KR102235032B1 - 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기 - Google Patents

증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고강도 집속 초음파(HIFU) 기반의 미용기기를 사용함에 있어서 육안으로 보이지 않는 피부 속 초음파 조사점을 증강현실(Augmented Reality : AR) 영상과 매칭하여 시술과정 및 초음파 조사량을 시각적으로 확인할 수 있는 있는 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기를 제공하는 것이다.
본 발명은 각 구성부에 동작전원을 공급하는 전원공급부; 기기의 동작 환경 설정 및 초음파 조사의 동작 여부를 스위칭하는 입력부; 기기의 전체적인 동작을 제어하는 미용기기제어부; 초음파 발진을 위한 펄스신호를 생성하여 HIFU 발진도자에 전달하는 펄스생성부; 세라믹 소재로 형성되어 진동에 따른 초음파를 생성하고, 펄스신호에 따라 집속 초음파를 생성 및 피부에 조사하는 HIFU 발진도자; 상기 펄스생성부에서 생성된 펄스신호를 디스플레이장치에 무선 송출하는 제1송수신부;를 포함하여 구성된 피부미용기기; 및, 사용자 얼굴을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라; 상기 카메라로부터 획득한 영상으로부터 사용자 얼굴 형상을 추출하는 영상추출부; 상기 피부미용기기의 제1송수신부로부터 송출된 동작 펄스신호를 수신하는 제2송수신부; 상기 제2송수신부로부터 수신한 동작 펄스신호에 대응하여 가상의 스폿(spot) 이미지를 생성하는 이미지생성부; 상기 영상추출부로부터 추출된 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기의 위치를 인식하여 그 좌표를 생성하는 좌표생성부; 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기의 위치 좌표를 추출한 후 스폿(spot) 이미지를 해당 좌표에 합성하여 매핑하는 AR이미지생성부; 상기 AR이미지생성부에서 형성된 증강현실 이미지를 시각적으로 확인할 수 있도록 출력하는 표시부; 사용자의 얼굴 이미지 또는 시술 내용을 저장할 수 있는 데이터저장부; 기기의 전체적인 동작을 제어하는 디스플레이제어부;를 포함하여 구성된 디스플레이장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기 {SELF SKIN CARE DEVICE USING AUGMENTED REALITY IMAGE}
본 발명은 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 육안으로 보이지 않는 비침습형 시술 방법을 적용한 피부 미용기기에 증강현실 영상을 매칭하여 조사량을 확인할 수 있고 이에 따른 중복시술을 방지하도록 한 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기에 관한 것이다.
현대인들은 외모에 대한 관심도가 높아지면서 건강하고 아름다운 피부를 유지하기 위해 기능성 화장품을 선호함과 더불어 주기적인 피부관리를 위해 전문 병원 또는 피부관리샵 등을 이용하고 있다. 하지만, 병원 및 피부관리샵 등은 이용에 따른 비용부담과 시간적 제약으로 인한 불편함이 있었고 최근에는 언제 어디서든 간편하게 피부를 관리할 수 있는 셀프 미용기기의 수요가 증가하고 있는 추세이다.
종래의 미용기기는 주름제거 및 피부 리프팅 등 노화 개선을 목적으로 Laser, IPL, RF, Fractional, LED 등의 방식이 주로 사용되었다. 하지만, 종래의 Laser, IPL 등의 방식을 적용한 미용기기는 피부 표면으로부터 외상을 남기고 심한 통증을 수반하는 문제점이 있으며, LED 등 피부 표면에 외상을 남기지 않고 빛의 파장을 이용하는 방식은 콜라겐 재생을 위해서 진피층 또는 근막층까지 에너지가 전달되어야 하나 피부 침투 과정에서 에너지가 상쇄되거나 손실되어 피부 재생 효과가 느리거나 미미하다는 문제점이 있었다.
한편, 피부에 외상을 남기지 않는 비침습식 시술방법인 HIFU(High Intensity Focused Ultrasound : 고강도 집속 초음파)는 칼로 피부를 절개하지 않고 종양 등을 제거하기 위한 수술 방식으로 사용되었으며, 보다 상세하게, 상기 HIFU(고강도 집속 초음파)는 피부로부터 일정 깊이 위치에 초음파 에너지를 한 곳에 모으면서 초점을 발생시키고, 이때 발생하는 60~100℃의 고열을 이용해 조직을 태워 없애는 시술로서, 진단할 때 사용하는 초음파의 세기보다 약 십만 배 정도 강한 초음파를 한곳에 집속시키면 초점 부위에서 열이 발생하는데 이는 볼록렌즈로 태양빛을 모으면 초점 부위에서 열이 발생하는 것과 비슷한 원리이다.
