KR20230059330A - Vr을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기를 이용한 시력검사 및 머신러닝 기반의 안경 렌즈의 도수 설정, 안경 주문제작 및 배송에 관한 것이다. 이는 흔히 안경점에서 시력검사로 이용하는 자동굴절검사기의 부정확한점을 머신러닝을 사용하여 개선하는데 목적을 가지고 있다. 자동굴절검사부, 좌,우 안부, 중앙처리부, 인터페이스부로 구성된다. 또한 본 발명은 시력측정대상자에게 정확한 진단을 제공할 수 있고, 시력측정대상자가 직접 안경 시제품을 착용, 커스터마이징하고 안경테의 제작, 운송을 손쉽게 해결할 수 있다.

Description

VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법{Machine learning-based eyeglasses ordering devices and methods with VR}

본 발명은 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 VR을 이용한 시력검사 및 머신러닝 기반의 안경 렌즈의 도수 설정, 안경 주문 제작 및 배송에 관한 것이다.

기존에 시력측정대상자가 출력된 이미지를 사전에 확인하여 안경 렌즈를 착용했을 때의 교정시력정보를 사전에 확인하여 안경 렌즈를 착용했을 때의 교정시력을 체험할 수 있게 해 본인에게 가장 적합한 렌즈를 선택할 수 있도록 하는 선행연구가 있었으나, 이처럼 단순히 시력측정대상자가 안경 렌즈의 도수를 체험해보며 비교하는 방법은 안경 렌즈의 도수를 제대로 파악할 수 없고, 전문가의 진단이 반영되지 않아 시력측정대상자의 안구가 손상될 우려가 있다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 본 발명은 자동굴절검사를 이용해 시력측정대상자의 시력을 측정하고 머신러닝에 기반한 적합한 안경 렌즈의 도수 추천으로 더 높은 정확성과 안전성을 기대할 수 있다.

안경 처방을 위한 눈 검사는 굴절검사와 시력검사를 동시에 한다. 굴절검사에는 다양한 종류가 있지만, 그 중 검사기기를 이용하는 타각적굴절검사는 자동기기의 측정값을 해석하는 자동굴절검사, 검사자가 검영기를 통해 눈의 도수를 직접 판단하는 수동굴절검사로 나뉜다. 보통 일반 병원이나 안과에서 하는 시력측정은 두 검사를 모두 동반해 오차를 최소한으로 줄인다.

기존 안경점에서 사용되고 있는 자동굴절검사기(ARK)는 눈 속에 빛을 비추어서 반사되어 나오는 빛을 관찰하는 방법이다. 망막을 거울이라고 생각하면, 눈 속에 가득 찬 빛이 망막에서 반사되어 동공을 통해 나오는데 이때 눈의 굴절이상 도수에 따라 초점을 맺는 위치가 다른 점을 이용한 것이다. 눈 속에서 반사되어 나오는 빛이 초점으로 맺히는 위치를 검사하면, 역으로 눈으로 들어간 빛이 초점으로 맺히는 위치를 알 수 있고 이 초점 위치에 따라 눈의 굴절률이 결정되는 것이다.

가상현실은 현실과 분리된 컴퓨터가 만든 가상공간 안에서 주변을 인식하는 동적 기술과 디스플레이를 활용해, 사람 오감을 자극하여 현실과 유사한 체험을 가능케 하는 새로운 가상 환경을 만드는 기술이다. 가상현실을 만들기 위해서 좌우 양안 시차가 있는 이미지를 광학 엔진과 디스플레이를 통해 구현한다. 두 눈동자는 약 6~6.5cm 떨어져 있어 같은 사물이라도 두 눈이 보는 각도와 거리가 조금씩 달라진다. 이 각도 차이, 거리 차 폭주 등에 따라 원근감을 느끼게 된다. 이와 같은 원리를 이용하면 2차원 평면의 이미지를 3차원 입체로 착각하게 만들 수 있다. 2~3인치 크기의 고해상도 디스플레이에서 이미지를 표현하고, 광학 엔진을 이용하여 이미지를 투사해 원거리에 100인치 이상의 가상스크린과 90도 이상의 넓은 시야각을 갖는 허상 이미지를 시력측정대상자에게 제공하는 기술이다.

