KR20200126598A

KR20200126598A - 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템

Info

Publication number: KR20200126598A
Application number: KR1020190050436A
Authority: KR
Inventors: 이종수; 김동균
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-11-09

Abstract

본 발명은 노안 시기능 개선 훈련을 위한 조절력 모드 치료방법에 관한 것으로, 가상현실(VR) 기반으로 한 노안 시기능 훈련을 위한 조절력 모드 인터페이스 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템은 노안 개선 치료를 위해 사용자가 안경형태로 착용하는 머리장착형 영상장치(HMD, 100)에 있어서, 상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)은 가상현실(VR) 이미지를 출력하는 영상부; 상기 사용자의 안구에서 반사되는 광을 측정하는 내부동작 센서부; 게임용 엑츄에이터와 무선 송수신되어 상기 사용자의 안구 이외의 외부 동작을 인식하는 외부동작 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템{INTERFACE SYSTEM WITH TREATMENT OF PRESBYOPIA}

본 발명은 노안 시기능 개선 훈련을 위한 조절력 모드 치료방법에 관한 것으로, 가상현실(VR) 기반으로 한 노안 시기능 훈련을 위한 조절력 모드 인터페이스 시스템에 관한 것이다.

나이가 들면서 수정체가 딱딱해지고 탄력이 떨어지게 되면 이로 인해 조절력이 감소되어 근거리 작업이 장애를 받게 되는데 이를 노안이라고 한다. 노안은 수정체의 굴절력을 증가시킴으로써 가까운 사물을 보는 과정인 조절력이 감소되어 근거리 작업이 장애를 받게 되는데, 조절, 눈모음, 축동이 동시에 일어나는 근거리 주시 복합운동의 훈련이 필요하다.

시기능 훈련은 신경근육적, 신경생리학적 또는 신경감각적 시각 장애를 치료하거나 그와 관련된 증상을 완화하는 것으로, 안구운동 장애, 양안시 이상, 조절 장애, 사시, 약시, 그리고 시지각 장애를 교정하고 그와 관련된 증상들을 개선하기 위한 임상적인 접근 방법이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 시기능 훈련은 환자가 클리닉센터에 방문하여 전문가의 지도하에 시기능 훈련을 실시한다. 현재 시기능 훈련은 전문가의 수동 훈련 방법에 의해 실시되고 있다.

또한, 환자의 눈 기능을 개선하기 위해서 반복적인 패턴을 이용하고 있으나 이러한 반복적인 패턴은 환자의 지루함을 초래할 수 있고, 반복 패턴을 이용한 수동 훈련은 눈의 순응성이 결여될 수 있어 훈련 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 현재 실시하고 있는 시기능 훈련 방법은 노안 증상의 효과를 증가시키기 위한 긴 시간이 필요하므로 비용이 증가되는 문제가 발생한다.

따라서 시기능 훈련은 거리에 대한 지각 및 입체의 표현을 효율적으로 실시할 수 있도록 개발되어야 하고, 본 발명은 상기 기술한 문제점을 해결하여 디지털 영상기술 및 3차원 디스플레이의 응용 기술들을 접목하면서 노안 시기능 조절을 위한 효과적인 훈련 프로그램을 제공하였다.

대한민국 공개특허 특2003-0086578

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 노인을 위한 노안 치료 방법과 가상현실(VR) 기술을 접목하여 노안을 효과적으로 치료할 수 있는 노안 시기능 조절력 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 노안 개선 치료방법으로 가상현실(VR) 기술을 이용하여 사용자의 흥미를 높이고 지루함 없이 반복 훈련할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명인 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템은 노안 개선 치료를 위해 사용자가 안경형태로 착용하는 머리장착형 영상장치(HMD, 100)에 있어서, 상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)은 가상현실(VR) 이미지를 출력하는 영상부; 상기 사용자의 안구에서 반사되는 광을 측정하는 내부동작 센서부; 게임용 엑츄에이터와 무선 송수신되어 상기 사용자의 안구 이외의 외부 동작을 인식하는 외부동작 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템은 노인을 위한 노안 치료 방법과 가상현실(VR) 기술을 접목하여 노안을 효과적으로 치료할 수 있는 노안 시기능 조절력 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 노안 개선 치료방법으로 가상현실(VR) 기술을 이용하여 사용자의 흥미를 높이고 지루함 없이 반복 훈련할 수 있다.

도 1은 현재 실시되고 있는 시기능 훈련 사진 및 효과를 나타내었다.
도 2는 본 발명에 의해 실시되는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의해 실시되는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의해 실시되는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템 제2실시예를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 5는 본 발명에 의해 실시되는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템 제3실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

본 발명은 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템에 관한 것으로, 노안 개선 치료를 위해 사용자가 안경형태로 착용하는 머리장착형 영상장치(HMD, 100)을 이용하여 노안 시기능 개선 훈련을 위한 조절력 치료 방법이다.

상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)은 크게 영상부, 내부동작 센서부 및 외부동작 센서부로 구성된다.