최근에는 상기 HIFU 방식에서 에너지를 조절하여 피부에 외상을 남기지 않고 피부속 진피층 또는 근막층의 세포를 60~70℃ 정도로 자극하여 콜라겐을 생성하는 개념의 피부 미용기기가 개발된 바 있다.
하지만, 상기 HIFU 방식의 미용기기는 비침습식 시술로 집속 초음파가 조사되는 시술 과정과 피부속에 형성된 초음파 조사점이 육안으로 확인되지 않았으며, 이는 동일 부위를 중복 시술하게 되는 문제점이 발생할 수 있고, 동일 위치의 중복 시술이 다수 반복되면 피부속에 염증을 발생시키는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 병원과 피부관리샵을 방문하지 않고도 각 가정에서 자가시술이 가능하도록 미용기기가 발전하고 있으며, 이 경우 사용자의 부주의로 인해 동일위치 중복시술과 특정 부위의 과다시술, 그리고 시술 영역의 고른 시술이 이루어지지 않는 등의 문제점이 해결되어야 했다.
대한민국 등록특허 제10-1673113호 (2016.10.31. 등록)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고강도 집속 초음파(HIFU) 기반의 미용기기를 사용함에 있어서 육안으로 보이지 않는 피부 속 초음파 조사점을 증강현실(Augmented Reality : AR) 영상과 매칭하여 시술과정 및 초음파 조사량을 시각적으로 확인할 수 있는 있는 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 각 구성부에 동작전원을 공급하는 전원공급부; 기기의 동작 환경 설정 및 초음파 조사의 동작 여부를 스위칭하는 입력부; 기기의 전체적인 동작을 제어하는 미용기기제어부; 초음파 발진을 위한 펄스신호를 생성하여 HIFU 발진도자에 전달하는 펄스생성부; 세라믹 소재로 형성되어 진동에 따른 초음파를 생성하고, 펄스신호에 따라 집속 초음파를 생성 및 피부에 조사하는 HIFU 발진도자; 상기 펄스생성부에서 생성된 펄스신호를 디스플레이장치에 무선 송출하는 제1송수신부;를 포함하여 구성된 피부미용기기; 및, 사용자 얼굴을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라; 상기 카메라로부터 획득한 영상으로부터 사용자 얼굴 형상을 추출하는 영상추출부; 상기 피부미용기기의 제1송수신부로부터 송출된 동작 펄스신호를 수신하는 제2송수신부; 상기 제2송수신부로부터 수신한 동작 펄스신호에 대응하여 가상의 스폿(spot) 이미지를 생성하는 이미지생성부; 상기 영상추출부로부터 추출된 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기의 위치를 인식하여 그 좌표를 생성하는 좌표생성부; 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기의 위치 좌표를 추출한 후 스폿(spot) 이미지를 해당 좌표에 합성하여 매핑하는 AR이미지생성부; 상기 AR이미지생성부에서 형성된 증강현실 이미지를 시각적으로 확인할 수 있도록 출력하는 표시부; 사용자의 얼굴 이미지 또는 시술 내용을 저장할 수 있는 데이터저장부; 기기의 전체적인 동작을 제어하는 디스플레이제어부;를 포함하여 구성된 디스플레이장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기에 의하면, 고강도 집속 초음파(HIFU) 기반의 미용기기를 사용함에 있어서 육안으로 보이지 않는 피부 속 초음파 조사점을 시각적으로 확인하여 동일 위치 중복시술을 방지하여 안전성을 확보하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 피부 시술 영역에 대한 각 부위별 초음파 조사량을 시각적으로 확인할 수 있어 전체적으로 시술영역의 균일성을 제공하는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 의하면 비전문가도 자신의 시술 부위에 대한 진행과정을 시각적으로 확인하면서 사용할 수 있어 안전한 자가시술이 가능한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기를 나타낸 전체 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기에 대한 사용상태 예시도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기를 나타낸 전체 블록구성로서, 상기와 같이 본 발명의 구성은 크게 고강도 집속 초음파(HIFU)를 기반의 피부미용기기(100)와 디스플레이장치(200)를 포함하여 구성된다.