머신러닝은 빅데이터로부터의 학습을 통해 작업을 수행하는 방법을 컴퓨터에 가르치는 것이다. 본 발명은 머신러닝 중 지도 학습 알고리즘을 사용해 기존에 병원 또는 안과에서 측정한 도수 데이터를 적용해 본 장치를 통해 측정한 시력측정대상자의 시력 데이터를 분석해 적합한 안경 렌즈의 도수를 추천한다.

하지만 ARK는 눈의 굴절률에 따라 초점 맺히는 위치가 다른 원리를 이용하기 때문에 만 7세 미만이나, 원시, 약시의 해당자들에게는 부정확도가 50%까지 나타난다. 더불어 시력측정대상자들이 검사했을 때 측정된 시력에 해당한 안경을 착용했을 때 이질감을 느끼는 경우도 종종 발생한다. 이러한 상황은 머신러닝을 통해 반복적인 학습을 하고 VR을 통해 간접적으로 안경을 착용해볼 수 있다면 개선될 수 있다고 생각한다.

한국 등록특허공보 제10-2016-0146340호 (2016.11.04.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안과나 안경점에서 자동굴절검사를 통해 얻은 적합한 안경 렌즈의 도수와 그 값을 바탕으로 병원이나 안과에서 시력측정대상자가 진단받은 안경렌즈의 도수, 이 두 가지 종류의 데이터를 이용해 머신러닝 모델을 개발한다. 이후 시력측정대상자가 자동굴절검사를 통해 구한 데이터를 머신러닝 모델에 대입해 시력측정대상자에게 적합한 안경 렌즈의 도수를 구한다. 이러한 결괏값을 바탕으로 한 안경 렌즈를 가지고 안경 커스터마이징, 배송 과정을 거친다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본체 내부에 존재하여 시력측정대상자의 좌우 시력 데이터를 측정하는 좌안 센서;와 우안 센서; 상기 좌안 센서와 우안 센서에서 받아들인 정보를 머신러닝을 기반으로 처리하여 적절한 도수를 계산하는 자동굴절검사부; 계산한 데이터를 전송하는 전송부; 구성요소들의 정보를 처리하는 중앙처리부; 상기 본체와 연결되어 머리에 착용하는 등의 용도로 사용하는 밴드 형태의 걸림부;로 이루어져 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기를 착용하여 시력측정대상자의 나안 시력, 교정 시력을 측정하는 단계; 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기에서 얻은 정보를 전달받아 적합한 안경의 도수를 계산하는 단계; 어플리케이션을 통해 안경테, 코받침 등의 안경의 구성 요소를 기호에 맞게 꾸미는 단계; 시력측정대상자가 주문한 안경을 제작하는 단계; 안경을 배송하는 단계;로 구성된다.

본 발명에 따르면 자동굴절검사부에서 측정된 결과를 바탕으로 머신러닝 모델을 사용하여 시력측정대상자에게 정확한 진단을 제공할 수 있다. 더불어, VR 인터페이스부에서 직접 안경 시제품을 착용, 커스터마이징하고 소프트웨어 인터페이스부에서 안경테의 제작, 운송의 일련 과정을 손쉽게 해결할 수 있다.

도 1는 일 실시예에 따른 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법을 설명하기 위한 VR 기기의 후방 입체도이다.
도2은 일 실시예에 따른 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법을 설명하기 위한 VR 기기의 전방 입체도이다.
도3는 일 실시예에 따른 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법에서 스마트폰으로 커스터마이징 및 주문하고 있는 화면을 나타내고 있는 입체도이다.
도 4은 일 실시예에 따른 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법을 순서대로 도시한 플로우차트이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기의 앞에 부착되어 시력측정대상자의 안구의 이상을 확인하는 용도의 자동굴절검사부(10)와 이와 연결되어 각각 왼쪽, 오른쪽 안구의 시력을 측정하는 좌안부(20), 우안부(30)와 시력측정대상자의 시력 데이터를 머신러닝 모델로 프로세싱해 시력측정대상자에게 적합한 안경의 도수를 구하고 이를 디바이스에 전달하는 중앙처리부(40), 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기를 시력측정대상자에게 편리하도록 고정하는 걸림부(50), 시력측정대상자에게 어플리케이션을 통해 안경알 모양, 안경테, 코받침 등 안경의 구성요소를 커스터마이징, 구매 등의 서비스를 제공하는 소프트웨어 인터페이스부(61), 안경을 가상현실을 통해 시착용하는 서비스를 제공하는 VR 인터페이스부(62)를 포함한 인터페이스부(60)로 이루어진다.

