 수 있다.In addition, the curvature of the eyepiece of the eyepiece is formed below the wearer's retinal curvature radius, the retinal curvature radius may be formed to 12.5mm or less.

이를 통하여 맺히는 상이 망막 곡률반경보다 작게 함으로써, 접안렌즈의 중시부는 망막에 정확히 상이 맺히게 되고 주변부는 망막보다 앞에 맺히는 흐린상(retinal defocus)을 유발시키게 할 수 있다. 현재 근시 진행의 유발 인자로 주변부 망막보다 상이 뒤에 맺히는 것이 동물실험에서 증명되었다. 따라서 주변부 망막에서 상이 망막 앞에 맺히게 함으로서 근시 진행을 더욱 억제하는 효과를 얻을 수 있게 된다.As a result, the resultant image is smaller than the retinal curvature radius, thereby causing the central portion of the eyepiece to form an image exactly on the retina and causing a peripheral defocus to occur before the retina. The cause of myopia progression has been demonstrated in animal experiments behind the peripheral retina. Therefore, by allowing the image to form in front of the retina in the peripheral retina, the effect of further suppressing myopia progression can be obtained.

가상 영상 제어부(120)는 헤드 마운트(110)를 착용한 착용자의 근시 발생기전에 따라 가상영상의 거리를 조정하여 영상을 제공하는 역할을 한다. 가상 영상 제어부(120)는 비교차시차를 갖는 상은 실제보다 더 멀리 있는 것처럼 보이도록 하고, 눈 모음보다는 눈 벌림을 자극하여 조절을 최소화시킬 수 있다. 따라서 비교차 시차(uncossed disparity)를 갖는 영상으로 조절과 눈모음을 최소화할 수 있으며, 시차(disparity) 정도가 시청자 맞춤형 조절이 가능하도록 제공할 수 있다.The virtual image controller 120 serves to provide an image by adjusting the distance of the virtual image according to a myopia generation mechanism of the wearer wearing the head mount 110. The virtual image controller 120 may make the image having the difference of disparity appear to be farther than the actual image, and minimize the adjustment by stimulating the eye opening rather than the eye collection. Therefore, it is possible to minimize adjustment and eye collection with an image having an unbalanced disparity, and to provide a degree of disparity so that the viewer can adjust it personally.

근시 발생기전은 (1) 근거리 작업시 수정체 두께가 증가하여 근거리 사물에 초점을 맞추는 근거리 작업과 조절(accommodation), (2) 근거리 사물을 주시할 때 눈모음이 일어나면서 조절이 자동적으로 함께 일어나는 눈모음(convergence) 현상, (3) 장시간 근거리 작업시 근거리 작업이 끝난 후에도 조절이 지속되어 일시적으로 더욱 근시가 되는 근거리작업 유발 일시적 근시(nearwork induced transient myopia) 및 (4) 주로 주변망막의 영향이 크게 작용하여 망막보다 상이 뒤에 맺히게 되는 망막의 초점이탈(retinal defocus)이 있다.The mechanism of myopia is: (1) near-field work, which focuses on near-field objects due to increased lens thickness during near-field work, and accommodation; Convergence phenomenon, (3) near-work induced transient myopia, in which the adjustment is continued even after the near-field work is completed for a long time, and the near-influenced work is near. There is a retinal defocus that acts and forms an image behind the retina.

가상 영상 제어부(120)는 이러한 사용자의 근시 발생기전을 고려하여 헤드 마운트(110)를 착용한 사용자에게 가상영상을 제공하게 된다. 이때, 가상 영상 제어부(120)는 무선통신이 가능한 사용자 단말기(M)에 마련될 수 있으며, 헤드 마운트(110)와 무선통신을 통하여 사용자에게 가상 영상을 제공하게 된다. 가상 영상 제어부(120)는 헤드 마운트(110)와 무선통신하여 헤드 마운트(110)의 작동을 제어할 수 있는 스마트 폰, 테블릿PC 등이 사용될 수 있다. 따라서 사용자는 헤드 마운트(110)를 사용자의 각 가정, 독립적인 공간에서 사용하거나 병원에서 관리자(의사 등 관계자)를 통해서 치료를 받을 수 있다.The virtual image controller 120 provides a virtual image to a user wearing the head mount 110 in consideration of the user's myopia generation mechanism. In this case, the virtual image controller 120 may be provided in the user terminal M capable of wireless communication, and provide the virtual image to the user through wireless communication with the head mount 110. The virtual image controller 120 may use a smart phone, a tablet PC, or the like capable of controlling the operation of the head mount 110 by wirelessly communicating with the head mount 110. Therefore, the user may use the head mount 110 in each home, an independent space of the user, or receive treatment through an administrator (such as a doctor) in a hospital.

