WO2010114306A2 - 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치 - Google Patents

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WO2010114306A2
WO2010114306A2 PCT/KR2010/001975 KR2010001975W WO2010114306A2 WO 2010114306 A2 WO2010114306 A2 WO 2010114306A2 KR 2010001975 W KR2010001975 W KR 2010001975W WO 2010114306 A2 WO2010114306 A2 WO 2010114306A2
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coordinate
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coordinate value
digital image
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PCT/KR2010/001975
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이규행
권오덕
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(주) 휴아이
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/11—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils
    • A61B3/111—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils for measuring interpupillary distance
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
    • A61B3/15—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing

Definitions

  • the present invention provides a parameter for precisely prescribing the spectacle frame and the lens according to the eye habits or face shape of the subject when the spectacle lens is prescribed in the optician for correcting visual refractive power.
  • a parametric measuring device for lens prescription is provided.
  • the present invention has been made to solve the above problems, more specifically, when the subject with a spectacle frame equipped with a ruler that provides a length standard is located in front of the body, gaze to look at near and far objects After the camera was taken, two cameras built in the device were photographed continuously in two directions, and the parameter measuring device for lens prescription was analyzed from a total of four digital images acquired by the camera. It aims to provide.
  • the parameter measuring device for lens prescription of the present invention for achieving the above object is a transparent mirror (12) is printed a point indicator that can be passed the long-range eye of the examinee 2 and the near eye can be fixed (12)
  • Main body 10 having a front surface; Located to the left and right of the mirror 12 so as to correspond to the eye height of the subject 2, while the left or right side of the face of the examinee corresponds to the eyes 22, 24 of the subject 2
  • Two cameras (14, 16) having at least one or more of said points (P1 to P17) for shooting as the first or second digital image of the digital image (20), respectively;
  • a driving unit 30 which is located inside the main body and provides power to control the vertical height of each of the cameras 14 and 16 by the control of the control unit 40;
  • a monitor 32 for providing an interface graphic for a user and outputting parameters for lens prescription calculated by the controller 40;
  • the controller 40 calculates the parameter and transmits the parameter to the monitor or the outside while calculating an Euler angle ( ⁇ , ⁇ , ⁇ )
  • the points (P1, P2, P4, P5, P6) arranged at the same interval on the front surface and utilized in the length scale, and formed on top of the point (P6) in the front center to provide three-dimensional length information It is characterized by including a ruler (70) attached to the spectacle frame of the subject 2 while having a point (P3).
  • the digital image 20 may include the first digital image or the first image in which the eye state in which the eyepiece 2 looks at a distance is photographed through the first or second cameras of the cameras 14 and 16, respectively.
  • the ruler 70 includes a Z axis formed in the vertical direction on the front surface and an XY plane formed on the front surface, and exhibits a (x, y, z) coordinate value having the point P6 as an origin.
  • a coordinate system is set up;
  • the cameras 14 and 16 include a Z axis formed in a direction perpendicular to the camera sensor surface, and an XY plane formed on the first camera sensor surface.
  • the first camera 14 of the cameras 14 and 16 is formed.
  • the second XYZ coordinate system representing the (X 0 , Y 0 , Z 0 ) coordinate value is set, and the second camera 16 of the cameras 14 and 16 is (X 0 ′, Y 0 ′, Z 0 ′).
  • a third XYZ coordinate system representing the coordinate value is set;
  • the cameras 14 and 16 are generated by moving the origin of the second XYZ coordinate system or the third XYZ coordinate system in parallel with the origin of the first XYZ coordinate system, and the (X, The first digital image corresponding to the Y, Z) coordinate value or the (X ′, Y ′, Z ′) coordinate value of the fifth XYZ coordinate system by the control of the camera controller 44 provided in the control unit 40.
  • each of the second digital images may be set and photographed.
  • the Euler angle calculator 46 provided in the control unit 40 is a (x 1 , 0,0) coordinate value of the points P1 and P3 which are preset among the (x, y, z) coordinate values. And (0,0, z 3 ) coordinate values of the point P3, (X, Y, Z) coordinate values, and (X 1 , Y 1 , Z 1 ) coordinate values of the points P1, P3 and Substituting the (X 3 , Y 3 , Z 3 ) coordinate value into [Equation 1] which is set in advance as a basic expression; The Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the points P1, P2, P3 on the digital image 20 may be calculated by Equations 2 to 4.