먼저, 상기 영상부는 가상현실(VR) 이미지를 출력한다. 상기 영상부는 상기 사용자가 상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)을 착용하였을 때 정면으로 볼 수 있도록 마련된다.

상기 영상부에서 출력되는 가상현실(VR) 이미지는 아래에 설명할 플리퍼 모드(flipper 모드, 제1실시예), 근-원거리 주시 모드(제2실시예) 및 펜슬 푸쉬업 모드(pencil push up 모드, 제3실시예) 중 사용자에 의해 선택된 어느 하나로 실시될 수 있다.

다음으로, 상기 내부동작 센서부는 상기 사용자의 안구에서 반사되는 광을 측정한다. 보다 구체적으로, 상기 내부동작 센서부는 상기 사용자의 안구로 적외선 광을 입사시킬 수 있도록 마련된 광원모듈과 상기 사용자의 안구에서 반사된 적외선 영상을 촬영하는 촬영모듈 및 상기 광원모듈에서 조산된 광을 상기 안구로 유도하고 상기 안구에서 반사된 광을 상기 촬영모듈로 유도하도록 마련된 반사모듈로 구성될 수 있다. 또한, 상기 내부동작 센서부는 상기 광원모듈, 촬영모듈 및 반사모듈에서 측정되는 데이터를 무선 통신에 의해 송수신하는 내부동작 센서 제어부를 더 마련할 수 있다. 상기 내부동작 센서 제어부는 상기 영상부와 외부동작 센서부의 데이터를 무선 통신에 의해 송수신할 수 있도록 제어한다.

다음으로, 상기 외부동작 센서부는 게임용 엑츄에이터, PC 또는 모바일 앱 중 선택된 어느 하나 이상과 무선 송수신되어 상기 사용자의 안구 이외의 외부 동작을 인식한다. 상기 외부동작 센서부는 상기 영상부와 내부동작 센서부의 데이터를 무선 통신에 의해 송수신할 수 있도록 외부동작 센서 제어부를 더 마련하여 제어한다.

상기 영상부에서 출력되는 가상현실(VR) 이미지의 각 실시예에 대해 아래에 보다 자세하게 설명한다.

제1실시예로, 상기 플리퍼(flipper) 모드는 (+)/(-) 렌즈를 이용하여 눈 근육을 조절 유도하는 방법으로 원거리, 근거리 물체를 바라보는 것으로 자극하여 조절반응 민첩성을 향상시킨다. 사용자의 수정체가 조절할 수 있는 최대한의 조절 능력을 의미하는 것으로, 본 검사에 의해 상기 수정체 조절력의 1/2 또는 1/3의 여유를 남기고 교정하는 방법이다.

도 2에 나타난 바와 같이, 상기 플리퍼(flipper) 모드는 가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 거리에 시력검사표의 시력단위 0.4, 0.5, 0.6 시표 중 선택된 어느 하나의 제1시표(10) 이미지를 생성하는 제1단계(S11)와 상기 사용자에게 상기 선택된 시표지를 30초 내지 1분 동안 노출하여 상기 선택된 제1시표(10)에 적응하는 제2단계(S12)에 의해 순차적으로 상기 이미지가 출력된다. 또한, 상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)과 상기 사용자의 안구 사이에 (-)디옵터렌즈 또는 (+)디옵터렌즈를 더 마련하여, 상기 가상현실(VR) 이미지가 상기 제1단계(S11)와 제2단계(S12)를 순차적으로 출력되었을 때 상기 선택된 시표가 흐려 보일 때까지 상기 (-)디옵터렌즈 또는 (+)디옵터렌즈를 부가하는 제3단계(S13)로 실시된다.

상기 (-)디옵터렌즈는 -2.0D를 사용할 수 있고, 상기 (+)디옵터렌즈는 +2.0D를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 플리퍼(flipper) 모드의 조절을 하지 않은 상태에서 (-)렌즈를 눈에 대면 상기 (-)렌즈는 상을 퍼지게 하여 망막에 맺힌 상은 상기 망막 뒤 쪽으로 맺히게 된다. 이 상태에서 또렷하게 보기 위해 수정체는 이에 대한 반작용으로 수정체가 두꺼워지도록 조절된다. 상기 플리퍼(flipper) 모드에 의해 상기 망막 뒤에 맺힌 상은 다시 망막 앞으로 당겨오게 된다.

제2실시예로, 상기 근-원거리 주시 모드는 근-원거리 주시를 위한 실사 영상 및 3D 그래픽 합성 기반의 이미지를 제작하여 실행하는 것으로, 실제 시표 및 거리에 대한 가상공간에서 상대적 사물의 크기 및 거리의 상대적 위치를 통해 안구 운동을 실시할 수 있다.

먼저, 상기 근-원거리 주시 모드는 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 가상의 공간에서 상기 사용자와 120inch 떨어진 거리에서 36pt 크기의 제2시표(20) 이미지를 제공하는 제1단계(S21)과 상기 가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 떨어진 거리에서 12pt 크기의 제2시표(20) 이미지를 제공하는 제2단계(S22)에 의해 순차적으로 상기 이미지를 출력하고, 상기 제1단계와 제2단계의 이미지가 기설정된 시간 동안 반복해서 출력한다.

