KR102315680B1 - 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시력 회복 장치로서, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임; 상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 가상현실 영상을 출력하는 디스플레이부; 및 제1 영상 및 상기 제1 영상보다 밝은 제2 영상을 포함하는 가상현실 영상을 상기 디스플레이부로 출력 제어하되, 상기 제1 영상과 제2 영상을 교차 출력하여, 영상의 밝기 차이에 의한 조리개 운동을 유도하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 본 발명의 특징에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치에 따르면, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 서로 밝기가 다른 제1 영상 및 제2 영상을 포함하는 가상현실 영상을 제공하되, 제1 영상과 제2 영상을 교차 출력하여 밝기 차에 의한 조리개 운동을 유도함으로써, 사용자가 올바른 방법으로 쉽게 조리개 운동을 할 수 있도록 돕고, 조리개의 유연성을 높여 시력 회복 효과를 얻을 수 있다.

Description

가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치{SIGHT RECOVERY APPARATUS THROUGH VIRTUAL REALITY-BASED IRIS MOVEMENT INDUCTION}

본 발명은 시력 회복 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치에 관한 것이다.

디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스의 일종인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 컨텐츠 등을 제공받을 수 있는 각종 디바이스를 의미한다. 이러한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 투과(see-through)형과 밀폐(see-closed)형으로 구분되고 있으며, 투과형은 주로 증강현실(Augmented Reality, AR)용으로 사용되고, 밀폐형은 주로 가상현실(Virtual Reality, VR)용으로 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같은 헤드 마운티드 디스플레이는, 외부의 빛이 차단되는 밀폐형으로 사용자에게 가상현실을 제공하기에 적합한 형태이다.

한편, 컴퓨터, 스마트폰 등의 사용 시간이 길어지면서, 눈의 피로, 안구 건조, 시력 저하 등 눈과 관련된 다양한 질병이 늘어나고 있다. 특히, 현대인들은 가까운 물체를 장시간 보는 경우가 많고 강한 자극을 주는 빛에 노출되는 시간이 길어서, 연령에 관계없이 시력 저하가 발생하여 큰 문제가 되고 있다.

조리개 운동은 홍채(조리개)를 여닫는 운동을 반복하여 빛으로 긴장된 눈을 이완시킬 수 있고, 지속적인 조리개 운동을 통해 조리개의 유연성을 높이고, 이를 통해 시력 회복 또는 개선 효과를 얻을 수 있다. 개인이 직접 조리개 운동을 하는 방법으로서, 손바닥을 이용해 눈을 가렸다가 여는 동작을 일정한 간격으로 반복할 수 있으나, 조리개 운동에 대한 인식이 부족하고, 개인이 올바른 방법으로 충분한 시간 동안 이를 꾸준히 실천하기는 어려운 한계가 있다.

한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-1789153호(발명의 명칭: 가상현실 기반의 EMDR 안구 운동의 몰입형 제공 방법, 등록일자: 2017년 10월 17일) 등이 개시된 바 있다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 서로 밝기가 다른 제1 영상 및 제2 영상을 포함하는 가상현실 영상을 제공하되, 제1 영상과 제2 영상을 교차 출력하여 밝기 차에 의한 조리개 운동을 유도함으로써, 사용자가 올바른 방법으로 쉽게 조리개 운동을 할 수 있도록 돕고, 조리개의 유연성을 높여 시력 회복 효과를 얻을 수 있는, 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치는,

시력 회복 장치로서,

사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임;

상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 가상현실 영상을 출력하는 디스플레이부; 및

제1 영상 및 상기 제1 영상보다 밝은 제2 영상을 포함하는 가상현실 영상을 상기 디스플레이부로 출력 제어하되, 상기 제1 영상과 제2 영상을 교차 출력하여, 영상의 밝기 차이에 의한 조리개 운동을 유도하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 HMD 프레임은,

사용자가 머리에 착용한 상태에서 외부의 빛이 차단되는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태 또는 고글(goggles) 형태로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는,

복수의 안구운동 영상 중 어느 하나를 상기 제1 영상으로, 복수의 풍경 영상 중 어느 하나를 상기 제2 영상으로 하여 상기 디스플레이부로 출력 제어하되, 상기 안구운동 영상과 풍경 영상을 교차 출력할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 제1 영상과 제2 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 교차 출력할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,