  • R- 1 ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) is,
  • the pupil distance calculating unit 48 provided in the control unit 40 is a (X, Y) coordinate value of the fourth XYZ coordinate system of the point (P7, P8, P9) or (X ', Y of the fifth XYZ coordinate system ') Coordinate value; And [Equation 5] and [Equation 6]; Through (X L , Y L ) coordinate values, (X ′ L , Y ′ L ) coordinate values, (X R , Y R ) coordinate values or (X ′ R , Y ′ R ) coordinate values, and ( X L , Y L ) coordinate values, the (X ′ L , Y ′ L ) coordinate values, the (X R , Y R ) coordinate values or the (X ′ R , Y ′ R ) coordinate values; And [Equation 1]; Calculate (x L ) or (x R ) and set x L to the Left Pupil Distance (LPD) of the parameters;
  • the turning angle calculation unit 50 included in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the fourth XYZ coordinate system of the points P4 and P5 or (X ′, Y ′) of the fifth XYZ coordinate system.
  • the vertex distance (VD) calculation unit 52 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values or the (X, Y) coordinate values of the fourth XYZ coordinate system on the original digital image of the points P10 and P11. (X ', Y') coordinate values of the fifth XYZ coordinate system; And "Equation 8" or [Equation 9]; Through (X LVD , Y LVD ) coordinate value, (X ′ LVD , Y ′ LVD ,) coordinate value, (X RVD , Y RVD ) coordinate value or (X ′ RVD , Y ′ RVD ) coordinate value, and (X LVD , Y LVD ) coordinate values, the (X ′ LVD , Y ′ LVD ) coordinate values, the (X RVD , Y RVD ) coordinate values or the (X ′ RVD , Y ′ RVD ) coordinate values; And [Equation 1]; (Z
  • the intimidpic angle calculation unit 54 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the fourth XYZ coordinate system on the original digital image of the points P12, P13, P14, and P15, or the first angle.
  • the face frame angle calculator 56 of the controller 40 is Or above Calculate B Z through the coordinate value of [Equation 1] and [Equation 1], and the face frame angle at which the two lens faces of the eyeglasses worn by the examinee among the parameters are formed through the B Z and [Equation 15].
  • FFA Face Frame Angle
  • the box operation unit 58 provided in the control unit 40, Calculating BOX A, the horizontal length of a rectangular parallelepiped that can surround the spectacle frame to which one of the parameters is fitted, through the coordinate value of Equation 16; remind Through the coordinate value of [Equation 17] and [Equation 17] characterized in that to calculate the BOX B which is the longitudinal length of the rectangular parallelepiped that can surround the spectacle frame in which one of the parameters is fitted.
  • the eye height calculation unit 60 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the point (P8, P9, P15, P17) of the fourth XYZ coordinate system or (X ', Y of the fifth XYZ coordinate system.
  • the rotation center point calculation unit 62 provided in the control unit 40 may determine the far pupil point, which is the pupil point of the far sight line, in the digital image 20 (Xf 8 , Yf 8 , Zf) of the fourth XYZ coordinate system. 8 ) a coordinate value or a (Xf 8 ′, Yf 8 ′, Zf 8 ′) coordinate value of the fifth XYZ coordinate system;
  • the near pupil point which is the pupil point of the near-field eye state, is the (Xn 8 , Yn 8 , Zn 8 ) coordinate value of the fourth XYZ coordinate system or the (Xn 8 ′, Yn) of the fifth XYZ coordinate system in the digital image 20.
  • FIG. 1 is a block diagram of a parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state of photographing a digital image according to a gaze state of distant or near vision through a parameter measuring device for lens prescription, which is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the ruler according to the parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side view of the ruler according to the parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention.
  • 5 to 8 is a view showing a digital image according to the parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a center of rotation of the parameters according to the parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a parameter measuring device for the lens prescription of an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view of the distance or near vision through the parameter measuring device for lens prescription of an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a state of photographing a digital image.