본 발명에서의 일 실시예에 따른 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기를 이용한 시력측정 시스템은 안경을 교체하고 싶은 시력측정대상자나 정기적으로 시력검사가 필요한 시력측정대상자들이 손쉽게 사용 할 수 있도록 한다. 시력측정대상자들은 자동굴절검사부(10)가 탑재된 VR기기를 착용하고 자동굴절검사부(10)를 이용하여 검사를 진행한다. 측정이 끝나게 되면 검사 데이터를 바탕으로 중앙처리부(40)에서 머신러닝을 통해 조정된 적합한 안경렌즈 도수를 인터페이스부(60)에 전달한다. 이를 바탕으로 시력측정대상자는 소프트웨어 인터페이스부(61)과 VR 인터페이스부(62)에서 커스터마이징을 실시한다. 이후 배송과정을 거쳐서 자신의 시력측정 결과를 바탕으로한 안경이 배송된다.

다음으로, 자동굴절검사부(10)가 탑재된 VR 기기에 대한 설명이다. 걸림부(50)를 머리 뒤에 걸고 좌안부(20)과 우안부(30)가 각각 왼쪽, 오른쪽 눈에 오도록 VR 기기를 착용한다. 다음으로 시력측정대상자가 VR 기기의 전원을 켜고, 주어지는 메뉴얼에 따라 눈을 깜빡이며 VR 인터페이스부(62)를 응시한다. 이 때, 자동굴절검사부(10)에서 자동굴절검사를 실시해 구한 양쪽 눈의 시력 데이터를 중앙처리부(40)에 전달한다. 중앙처리부(40)에선 받은 데이터를 머신러닝 모델을 통해 프로세싱해 시력측정대상자에게 적합한 안경 렌즈 도수 데이터를 구하고 이를 디바이스의 소프트웨어 인터페이스부(61)로 전달한다. 시력측정대상자는 자신의 기호에 맞게 안경을 커스터마이징해서 VR 인터페이스부(62)를 통해 직접 커스터마이징한 안경을 가상현실을 통해 미리 착용해보고 이를 구매할지 말지 결정할 수 있다. 만약 사용자가 안경을 구매할 경우, 사용자가 원하는 디자인의 안경을 제작해서 배송한다. 위와 같은 과정을 통해, 사용자는 자신이 원하는 디자인의 안경을 편하게 받아 착용할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것이며 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다. 본 발명의 권리범위는 이하의 특허 청구 범위의 기재에 의하여 정하여 져야 할 것이다.

10: 자동굴절검사부.
20: 좌안부.
30: 우안부.
40: 중앙처리부.
50: 걸림부.
60: 인터페이스부.
61: 소프트웨어 인터페이스부.
62: VR 인터페이스부.

Claims (1)

1. 자동굴절검사부가 탑재된 VR 기기에 있어서
   좌우 안구의 시력 정보를 수집하는 좌안부와 우안부; 상기 좌안부와 우안부에서 수집된 시력정보를 바탕으로 눈의 초점거리로 대표되는 시력정보 데이터를 만드는 자동굴절검사부; 시력 정보 데이터를 기반으로 머신러닝 모델을 통해 시력측정대상자에게 적합한 안경의 도수를 구하고 디바이스에 전달하는 중앙처리부; 시력측정대상자가 착용하는데 사용하는 걸림부; 로 이루어진 VR기기와 안경 주문 제작 시스템에 있어서 상기 VR기기에서 얻은 정보를 디바이스로 전송하는 단계; 디바이스에서 어플리케이션을 통해 안경알 모양, 안경테, 코받침 등 안경의 구성요소를 VR 인터페이스부로 커스터마이징하는 단계;
   어플리케이션을 통해 주문한 안경을 제작하고, 배송하는 소프트웨어 인터페이스부를 이용하는 단계;로 이루어진 안경 주문제작 시스템
   으로 구성되는 것을 특징으로하는 VR을 이용한 머신러닝 기반 안경 주문 장치 및 방법

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