상기 제1 영상으로, 오브젝트의 이동을 포함하는 안구운동 영상을 상기 디스플레이부로 출력 제어하여, 상기 가상현실 영상에 포함된 오브젝트의 이동을 추적하는 눈의 움직임을 통해 안구 주변 근육의 운동을 유도하며,

상기 안구운동 영상은, 검정색 배경 및 임계값 이상의 명도를 갖는 오브젝트로 구성되고, 상기 검정색 배경에서 상기 오브젝트가 이동하여 사용자의 시선을 집중시키되, 전체 영상의 밝기가 미리 정해진 값 이하일 수 있다.

바람직하게는,

상기 디스플레이부로 출력되는 상기 가상현실 영상을 상기 사용자의 양안에 전달하며, 상기 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응하는 좌안 접안부 및 우안 접안부를 포함하는 접안부; 및

상기 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 따라 상기 좌안 접안부 및 우안 접안부의 위치를 조절하는 접안 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 접안 위치 조절부는,

상기 HMD 프레임의 외면에 구비되며, 상기 좌안 접안부 및 우안 접안부 각각의 위치를 조절하는 2개의 조절 버튼을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 시력 회복 장치는,

상기 가상현실 영상과 상기 사용자의 양안의 거리를 조절하여 초점을 맞추는 초점 조절부;

상기 시력 회복 장치에 대한 사용자의 제어 신호를 입력하는 입력부;

상기 시력 회복 장치의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및

상기 전원 공급부의 온/오프를 위한 스위치부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 본 발명의 특징에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치에 따르면, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 서로 밝기가 다른 제1 영상 및 제2 영상을 포함하는 가상현실 영상을 제공하되, 제1 영상과 제2 영상을 교차 출력하여 밝기 차에 의한 조리개 운동을 유도함으로써, 사용자가 올바른 방법으로 쉽게 조리개 운동을 할 수 있도록 돕고, 조리개의 유연성을 높여 시력 회복 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치의 사시도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치를 통해 사용자에게 제공되는 제1 영상을 예를 들어 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치를 통해 사용자에게 제공되는 제2 영상을 예를 들어 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치를 통해 사용자에게 제공되는 가상현실 영상의 제공 시 제1 영상과 제2 영상의 교차 출력을 예를 들어 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치의 저면도를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)의 사시도를 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)는, HMD 프레임(110), 디스플레이부(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있으며, 접안부(140), 접안 위치 조절부(150), 초점 조절부(160), 입력부(170), 전원 공급부(180) 및 스위치부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

HMD 프레임(110)은, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 장치의 프레임 구성이다. 이러한 HMD 프레임(110)은, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 외부의 빛이 차단되는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태 또는 고글(goggles) 형태로 구성될 수 있다. 여기서, HMD 프레임(110)이 헬멧 형태로 이루어지는 경우, 사용자의 머리에 착용되는 헬멧과 헬멧의 전방에 배치되는 디스플레이 프레임 구조로 구성될 수 있다. 또한, HMD 프레임(110)이 고글 형태로 구성되는 경우, 사용자의 머리에 착용될 수 있는 밴드 프레임과, 밴드 프레임에 체결 고정되는 고글 프레임 구조로 구성될 수 있다.

디스플레이부(120)는, HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 가상현실 영상을 출력할 수 있다. 즉, 디스플레이부(120)는, 홍채 내부의 근육 움직임을 통해 홍채가 조절되는 조리개 운동을 유도하여 사용자의 시력 회복을 돕기 위한 가상현실 영상이 사용자의 양안에 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다.

실시예에 따라서는, 사용자의 좌안과 우안에 각각 영상을 제공하는 2개의 디스플레이로 디스플레이부(120)를 구성할 수 있다. 디스플레이부(120)를 2개의 디스플레이로 구성하면, 서로 다른 특성을 가진 사용자의 좌안과 우안을 위해 영상 광을 각각 조절할 수 있다.