  • the present invention provides a main body having a transparent mirror 12 on which a point indicator is printed, through which a long-range eye can pass and a near eye can be fixed. 10); Located to the left and right of the mirror 12 so as to correspond to the eye height of the subject 2, while the left or right side of the face of the examinee corresponds to the eyes 22, 24 of the subject 2 Two cameras (14, 16) having at least one or more of said points (P1 to P17) for shooting as the first or second digital image of the digital image (20), respectively; A driving unit 30 which is located inside the main body and provides power to control the vertical height of each of the cameras 14 and 16 by the control of the control unit 40; A monitor 32 for providing an interface graphic for a user and outputting parameters for lens prescription calculated by the controller 40; The controller 40 calculates the parameter and transmits the parameter to the monitor or the outside while calculating an Euler angle ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) according to the coordinate value of the point measured on the digital image 20.
  • FIG. 3 is a front view of a ruler according to a parameter measuring apparatus for lens prescription, an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a side view of a ruler according to a parameter measuring apparatus for lens prescription, an embodiment of the present invention.
  • the ruler 70 is arranged at equal intervals on the front surface and is used as the length scale, and the points P1, P2, P4, P5, and P6, and the point (
  • a point providing unit 72 formed at an upper portion of P6 and provided with the point P3 capable of providing the three-dimensional length information; Located at the lower left and right sides of the point providing unit 72, the front hanger 76 and the rear hanger 78 to be caught on the front of the spectacle frame 4 and the rear of the spectacle frame 4 are in a "c" shape.
  • a mounting portion 74 formed to be mounted on the spectacle frame 4 of the examinee 2; It can be provided.
  • the ruler 70 is easily mounted on the spectacle frame 4, and the positions of the six points are clearly displayed and play an important role in determining the shooting distance and the magnification of the photographed image.
  • the points P1, P2, P4, P5, and P6 are preferably arranged at equal intervals to be utilized as the length scale.
  • the point P3 protrudes forward without being in the same plane as the other points P1, P2, P4, P5 and P6 in order to be utilized as the three-dimensional length information.
  • the driving unit 30 may adjust the height of the cameras 14 and 16 under the control of the driving unit control unit 42 provided in the control unit 40.
  • the monitor 32 may be formed as a touch monitor that realizes the maximum convenience of device operation, and is provided with a 15-inch touch screen for providing a graphic for a user interface for driving the present invention. Can be.
  • the digital image 20 includes the first digital image or the second image in which the eye gaze state of the eye of the examinee 2 is photographed through the first or second cameras of the cameras 14 and 16, respectively.
  • the operator of the present invention can watch the video of the subject 2 continuously displayed on the monitor 32 through the respective cameras 14 and 16 according to the eye state 22 and 24 of the subject 2.
  • An image of the gaze state 22 or the near-field gaze state 24 may be captured.
  • the near-field digital image is preferably photographed in a position in which the eye to eye gaze fixing target is located at about 300 mm in front of the eye level in the state in which the examinee 2 stands or sits naturally.
  • the ruler 70 has a Z-axis formed in the vertical direction on the front surface and an XY plane formed on the front surface to represent a (x, y, z) coordinate value having the point P6 as the origin.
  • the cameras 14 and 16 include a Z axis formed in a direction perpendicular to the camera sensor surface, and an XY plane formed on the first camera sensor surface.
  • the first camera 14 of the cameras 14 and 16 is formed.
  • the second XYZ coordinate system representing the (X 0 , Y 0 , Z 0 ) coordinate value is set, and the second camera 16 of the cameras 14 and 16 is (X 0 ′, Y 0 ′, Z 0 ′).
  • a third XYZ coordinate system representing the coordinate value can be set.
  • the cameras 14 and 16 are generated by moving the origin of the second XYZ coordinate system or the third XYZ coordinate system in parallel to the origin of the first XYZ coordinate system.
  • the first digital image corresponding to the Y, Z) coordinate value or the (X ′, Y ′, Z ′) coordinate value of the fifth XYZ coordinate system by the control of the camera controller 44 provided in the control unit 40.