상기 근-원거리 주시 모드를 통해 상기 제2시표(20)가 흐릿하거나 선명하게 보이도록 하여 상기 사용자의 수정체 및 안구 운동을 유도하게 되어 노안의 시기능을 증가시킨다.

제3실시예로, 상기 펜슬 푸쉬업(pencil push up) 모드는 상기 사용자 시각적 특성에 맞는 가상공간에서 물체의 이동 및 움직임 제어를 통해 안구의 운동을 유도하는 것으로, 가상의 공간상에 시표 즉, 펜슬에 사용자가 초점을 맞추어 상기 초점을 맞춘 펜슬을 압뒤로 밀고 당겨 조절근 훈련을 실시하는 것을 응용한다.

도 5에 나타난 바와 같이, 먼저 가상의 공간에서 상기 사용자가 제3시표(30) 이미지에 초점을 맞추고, 상기 사용자에게 상기 초점을 맞춘 제3시표(30) 이미지가 가까워지거나 멀어지도록 제공한다. 다만, 상기 제3시표(30)의 초점이 맺히는 거리는 사용자에 따라 달라지므로 하기에 설명할 내부동작 센서부에 의해 상기 초점이 맺히는 위치를 인식한다.

상기 펜슬 푸쉬업(pencil push up) 모드를 통해 눈을 모아 집중하는 운동을 실시할 수 있어 노안의 시기능을 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10. 제1시표
20. 제2시표
30. 제3시표
100. 머리장착형 영상장치(HMD)
S11. 제1실시예의 플리퍼(flipper) 모드에서 가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 거리에 시력검사표의 시력단위 0.4, 0.5, 0.6 시표 중 선택된 어느 하나의 이미지를 생성하는 제1단계
S12. 제1실시예의 플리퍼(flipper) 모드에서 상기 사용자에게 상기 선택된 시표지를 30초 내지 1분 동안 노출하여 상기 선택된 시표에 적응하는 제2단계
S13. 제2실시예의 플리퍼(flipper) 모드에서 상기 가상현실(VR) 이미지가 상기 제1단계(S11)와 제2단계(S12)를 순차적으로 출력되었을 때 상기 선택된 시표가 흐려 보일 때까지 상기 (-)디옵터렌즈 또는 (+)디옵터렌즈를 부가하는 제3단계
S21. 제2실시예의 근-원거리 주시 모드에서 가상의 공간에서 상기 사용자와 120inch 떨어진 거리에서 36pt 크기의 시표 이미지를 제공하는 제1단계
S22. 제2실시예의 근-원거리 주시 모드에서 상기 가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 떨어진 거리에서 12pt 크기의 시표 이미지를 제공하는 제2단계

Claims

노안 개선 치료를 위해 사용자가 안경형태로 착용하는 머리장착형 영상장치(HMD, 100)에 있어서,
상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)는,
가상현실(VR) 이미지를 출력하는 영상부;
상기 사용자의 안구에서 반사되는 광을 측정하는 내부동작 센서부;
게임용 엑츄에이터, PC 또는 모바일 앱 중 선택된 어느 하나 이상과 무선 송수신되어 상기 사용자의 안구 이외의 외부 동작을 인식하는 외부동작 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템.
제1항에 있어서,
상기 영상부에서 출력되는 가상현실(VR) 이미지는,
가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 거리에 시력단위 0.4, 0.5, 0.6 시표 중 선택된 어느 하나의 이미지를 생성한 후,
상기 사용자에게 상기 선택된 하나의 시표를 30초 내지 1분 동안 노출하여 상기 선택된 시표에 적응하는 것에 의해 순차적으로 상기 이미지가 출력되고,
상기 머리장착형 영상장치(HMD, 100)과 상기 사용자의 안구 사이에 (-)디옵터렌즈 또는 (+)디옵터렌즈를 더 마련하여,
상기 가상현실(VR) 이미지가 순차적으로 출력되었을 때 상기 선택된 시표가 흐려 보일 때까지 상기 (-)디옵터렌즈 또는 (+)디옵터렌즈를 부가하여 실행되는 것을 특징으로 하는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템.
제1항에 있어서,
상기 영상부에서 출력되는 가상현실(VR) 이미지는,
가상의 공간에서 상기 사용자와 120inch 떨어진 거리에서 36pt 크기의 시표 이미지를 제공한 후,
가상의 공간에서 상기 사용자와 18inch 떨어진 거리에서 12pt 크기의 시표 이미지를 제공하는 것에 의해 순차적으로 상기 이미지를 출력하고,
기설정된 시간 동안 반복해서 출력되는 것을 특징으로 하는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템.
제1항에 있어서,
상기 영상부에서 출력되는 가상현실(VR) 이미지는,
먼저 가상의 공간에서 상기 사용자가 시표 이미지에 초점을 맞추고, 상기 사용자에게 상기 초점을 맞춘 시표 이미지가 가까워지거나 멀어지도록 제공하는 것을 특징으로 하는 노안 시기능 조절력 인터페이스 시스템.