제어부(130)는, 제1 영상(10) 및 제1 영상(10)보다 밝은 제2 영상(20)을 포함하는 가상현실 영상을 디스플레이부(120)로 출력 제어하되, 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 교차 출력하여, 영상의 밝기 차이에 의한 조리개 운동을 유도할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)를 통해 사용자에게 제공되는 제1 영상(10)을 예를 들어 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)를 통해 사용자에게 제공되는 제2 영상(20)을 예를 들어 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)를 통해 사용자에게 제공되는 가상현실 영상의 제공 시 제1 영상(10)과 제2 영상(20)의 교차 출력을 예를 들어 도시한 도면이다.

제어부(130)는, 밝기가 서로 다른 두 종류의 영상을 교차 출력하여, 영상의 밝기 차이에 의해 조리개 운동을 유도할 수 있다. 보다 구체적으로, 밝기가 어두운 제1 영상(10)과 밝기가 밝은 제2 영상(20)을 번갈아서 출력하되, 일정한 시간 간격으로 영상의 교차가 이루어지도록 할 수 있다. 여기서, 밝기가 어두운 제1 영상(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 안구운동을 유도하는 안구운동 영상일 수 있고, 밝기가 밝은 제2 영상(20)은 도 6에 도시된 바와 같이 눈의 피로를 줄이고 편안함을 주는 풍경 영상일 수 있다.

즉, 제어부(130)는, 복수의 안구운동 영상 중 어느 하나를 제1 영상(10)으로, 복수의 풍경 영상 중 어느 하나를 제2 영상(20)으로 하여 디스플레이부(120)로 출력 제어하되, 안구운동 영상과 풍경 영상을 교차 출력할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 교차하여 출력하면서, 제1 영상(10)으로는 안구운동 영상을, 제2 영상(20)으로는 풍경 영상을 출력할 수 있는데, 제1 영상(10), 제2 영상(20), 제1 영상(10), 제2 영상(20), 제1 영상(10), 제2 영상(20)과 같은 순서대로 가상현실 영상을 출력 제어하여, 효과적인 조리개 운동을 유도할 수 있다.

또한, 사용자의 지루함을 최소화하고 영상에 대한 집중력을 높여 시력 회복 효과를 높이기 위해, 제1 영상(10)을 복수의 안구운동 영상 중 어느 하나, 제2 영상(20)을 복수의 풍경 영상 중 어느 하나로 하되, 이미 출력된 영상을 제외하고 나머지 영상 중 어느 하나를 출력하여, 교차 출력될 때마다 서로 다른 안구운동 영상과 풍경 영상이 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 안구운동 영상 3개와 풍경 영상 3개가 있을 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 영상(10)으로 안구운동 영상 1, 제2 영상(20)으로 풍경 영상 1을 출력하고, 안구운동 영상 2, 풍경 영상 2, 안구운동 영상 3, 풍경 영상 3이 차례대로 출력되도록 할 수 있다.

이때, 제어부(130)는, 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 미리 정해진 시간 간격으로 교차 출력할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같은 예에서, 제1 영상(10)인 안구운동 영상 1을 15초, 제2 영상(20)인 풍경 영상 1을 10초, 안구운동 영상 2를 15초, 풍경 영상 2를 10초, 안구운동 영상 3을 15초, 풍경 영상 3을 10초씩 각각 출력할 수 있다. 따라서 제1 영상(10)은 15초씩 10초 간격, 제2 영상(20)은 10초씩 15초 간격으로 교차로 출력될 수 있다.

이하에서는, 제1 영상(10)을 구성하는 안구운동 영상과, 제2 영상(20)을 구성하는 풍경 영상에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

제어부(130)는, 제1 영상(10)으로, 오브젝트(12)의 이동을 포함하는 안구운동 영상을 디스플레이부(120)로 출력 제어하여, 가상현실 영상에 포함된 오브젝트(12)의 이동을 추적하는 눈의 움직임을 통해 안구 주변 근육의 운동을 유도할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 안구운동 영상은, 배경(11)과 오브젝트(12)를 포함하여 구성될 수 있으며, 오브젝트(12)는 붉은색으로 표시된 미리 설정된 궤적을 따라 이동할 수 있다. 여기서, 붉은색 선 및 화살표는 사용자의 뷰 필드(view field)에 제공되는 것은 아니고, 오브젝트(12)의 궤적을 설명하기 위해 표시한 것이다. 미리 설정된 궤적은, 도 5에 도시된 바와 같은 직사각형, 정사각형일 수 있으며, 별, 삼각형, 원, 회오리형 등 다양할 수 있다.