  • each of the second digital images may be set and photographed.
  • the (X, Y, Z) coordinate value is set to a first digital image of the digital image 20 photographed by the first camera 14, and the (X ', Y', Z ') coordinate value is It may be set to a second digital image of the digital image 20 taken by the second camera.
  • the Euler angle calculator 46 provided in the control unit 40 is a (x 1 , 0,0) coordinate value of the points P1 and P3 which are preset among the (x, y, z) coordinate values. And (0,0, z 3 ) coordinate values of the point P3, (X, Y, Z) coordinate values, and (X 1 , Y 1 , Z 1 ) coordinate values of the points P1, P3 and (X 3 , Y 3 , Z 3 ) The coordinate values are substituted into [Equation 1], which is set in advance as the basic expression.
  • the Euler angle calculator 46 converts the Euler angles ⁇ , ⁇ , ⁇ to the points P1, P2, and P3 on the digital image 20 by [Equation 2] to [Equation 4]. Can be calculated.
  • R- 1 ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) is,
  • Equation 1 is the Euler Angle between the (X, Y, Z) coordinate value or the (X ', Y', Z ') coordinate value and the (x, y, z) coordinate value It may be set in advance in the Euler angle calculator 46 in relation to the.
  • the (x, y, z) coordinate values of the points P1 and P3 are measured in advance and provided to the Euler angle calculator 46.
  • the (X, Y, Z) coordinate values or the (X ′, Y ′, Z ′) coordinate values of the points P1 and P3 may be measured through the captured digital image 20.
  • the Euler angle calculator 46 has the Euler angles ⁇ , ⁇ , ⁇ of the first digital image as shown in FIG. 5 at (X 1 , Y 1 , Z 1 )
  • the coordinate value, (X 3 , Y 3 , Z 3 ) coordinate value, the (x 1 , 0,0) coordinate value and the (0,0, z 3 ) coordinate value is calculated through the following process .
  • Equation 2 The ⁇ is calculated through Equation 2 through a relational expression as shown in Equation 2.
  • the ⁇ and ⁇ may be calculated through the above Equation 3 and Equation 4.
  • the Euler angles ⁇ ′, ⁇ ′, ⁇ ′ formed in the second digital image are the (X ′, Y ′, Z) of the points P1, P2, P3 as shown in FIG. 6. ′) Can be calculated through coordinate values.
  • the Z-axis coordinates of the fourth XYZ coordinate system or the fifth XYZ coordinate system of the point photographed in the digital image 20 may include the Euler angles of the two original digital images and the near-digital digital image photographed with different visual directions. It can be obtained through the above [Equation 1].
  • the parameter may be calculated and output to the monitor 32, or sent to a lens processing plant online or to a lens processing machine in an optician, and used as data for processing the lens.
  • the pupil distance calculating unit 48 provided in the control unit 40 is a (X, Y) coordinate value of the fourth XYZ coordinate system of the point (P7, P8, P9) or (X ', Y of the fifth XYZ coordinate system ') Coordinate value; And [Equation 5] and [Equation 6]; Calculate the coordinate values (X L , Y L ), (X ′ L , Y ′ L ), (X R , Y R ), or (X ′ R , Y ′ R ).
  • the pupil distance calculating unit 48 includes the (X L , Y L ) coordinate value, the (X ′ L , Y ′ L ) coordinate value, the (X R , Y R ) coordinate value or the (X ′ R , Y ′ R ) coordinate value; And [Equation 1]; Through (x L ) or (x R ).
  • the pupil distance calculating unit 48 sets the x L to the Left Pupil Distance (LPD) of the parameters;
  • the x R is set to the right pupil distance (RPD) of the parameters.
  • the points P1 to P9 may be set to each of the first and second digital images and measured as the (X, Y, Z) coordinate values.
  • the Euler angle calculator 46 determines the Euler angles of the first and second digital images by ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) or ( ⁇ ′, ⁇ ′, through [Equation 2] to [Equation 4]. ⁇ ').