피부미용기기(100)는 고강도 집속 초음파를 생성하여 피부 속 진피층과 근막층을 자극하여 세포 재생 및 활성화에 따른 콜라겐 생성을 증대시키는 원리를 적용한 미용기기이다.
상기 피부미용기기(100)의 상세한 구성은, 각 구성부의 동작전원을 공급하는 전원공급부(110)와, 기기의 동작 환경을 설정하고 초음파 조사의 동작 여부를 스위칭하는 입력부(120)와, 기기의 전체적인 동작을 제어하는 미용기기제어부(130)와, 초음파 발진을 위한 펄스신호를 생성하여 HIFU 발진도자에 전달하는 펄스생성부(140)와, 세라믹 소재로 형성되어 미세한 진동에 따른 초음파를 생성하고, 펄스신호에 따라 집속 초음파를 생성 및 피부에 조사하는 HIFU 발진도자(150)와, 상기 펄스생성부(140)에서 생성된 펄스신호를 디스플레이장치(200)에 무선 송출하는 제1송수신부(160)를 포함하여 구성된다.
디스플레이장치(200)는 영상을 생성 및 합성 등 재가공하여 증강현실 이미지를 생성한 후 표시할 수 있는 것으로 스마트폰, 테블릿, 노트북 등이 적용될 수 있다.
상기 디스플레이장치(200)의 상세한 구성은, 피부미용기기(100)를 사용하고 있는 사용자 얼굴을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라(210)와, 상기 카메라(210)로부터 획득한 영상으로부터 사용자 얼굴 형상을 추출하는 영상추출부(220)와, 상기 피부미용기기(100)의 제1송수신부(160)로부터 송출된 동작 펄스신호를 수신하는 제2송수신부(230)와, 상기 제2송수신부(230)로부터 수신한 동작 펄스신호에 대응하여 가상의 스폿(spot) 이미지를 생성하는 이미지생성부(240)와, 상기 영상추출부(220)로부터 추출된 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기(100)의 위치를 인식하여 그 좌표를 생성하는 좌표생성부(250)와, 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기(100)의 위치 좌표를 추출한 후 스폿(spot) 이미지를 해당 좌표에 합성하여 매핑처리하는 AR이미지생성부(260)와, 상기 AR이미지생성부(260)에서 형성된 증강현실 이미지를 시각적으로 확인할 수 있도록 출력하는 표시부(270)와, 사용자의 얼굴 이미지 또는 시술 내용을 저장할 수 있는 데이터저장부(280)와, 기기의 전체적인 동작을 제어하는 디스플레이제어부(290)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 상기 영상추출부(220)와, 이미지생성부(240)와, 좌표생성부(250)와, AR이미지생성부(260)는 그 기능이 디스플레이제어부(290)의 포괄적 구성 안에 포함될 수도 있다.
상기 영상추출부(220)는 사용자의 얼굴을 인식하고, 인식된 사용자 얼굴에서 복수의 특징점들을 검출할 수 있다. 또한, 영상추출부(220)는 검출된 복수의 특징점들의 상관 관계를 분석하여 표정 또는 얼굴 움직임 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
구체적으로, 영상추출부(220)는 촬영된 영상의 밝기, 움직임, 색상 눈 위치 추정 등의 정보를 바탕으로 사용자의 얼굴과 배경을 구분하여 사용자의 얼굴을 인식할 수 있다.
예를 들어, 밝기, 얼굴 모양, 연령, 인종 등이 상이한 복수의 이미지에 포함된 인물에 대해 각각의 얼굴 영역을 지정한 데이터에 대한 별도의 학습 결과를 통하여 사용자의 얼굴을 인식할 수 있으며, 학습을 위한 이미지 데이터가 많아질수록 학습 결과의 정확성은 높아져, 결과적으로 촬영된 영상에서 사용자의 얼굴을 더 정확하게 검출할 수 있게 된다. 그리고, 사용자의 얼굴이 인식되면 얼굴 영역에 포함된 얼굴 모양, 눈썹, 눈, 코, 입에 대한 특징점들을 표시한 데이터를 생성할 수 있다. 이 특징점들은 복수의 얼굴에 대한 얼굴 모양, 눈썹, 눈, 코, 입의 특징점 위치를 표시한 데이터들에 대한 별도의 학습 결과를 이용하여 검출될 수 있으며, 학습을 위한 데이터가 많아질수록 사용자의 얼굴에서 특징점을 검출하는 정확도를 높일 수 있다.