또한, 안구운동 영상은, 검정색 배경(11) 및 임계값 이상의 명도를 갖는 오브젝트(12)로 구성되고, 검정색 배경(11)에서 오브젝트(12)가 이동하여 사용자의 시선을 집중시키되, 전체 영상의 밝기가 미리 정해진 값 이하일 수 있다. 즉, 배경(11)과 오브젝트(12)의 명도 차이를 이용해 사용자의 집중력을 향상시키고, 이동하는 오브젝트(12)를 밝기가 임계값 이상으로 밝은 작은 도형으로 구성함으로써, 사용자가 오브젝트(12)에 시선을 고정하기 쉽게 하여 안구운동 효과를 높임과 동시에, 배경(11)을 검정색으로 구성해 영상을 전체적으로 어둡게 하여 조리개 운동이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 배경(11)에는 입체 효과를 주는 선 또는 점 요소를 부가함으로써, 사용자가 입체적인 상자 안을 들여다보는 것 같은 효과를 주어, 가상현실 영상에 대한 사용자의 집중도를 높일 수 있다.

한편, 제어부(130)는, 3차원 도형 형태인 오브젝트(12)의 형상, 모양, 색상 및 각도를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상이 변경되면서, 미리 설정된 궤적을 따라 오브젝트(12)가 이동하는 가상현실 영상을 출력 제어할 수 있다. 즉, 오브젝트(12)는 사각형, 삼각형, 원, 별 등 2차원 도형일 수 있으나, 육면체, 사면체, 구, 입체별 등 다양한 형태의 3차원 도형일 수도 있다.

제어부(130)는, 형상뿐 아니라, 색상이 변경되거나, 형상과 색상이 함께 변경될 수 있고, 오브젝트(12)의 각도 또는 자세가 변경되어, 삼각뿔의 바닥면, 정면 등 다양한 각도로 도형이 표시되도록 할 수 있다. 또한, 이러한 오브젝트(12)의 형상, 모양, 색상 및 각도 등의 변경은, 연속적으로 자연스럽게 이루어지도록 할 수 있다. 이와 같은 오브젝트(12)의 변경을 통해서 사용자의 흥미를 자극하고, 단순한 형태의 오브젝트(12)의 이동을 추적할 때보다 사용자의 집중도를 높이고 안구운동 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 제어부(130)는, 미리 정해진 시간 동안 안구운동 영상을 디스플레이부(120)로 출력 제어하며, 미리 설정된 궤적이 미리 정해진 시간 간격으로 변경되도록 제어할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같은 직사각형 형태의 궤적을 따라 오브젝트(12)가 미리 정해진 시간 동안 이동한 다음, 별 형태의 궤적으로 미리 설정된 궤적이 변경될 수 있다. 이때, 궤적의 변경은 오브젝트(12)가 이동하면서, 연속적으로 자연스럽게 이루어지도록 할 수 있다. 이와 같이 미리 설정된 궤적을 변경함으로써, 안구 주변의 여러 근육을 효과적으로 운동할 수 있다.

한편, 오브젝트(12)는, 미리 설정된 궤적을 따라 일정한 속도로 이동할 수 있으며, 실시예에 따라 일정한 가속도로 가속 또는 감속하면서 이동할 수도 있다. 이때, 속도 또는 가속도는 사용자에 따라 상이할 수 있으며, 추후 상세히 설명할 입력부(170)를 이용해 사용자가 오브젝트(12)의 이동 속도 또는 가속도를 직접 조절할 수 있고, 제어부(130)가 사용자의 오브젝트(12) 이동 추적 성공률에 따라 자동으로 조절할 수도 있다.

한편, 제1 영상은, 복수의 안구운동 영상 중 어느 하나일 수 있는데, 안구운동 영상에서 오브젝트, 미리 설정된 궤적, 배경 중 적어도 어느 하나가 상이하면 다른 안구운동 영상으로 볼 수 있으며, 실시예에 따라서는, 오브젝트, 미리 설정된 궤적, 배경 등과 관계없이 일정 길이를 갖도록 안구운동 영상을 구성할 수도 있다.