  • the left pupil distance (LPD) vector ( , ) And the Right Pupil Distance (RPD) ( , ) The coordinate values in the two-dimensional plane of the vector may be calculated through Equation 5 and Equation 6.
  • the calculated (X R , Y R , Z R ) coordinate value or the (X ′ R , Y ′ R , Z ′ R ) coordinate value is substituted into Equation 1, and the (x R , y R , z R ) Calculated as coordinate value.
  • the x L When x L is calculated through the digital image 20 photographing the gaze state of the distant eye, the x L becomes a Far Left Pupil Distance (FLPD) value of the left eye distance, and the eye state of the near eye When computed through the digital image 20 photographed, the left pupil distance of the left pupil distance (NLPD: Near Left Pupil Distance (NLPD) value).
  • FLPD Far Left Pupil Distance
  • NLPD Near Left Pupil Distance
  • the x R When x R is calculated through the digital image 20 photographing the gaze state of the distant eye, the x R becomes a Far Right Pupil Distance (FLPD) value of the right eye distance, and the eye state of the near eye. When calculated through the digital image 20 is taken to be the Near Right Pupil Distance (NLPD) value of the right pupil distance.
  • FLPD Far Right Pupil Distance
  • NLPD Near Right Pupil Distance
  • the turning angle calculation unit 50 included in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the fourth XYZ coordinate system of the points P4 and P5 or (X ′, Y ′) of the fifth XYZ coordinate system. Coordinate value; And [Equation 7]; Calculate the (X PD , Y PD ) coordinate value or (X ′ PD , Y ′ PD ) coordinate value.
  • the rotation angle calculation unit 50 rotates left and right of the subject's face photographed on the digital image 20 through the (X PD , Y PD ) coordinate value or the (X ′ PD , Y ′ PD ) coordinate value.
  • the up and down rotation angle or the left and right rotation angle may be calculated as follows through the [Equation 7] and the [Equation 1].
  • the pupil vector is a
  • the vertex distance (VD) calculation unit 52 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the fourth XYZ coordinate system on the original digital image of the points P10 and P11. Or a (X ', Y') coordinate value of the fifth XYZ coordinate system; And "Equation 8" or [Equation 9]; Calculate the coordinate values (X LVD , Y LVD ), (X ′ LVD , Y ′ LVD ,), (X RVD , Y RVD ) or (X ′ RVD , Y ′ RVD ).
  • the vertex distance calculating unit 52 may determine the (X LVD , Y LVD ) coordinate value, the (X ′ LVD , Y ′ LVD ) coordinate value, the (X RVD , Y RVD ) coordinate value, or the (X ′ RVD , Y ′ RVD ) coordinate value; And [Equation 1]; Compute (Z LVD ) or (Z RVD )
  • the vertex distance calculating unit 52 is a vertical vertex distance (LVD: Left Vertex Distance), which is a vertical distance from the corneal end point of the right eye to the curvature end point of the right eyeglass lens among the above parameters.
  • RVD right vertex distance
  • Equations 8 and 9 coordinate values of the four points P8, P9, P10, and P11 on the first and second circular digital images are expressed by Equations 8 and 9 as follows. It is calculated.
  • the value of LVD may be calculated as follows through Equation 10.
  • Equation (11) the value of the RVD is obtained through Equation (11).
  • the points P10 and P11 on the lens are preferably marked on the lens by matching an eye of the subject 2 manually by an optician in advance with an oil pen.
  • the intimidpic angle calculation unit 54 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values or the fifth XYZ of the fourth XYZ coordinate system on the original digital image of the points P12, P13, P14, and P15. (X ', Y') coordinate values of the coordinate system; And [Equation 12] or [Equation 13]; Calculate the coordinate values (A X , A Y ), (A ′ X , A ′ Y ), (B X , B Y ), or (B ′ X , B ′ Y ).
  • the dramacopic angle calculation unit 54 includes the (A X , A Y ) coordinate value, the (A ′ X , A ′ Y ) coordinate value, the (B X , B Y ) coordinate value or the (B ′ X , B ′ Y ) coordinate value; And [Equation 1]; Calculate (A Z )
  • the dramacopic angle calculation unit 54 calculates a PA (Pantascopic Angle), which is an angle indicating the degree of inclination of the glasses worn by the examinee with respect to a surface perpendicular to the surface of the parameter through Equation (14). can do.