이때, 헤드 마운트(110)는 외부 영상을 촬영할 수 있는 카메라(111)를 구비한다. 카메라(111)는 외부 영상을 촬영하고, 가상 영상 제어부(120)는 카메라(111)를 통해 촬영한 영상이 근거리 영상인 경우, 근거리 영상의 위치가 실제 위치보다 멀리에 위치하도록 가상영상을 제공할 수 있다.In this case, the head mount 110 includes a camera 111 capable of capturing an external image. The camera 111 captures an external image, and the virtual image controller 120 may provide a virtual image such that the position of the near image is located farther than the actual position when the image captured by the camera 111 is a near image. Can be.

즉, 일반적인 독서거리인 0.3 ~ 0.4m의 정도에서 책 등을 볼 때 VR을 통해 보면 조절을 하지 않게 되지만, VR에 구비된 카메라를 이용하여 촬영된 전방 영상을 시차(disparity)를 주면서 0.5 ~ 1m 정도로 조금더 멀리보이도록 사용자에게 영상을 제공함으로써 근시 발생을 최소화되도록 할 수 있다. 이때, 근거리 영상을 판단하는 기준을 더욱 명확하게 하기 위해서 헤드 마운트(110)의 전방에는 초음파 센서(130)를 더 구비할 수 있으며, 초음파 센서를 통해서 전방에 사물이 0.5m 이내의 거리에 위치할 경우 이를 근거리 영상으로 판단하여 카메라를 이용하여 촬영된 전방 영상을 차이(disparity)를 주면서 멀리보이도록 제공할 수 있다.In other words, when reading a book or the like at a reading distance of 0.3 to 0.4 m, which is a general reading distance, the adjustment is not made. However, 0.5 to 1 m is provided while disparity is applied to the front image photographed using a camera equipped with the VR. By providing an image to the user to look a little farther enough, the occurrence of myopia can be minimized. In this case, in order to more clearly determine a criterion for determining a near-field image, an ultrasonic sensor 130 may be further provided in front of the head mount 110, and an object may be positioned within a distance of 0.5 m in front of the head mount 110. In this case, this may be determined as a near field image, and the forward image captured using the camera may be provided to be viewed far away while giving a disparity.

이와 같이, 사용자가 독서와 같은 근거리 작업을 하는 경우에, 카메라(111)는 책을 촬영하고 가상 영상 제어부(120)는 책의 위치가 실제 책의 위치보다 멀리 보이도록 비교차 시차(uncrossed disparity)가 형성되도록 가상영상을 제공함으로써 근시 발생을 최소화되도록 할 수 있다.As such, when the user performs a near field work such as reading, the camera 111 photographs the book and the virtual image controller 120 uncrosses disparity so that the book position is farther than the actual book position. By providing a virtual image to form a can be minimized myopia generation.

또한, 가상 영상 제어부(120)는 착용자의 동공거리에 따라 우안과 좌안의 화면 위치를 조정할 수 있다. 이를 통하여 영상을 정확히 보고 시차(disparity)를 정확하게 제공할 수 있다.In addition, the virtual image controller 120 may adjust screen positions of the right eye and the left eye according to the wearer's pupil distance. Through this, the image can be accurately viewed and disparity can be accurately provided.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to easily explain the technical contents and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

110 : 헤드 마운트
111 : 카메라
120 : 가상 영상 제어부
130 : 초음파 센서110: head mount
111: camera
120: virtual video controller
130: ultrasonic sensor

Claims

In the myopia suppression apparatus using virtual reality for suppressing myopia progression,
A head mount having a predetermined diopter or more than an eyepiece and providing a virtual image to a wearer; And
And a virtual image controller provided in a user terminal to wirelessly communicate with the head mount and adjust the distance of the virtual image according to a myopia generation mechanism of a wearer wearing the head mount to provide an image to the head mount.
The preset diopter of the eyepiece is at least +20,
The peripheral refractive index of the eyepiece is formed relatively larger than the refractive index of the inner peripheral surface,
The curvature of the eyepiece of the eyepiece is formed to be less than the radius of retinal curvature of the wearer, the radius of retinal curvature is less than 12.5mm
The user terminal,
Formed of a smartphone or tablet PC,
The head mount is
Equipped with an ultrasonic sensor and a camera for photographing the outside,
The ultrasonic sensor,
Sensing the position of the front object and sensing whether the position of the front object is within 0.5 m,
The virtual video controller,
If it is determined that the distance sensed by the ultrasonic sensor is within 0.5m, the virtual image is formed such that an uncrossed disparity is formed so that the front object photographed using the camera is seen within a distance of 0.5 to 1.0m. Myopia suppression device using virtual reality, characterized in that to minimize the occurrence of myopia.

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