이와 같은 안구운동 영상을 제1 영상(10)으로 출력한 다음에는, 도 6에 도시된 바와 같은 풍경 영상을 밝기가 밝은 제2 영상(20)으로 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(130)는, 제2 영상(20)으로, 사용자의 뷰 필드 전체로 제공되는 제2 영상(20)을 눈을 편안하게 하는 풍경 영상으로 출력 제어하되, 제2 영상(20)은 제1 영상(10)보다 밝고 영상 전체의 평균 밝기가 임계값 이상일 수 있다. 제2 영상(20)은 미리 정해진 시간 동안 출력될 수 있으며, 실시예에 따라서는 8초~15초, 보다 구체적으로는 10초 동안 제2 영상(20)을 출력할 수 있다.

이때, 제2 영상(20)이 출력되는 미리 정해진 시간은 사용자에 따라 상이할 수 있으며, 추후 상세히 설명할 입력부(170)를 이용해 사용자가 미리 정해진 시간을 직접 조절할 수 있고, 제어부(130)가 사용자의 홍채 조절 능력에 따라 자동으로 조절할 수도 있다.

접안부(140)는, 디스플레이부(120)로 출력되는 가상현실 영상을 사용자의 양안에 전달할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)의 저면도를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)의 접안부(140)는, 디스플레이부(120)로 출력되는 가상현실 영상을 사용자의 양안에 전달하며, 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응하는 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 접안부(140)는 사용자의 양안에 대응되는 2개의 원통형일 수 있으며, 렌즈가 구비되어 디스플레이부(120)로 출력되는 가상현실 영상을 최적화하여 사용자의 눈에 제공할 수 있다.

접안 위치 조절부(150)는, 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 따라 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142)의 위치를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 접안 위치 조절부(150)는, HMD 프레임(110)의 외면에 구비되며, 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142) 각각의 위치를 조절하는 2개의 조절 버튼(151, 152)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측의 조절 버튼(151)을 좌우로 조절하여 좌안 접안부(141)를 좌우로 조절할 수 있고, 우측의 조절 버튼(152)을 이용해 우안 접안부(142)의 위치를 좌우로 조절할 수 있다. 이와 같이, 접안 위치 조절부(150)를 이용해, 사용자마다 서로 다른 눈의 위치에 맞추어 접안부(140)를 조절할 수 있으므로, 외부의 빛을 효과적으로 차단하고 사용자가 영상에 집중할 수 있도록 하고, 조리개 운동을 하는 사용자의 눈의 피로를 최소화할 수 있다.

초점 조절부(160)는, 가상현실 영상과 사용자의 양안의 거리를 조절하여 초점을 맞출 수 있다. 보다 구체적으로, 초점 조절부(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이 HMD 프레임(110)의 외면에 구비되며, 초점 조절부(160)를 회전시켜 미세한 초점 조절이 가능하도록 할 수 있다. 초점 조절부(160)는, 제어부(130)와 연동하여 디스플레이부(120)로 출력되는 가상현실 영상의 크기를 조절하거나, 접안부(140)의 렌즈 위치 등을 조절함으로써, 가상현실 영상과 사용자의 양안의 거리를 조절해 사용자가 가상현실 영상에 초점을 맞추기 쉽게 할 수 있다.

입력부(170)는, 시력 회복 장치(100)에 대한 사용자의 제어 신호를 입력할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 입력부(170)는 HMD 프레임(110)의 일 측에 구비될 수 있으며, 사용자는 입력부(170)를 통해 가상현실 영상의 출력 제어, 볼륨 제어 등의 제어 신호를 입력할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)는, 시력 회복 장치(100)의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(180) 및 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 사용자 동공을 추적하는 센서부(미도시), HMD 프레임(110)에 장착되어 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 모듈(미도시), 제어부(130)의 제어 하에 데이터 통신을 수행하는 통신부(미도시) 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 센서부는, 동공 감지 센서로서, 사용자의 동공의 크기를 측정하는 동공 크기 정보를 수집할 수 있으며, 제어부(130)는 센서부에서 수집한 동공 크기 정보를 이용해 사용자의 조리개가 영상의 밝기에 따라 제대로 조절되고 있는지 판단할 수 있다. 또는, 제어부(130)는 수집한 동공 크기 정보를 통신부를 통해 서버와 공유함으로써, 서버에서 사용자의 조리개가 조리개 운동을 제대로 하고 있는지 판단할 수도 있다.