  • PA Purplipic Angle
  • the value of PA is calculated as follows through Equation 12 or Equation 13 and Equation 1.
  • a z is calculated from the above determinant, and the PA value may be calculated through Equation 14.
  • the face frame angle calculator 56 of the controller 40 is Or above Coordinate value of; And [Equation 1]; Calculate B Z.
  • the face frame angle calculating unit 56 determines a face frame angle (FFA: Face Frame Angle) formed by the two lens surfaces of the glasses worn by the examinee among the parameters through the B Z and [Equation 15]. Can be calculated.
  • FFA Face Frame Angle
  • a determinant such as
  • the box operation unit 58 provided in the control unit 40, Using the coordinate value and [Equation 16] of the parameter to calculate the BOX A which is the horizontal length of the rectangular parallelepiped that can surround the spectacle frame to which one of the lens is fitted.
  • the box operation unit 58 is Using the coordinate value and [Equation 17] of the parameter to calculate the BOX B which is the longitudinal length of the rectangular parallelepiped that can surround the spectacle frame to which one of the lens is fitted.
  • the eye height calculation unit 60 provided in the control unit 40 includes (X, Y) coordinate values of the point (P8, P9, P15, P17) of the fourth XYZ coordinate system or (X ', Y of the fifth XYZ coordinate system. ') Coordinate value; And Equation 18 or Equation 19; Compute (L x , L y ) coordinate values, (L ′ x , L ′ y ) coordinate values, (R x , R y ) coordinate values, or (R ′ x , R ′ y ) coordinate values.
  • the eye height calculating unit 60 is the (L x , L y ) coordinate value, the (L ′ x , L ′ y ) coordinate value, the (R x , R y ) coordinate value or (R ′ x , R Y ) coordinate value; And [Equation 1]; Calculate L z , R z through
  • the eye height calculation unit 60 is L z or R z ; And [Equation 20] or [Equation 21];
  • the left eye height (LEH) which is the vertical distance from the bottom of the left spectacle frame to one point of the lens through which the left eye gaze passes, or from the bottom of the right spectacle frame to a point of the lens through which the right axis circular gaze passes
  • Right Eye Height (REH) which is the vertical distance.
  • the coordinate values of the points P8, P9, P15, and P17 are calculated as follows through Equation 17 or Equation 18 and Equation 1 below.
  • the L z and the R z are calculated from the above two determinants, and the value of the LEH or the REH is calculated through Equation 19 or Equation 20.
  • the rotation center point calculation unit 62 provided in the control unit 40 may determine the far pupil point, which is the pupil point of the far sight line, in the digital image 20 (Xf 8 , Yf 8 , Zf) of the fourth XYZ coordinate system. 8 ) Measured by a coordinate value or (Xf 8 ′, Yf 8 ′, Zf 8 ′) coordinate values of the fifth XYZ coordinate system.
  • the rotation center point calculating unit 62 sets the near pupil point, which is the pupil point of the near-field visual line state, in the digital image 20, the (Xn 8 , Yn 8 , Zn 8 ) coordinate value of the fourth XYZ coordinate system, or the fifth point. Measure with (Xn 8 ′, Yn 8 ′, Zn 8 ′) coordinate value of 5XYZ coordinate system.
  • the rotation center point calculating unit 62 calculates the Z coordinate value of the rotation center point (RC) among the parameters in which X and Y coordinate values coincide with the X and Y coordinate values of the circular pupil point. ].
  • the (Xf 8 , Yf 8 , Zf 8 ) coordinate values and the (Xn 8 , Yn 8 , Zn 8 ) coordinate values are photographed by the first and second cameras 14 and 16 as described above. Can be measured at (20).
  • the X, Y coordinate value of the rotation center point is preferably coincided with the X, Y coordinate value of the circular pupil point.
  • the information of the subject 2 is input and stored in the database provided in the present invention.
  • the ruler 70 is mounted on the spectacle frame 4 selected by the examinee 2 and worn by the examinee 2.