이미지생성부(240)는 상기 제2송수신부(230)로부터 수신한 동작 펄스신호에 대응하여 가상의 스폿(spot) 이미지를 생성하되, 스폿 이미지가 동일 좌표에 중복 생성시 다양한 색상으로 스폿 이미지를 표현하여 집속 초음파의 동일 위치 중복 조사를 확인할 수 있다.
좌표생성부(250)는 상기 영상추출부(220)에서 생성된 얼굴 이미지를 대상으로 다수의 구획을 분할하여 각각의 구획별 고유한 좌표를 생성한다.
AR이미지생성부(260)는 상기 영상추출부(220)를 통해 생성된 사용자 얼굴 이미지와, 상기 이미지생성부(240)에서 생성된 스폿 이미지를 매핑하여 AR이미지를 생성하는 것이다. 이때, 상기 스폿 이미지가 매핑되는 위치는, 피부미용기기(100)의 외부 하우징에 기준이 되는 식별점을 형성하고, 그 식별점의 위치가 얼굴 이미지의 어느 고유좌표에 위치하는지에 따라 스폿 이미지를 해당 좌표에 매핑하여 AR이미지를 생성하는 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
100 : 피부미용기기
110 : 전원공급부
120 : 입력부
130 : 미용기기제어부
140 : 펄스생성부
150 : HIFU 발진도자
160 : 제1송수신부
200 : 디스플레이장치
210 : 카메라
220 : 영상추출부
230 : 제2송수신부
240 : 이미지생성부
250 : 좌표생성부
260 : AR이미지생성부
270 : 표시부
280 : 데이터저장부
290 : 디스플레이제어부

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 각 구성부에 동작전원을 공급하는 전원공급부(110); 기기의 동작 환경 설정 및 초음파 조사의 동작 여부를 스위칭하는 입력부(120); 기기의 전체적인 동작을 제어하는 미용기기제어부(130); 초음파 발진을 위한 펄스신호를 생성하여 HIFU 발진도자에 전달하는 펄스생성부(140); 세라믹 소재로 형성되어 진동에 따른 초음파를 생성하고, 펄스신호에 따라 집속 초음파를 생성 및 피부에 조사하는 HIFU 발진도자(150); 상기 펄스생성부(140)에서 생성된 펄스신호를 디스플레이장치(200)에 무선 송출하는 제1송수신부(160); 를 포함하여 구성된 피부미용기기(100);
    사용자 얼굴을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라(210); 상기 카메라(210)로부터 획득한 영상으로부터 사용자 얼굴 형상의 이미지를 추출하는 영상추출부(220); 상기 피부미용기기(100)의 제1송수신부(160)로부터 송출된 동작 펄스신호를 수신하는 제2송수신부(230); 상기 제2송수신부(230)로부터 수신한 동작 펄스신호에 대응하여 가상의 스폿(spot) 이미지를 생성하는 이미지생성부(240); 상기 영상추출부(220)로부터 추출된 사용자 얼굴 형상 이미지를 기준으로 피부미용기기(100)의 위치를 인식하여 그 좌표를 생성하는 좌표생성부(250); 사용자 얼굴 형상을 기준으로 피부미용기기(100)의 위치 좌표를 추출한 후 스폿(spot) 이미지를 해당 좌표에 합성하여 매핑하는 AR이미지생성부(260); 상기 AR이미지생성부(260)에서 형성된 증강현실 이미지를 시각적으로 확인할 수 있도록 출력하는 표시부(270); 사용자의 얼굴 이미지 또는 시술 내용을 저장할 수 있는 데이터저장부(280); 기기의 전체적인 동작을 제어하는 디스플레이제어부(290); 를 포함하여 구성된 디스플레이장치(200);를 포함하고,
    상기 스폿 이미지를 얼굴 형상 이미지에 매핑되는 위치를 추출하기 위해서 상기 피부미용기기(100)의 외부 하우징에는 기준이 되는 식별점을 형성한 것을 특징으로 하는 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이미지생성부(240)는 스폿 이미지가 동일 위치에 중복 생성시 다양한 색상으로 스폿 이미지를 표현하여 집속 초음파의 동일 위치 중복 조사를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 증강현실 영상을 이용한 자가시술형 미용기기.
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