또한, 제어부(130)는, 서로 밝기가 다른 제1 영상(10)과 제2 영상(20)의 교차 출력에 따른 사용자의 동공 크기의 변화가 효과적으로 이루어지는지 판단하고, 사용자의 홍채 조절 능력에 따라 어두운 영상인 제1 영상(10) 및/또는 밝은 영상인 제2 영상(20)이 출력되는 미리 정해진 시간을 조절할 수 있다. 또한, 사용자의 홍채 조절 능력에 대한 이상 유무를 검출할 수도 있으며, 이상이 의심될 때에는 정확한 검출을 위해 제1 영상(10) 및/또는 제2 영상(20)이 출력되는 미리 정해진 시간을 조절하여, 빛 반사 이상 유무를 복수 회 검출할 수 있다.

한편, 센서부는, 동공 추적 센서를 더 포함할 수 있고, 동공 추적 센서를 통해 안구운동 영상에서 오브젝트(12)를 바라보는 사용자의 시선을 추적하는 동공 추적 정보를 수집할 수 있다. 제어부(130)는 센서부의 동공 추적 센서에서 수집한 동공 추적 정보를 이용해 사용자가 안구운동을 제대로 하고 있는지 판단할 수 있다. 또는, 제어부(130)는 수집한 동공 추적 정보를 통신부를 통해 서버와 공유함으로써, 서버에서 사용자가 안구운동을 제대로 하고 있는지 판단할 수도 있다.

또한, 제어부(130)는, 안구운동 영상에서 오브젝트(12)가 이동하는 미리 설정된 궤적과 동공 추적 정보를 이용한 사용자 시선의 일치율이 임계값보다 낮은 궤적을 추출하고, 추출된 궤적으로 미리 설정된 궤적을 변경하여, 사용자가 잘 안되는 안구운동을 더 많이 하도록 유도할 수 있다. 실시예에 따라서, 제어부(130)는, 오브젝트(12)가 이동하는 미리 설정된 궤적과 동공 추적 정보를 이용한 사용자 시선의 일치율이 임계값보다 낮으면, 오브젝트(12)의 이동 속도를 감소시켜 사용자가 좀 더 쉽게 오브젝트(12)의 이동을 추적할 수 있도록 조절할 수 있다.

또한, GPS 모듈은 사용자의 위치 정보를 제공하고, 통신부는 서버 또는 다른 시력 회복 장치(100)의 통신부와 연동하여 연결 접속되고, 서버로부터 가상현실 영상 데이터를 수신하거나, 센싱 정보 등 각종 정보가 서로 공유될 수 있도록 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이때, 통신부는 인터넷 접속이 가능한 3G/4G/5G 및 LTE를 포함하는 다양한 무선 통신 방식, USB 등의 유선 통신 방식 등이 적용되는 것으로 이해될 수 있다.

한편, 접안 위치 조절부(150), 초점 조절부(160), 입력부(170), 스위치부(190)는 각각 HMD 프레임(110)의 상, 하, 좌, 우 등 일 측에 설치될 수 있으며, 실시예에 따라서는 HMD 프레임(110)과 유선으로 연결되는 별도의 디바이스에 형성될 수도 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 본 발명의 특징에 따른 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100)에 따르면, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 서로 밝기가 다른 제1 영상(10) 및 제2 영상(20)을 포함하는 가상현실 영상을 제공하되, 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 교차 출력하여 영상의 밝기 차이에 의한 조리개 운동을 유도함으로써, 사용자가 올바른 방법으로 쉽게 조리개 운동을 할 수 있도록 돕고, 조리개의 유연성을 높여 시력 회복 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 제1 영상
11: 배경
12: 오브젝트
20: 제2 영상
100: 시력 회복 장치
110: HMD 프레임
120: 디스플레이부
130: 제어부
140: 접안부
141: 좌안 접안부
142: 우안 접안부
150: 접안 위치 조절부
151, 152: 조절 버튼
160: 초점 조절부
170: 입력부
180: 전원 공급부
190: 스위치부