  • the user of the present invention while watching the monitor 32, by operating the drive unit 30 through the control unit 40, the subject 2 to the center of the image seen through the camera (14, 16) The center of the ruler 70 worn by the match to be matched.
  • Each of the cameras 14 and 16 allows the remote digital image and the near digital image of the subject 2 to be photographed.
  • the controller 40 calculates each of the parameters required for the lens design from the four photographed digital images 20.
  • the data of the above parameters are transmitted to the lens lab online.
  • the digital image 20, the spectacle frame 4 selected by the customer, and the information of the lens are transmitted to the service provider online.

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Abstract

본 발명은, 길이 표준을 제공해 주는 룰러를 거치한 안경테를 장착한 피검안자가 본체 앞에 위치해 있을 때, 근거리와 원거리 물체를 바라보도록 시선을 유도한 후, 그의 모습을 기기에 내장된 두 대의 카메라로 두 방향에서 연속 촬영하여 렌즈 처방에 필요한 매개변수를 카메라로 획득한 총 4개의 디지털이미지에서 분석하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 카메라를 사용하여 동공의 원용점과 근용점을 정확히 촬영하여 근용 PD와 원용 PD 등의 데이터뿐만 아니라 각 안구 회전 점을 추출함으로써 환자에게 처방할 렌즈를 정확하게 설계하는 효과가 있다.

Description

렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치
본 발명은 눈의 굴절력 이상을 가진 사람들이 시 굴절력을 교정하기 위하여 안경 렌즈를 안경원에서 처방받을 때, 피검안자의 시 습관이나 얼굴 형태 등에 따라 안경테와 렌즈를 정밀하게 처방받기 위한 매개변수를 제공하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 관한 것이다.
눈의 굴절력 이상을 가진 사람들은 시 굴절력을 교정하기 위하여 안경 렌즈를 안경원에서 처방받게 되는데, 지금까지는 환자의 눈이 가지는 굴절력 상태와 자각적인 증상만을 가지고 안경을 처방하여 왔지만 노안용으로 처방되고 있는 누진 렌즈와 같은 특수 렌즈의 출현 등으로 인하여 환자의 시 습관이나 얼굴 형태 등에 따라 안경테와 렌즈를 정밀하게 처방할 필요성이 증대되고 있다.
이에, 길이 스케일링(scaling)에 필요한 보조 기구물인 룰러(ruler)와 고 해상도의 CCD 카메라를 사용하여 여러 측정 파라미터를 안경테를 착용한 환자의 앞모습과 옆 모습을 연속하여 두 번 촬영한 이미지를 가지고 구하는 기술이 제안되고 있다. 하지만, 연속하여 앞모습과 옆 모습을 촬영해야 하는 단점이 있다.
또한, 고 해상도의 CCD 카메라 2대를 사용하여 서로 다른 각도에서 안경을 착용한 환자의 모습을 동시에 촬영하여 필요한 데이터를 제공하는 기술이 제안되고 있다. 하지만, 카메라에서 피측정자까지의 거리가 일정하게 고정되어야 한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 길이 표준을 제공해 주는 룰러를 거치한 안경테를 장착한 피검안자가 본체 앞에 위치해 있을 때, 근거리와 원거리 물체를 바라보도록 시선을 유도한 후, 그의 모습을 기기에 내장된 두 대의 카메라로 두 방향에서 연속 촬영하여 렌즈 처방에 필요한 매개변수를 카메라로 획득한 총 4개의 디지털이미지에서 분석하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치는, 피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와; 상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와; 상기 본체의 내측에 위치하고, 콘트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와; 사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 콘트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와; 상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 콘트롤부(40)와; 전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 디지털이미지(20)는, 상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와; 상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 룰러(70)에는, 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타내는 제1XYZ좌표계가 설정되고; 상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정되고; 상기 카메라(14,16)는, 상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는, 상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입하고; 상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-11
상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-13
이다.