Claims (8)

1. 시력 회복 장치(100)로서,
   사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임(110);
   상기 HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되어 가상현실 영상을 출력하는 디스플레이부(120);
   제1 영상(10) 및 상기 제1 영상(10)보다 밝은 제2 영상(20)을 포함하는 가상 현실 영상을 상기 디스플레이부(120)로 출력 제어하되, 상기 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 교차 출력하여, 영상의 밝기 차이에 의한 조리개 운동을 유도하는 제어부(130);
   동공 감지 센서로서, 사용자의 동공의 크기를 측정하는 동공 크기 정보를 수집하는 센서부;
   상기 디스플레이부(120)로 출력되는 상기 가상현실 영상을 상기 사용자의 양안에 전달하며, 상기 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응하는 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142)를 포함하는 접안부(140);
   상기 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 따라 상기 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142)의 위치를 조절하는 접안 위치 조절부(150);
   상기 가상현실 영상과 상기 사용자의 양안의 거리를 조절하여 초점을 맞추는 초점 조절부(160);
   상기 시력 회복 장치(100)에 대한 사용자의 제어 신호를 입력하는 입력부(170);
   상기 시력 회복 장치(100)의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(180); 및
   상기 전원 공급부(180)의 온/오프를 위한 스위치부(190)를 포함하되,
   상기 제어부(130)는,
   복수의 안구운동 영상 중 어느 하나를 상기 제1 영상(10)으로, 복수의 풍경 영상 중 어느 하나를 상기 제2 영상(20)으로 하여 상기 디스플레이부(120)로 출력제어하되, 이미 출력된 영상을 제외하고 나머지 안구운동 영상 및 풍경 영상 중 어느 하나를 각각 출력하여, 교차 출력될 때마다 서로 다른 안구운동 영상과 풍경 영상이 출력되고,
   상기 제어부(130)는,
   상기 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 미리 정해진 시간 간격으로 교차 출력하되, 상기 제1 영상(10)은 제1 시간 간격으로 제2 영상(20)은 제2 시간 간격으로 교차로 출력되며,
   상기 제어부(130)는,
   상기 센서부에서 수집한 동공 크기 정보를 이용해 서로 밝기가 다른 상기 제1 영상(10)과 제2 영상(20)의 교차 출력에 따른 사용자의 동공 크기의 변화가 이루어지는지 판단하고, 사용자의 홍채 조절 능력에 따라 상기 제1 영상(10) 및/또는 제2 영상(20)이 출력되는 미리 정해진 시간을 자동으로 조절하며,
   상기 제어부(130)는,
   상기 제1 영상(10)으로, 오브젝트(12)의 이동을 포함하는 안구운동 영상을 상기 디스플레이부(120)로 출력 제어하여, 상기 가상 현실 영상에 포함된 오브젝트(12)의 이동을 추적하는 눈의 움직임을 통해 안구 주변 근육의 운동을 유도하고, 3차원 도형 형태인 상기 오브젝트(12)의 형상, 모양, 색상 및 각도를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상이 변경되면서, 미리 설정된 궤적을 따라 상기 오브젝트(12)가 이동하는 가상현실 영상을 출력 제어하며,
   상기 안구운동 영상은, 검정색 배경(11) 및 임계값 이상의 명도를 갖는 오브젝트(12)로 구성되고, 상기 검정색 배경(11)에서 상기 오브젝트(12)가 이동하여 사용자의 시선을 집중시키되, 상기 검정색 배경(11)에는 입체 효과를 주는 선 또는 점 요소를 부가하여 사용자가 입체적인 상자 안을 들여다보는 것 같은 효과를 주고, 전체 영상의 밝기가 미리 정해진 값 이하이며,
   상기 접안 위치 조절부(150)는,
   상기 HMD 프레임(110)의 외면에 구비되며, 상기 좌안 접안부(141) 및 우안 접안부(142) 각각의 위치를 조절하는 2개의 조절 버튼(151, 152)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100).
2. 제1항에 있어서, 상기 HMD 프레임(110)은,
   사용자가 머리에 착용한 상태에서 외부의 빛이 차단되는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태 또는 고글(goggles) 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가상현실 기반 조리개 운동 유도를 통한 시력 회복 장치(100).
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