[수학식 2]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-16
[수학식 3]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-18
[수학식 4]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-20
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는, 상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산하고, 상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산하고, 상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 5]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-23
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-24-1
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-24-2
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
[수학식 6]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-26
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
상기
Figure WO-DOC-FIGURE-27-1
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-27-2
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는, 상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산하고, 상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
Figure WO-DOC-FIGURE-28-1
) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌림각(λ2=
Figure WO-DOC-FIGURE-28-2
)을 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 7]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-30
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
상기
Figure WO-DOC-FIGURE-31-1
또는 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-31-2
는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는, 상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산하고, 상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연산하고, [수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고, [수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 8]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-34
[수학식 9]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-36
[수학식 10]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-38
[수학식 11]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-40
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는, 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산하고, 상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (Az,Bz)를 연산하고, [수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 12]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-43
[수학식 13]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-45
[수학식 14]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-47
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-48-1
또는 상기
Figure WO-DOC-FIGURE-48-2
의 좌표값 및 상기 [수학식 1]을 통해 BZ를 연산하고, 상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 15]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-50
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는, 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000027
의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산하고; 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000028
의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 16]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-53
[수학식 17]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-55
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는, 상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산하고, 상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산하고, 상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 18]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-58
[수학식 19]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-60
[수학식 20]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-62
[수학식 21]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-64
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는, 상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정하고; 상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정하고; X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 원용 물체와 근용 물체를 번갈아 보기위한 안구의 중심인 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 22]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-67
상기와 같은 본 발명에 따르면, 2개의 카메라를 사용하여 동공의 원용점과 근용점을 정확히 촬영하여 근용 LPD와 원용 LPD 등의 데이터뿐만 아니라 각 안구 회전 점을 추출함으로써 환자에게 처방할 렌즈를 정확하게 설계하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 통해 원거리주시 또는 근거리주시의 시선상태에 따른 디지털이미지를 촬영하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 측면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 디지털이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 매개변수 중 회전중심점을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치를 통해 원거리주시 또는 근거리주시의 시선상태에 따른 디지털이미지를 촬영하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은, 피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와; 상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와; 상기 본체의 내측에 위치하고, 콘트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와; 사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 콘트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와; 상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 콘트롤부(40)와; 전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를; 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예인 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치에 따른 룰러의 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 룰러(70)는, 전면에 같은 간격으로 배열되어 상기 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 상기 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)가 구비되는 포인트제공부(72)와; 상기 포인트제공부(72)의 좌우측 하부에 각각 위치하고, 상기 안경테(4)의 전방에 걸리는 전방걸이대(76)과 상기 안경테(4)의 후방에 걸리는 후방걸이대(78)가 "ㄷ" 자 형상으로 형성되어 상기 피검안자(2)의 안경테(4)에 거치되는 거치부(74)를; 구비할 수 있다.
상기 룰러(70)는 상기 안경테(4)에 쉽게 장착이 되고, 6개의 상기 포인트의 위치가 선명히 표시되어 촬영거리와 촬영된 이미지의 배율을 알아내는데 중요한 역할을 수행한다.
상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)는 상기 길이스케일로 활용되기 위해 같은 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.
상기 포인트(P3)는 상기 3차원 길이정보로 활용되기 위해 다른 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와 같은 평면에 있지 않고 앞쪽으로 튀어 나와 있는 것이 바람직하다.
상기 구동부(30)는 상기 콘트롤부(40)에 구비되는 구동부 제어부(42)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16)의 상하 높이를 조절할 수 있다.
상기 모니터(32)는 기기 작동 편리성이 최대한 구현된 터치 모니터로 형성될 수 있고, 본 발명을 구동하기 위한 사용자 인터페이스용 그래픽을 제공해 주는 15인치 터치스크린이 구비되어 연산 된 상기 매개변수가 출력될 수 있다.
상기 디지털이미지(20)는 상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와; 상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를; 포함할 수 있다.
본 발명의 운용자는 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 따라 각각의 카메라(14,16)를 통해 모니터(32)에 연속하여 디스플레이되는 피검안자(2)의 동영상을 보면서 원거리주시 시선상태(22) 또는 근거리주시 시선상태(24)의 이미지를 촬영할 수 있다.
상기 근용디지털이미지는 상기 피검안자(2)가 서거나 자연스럽게 앉은 상태에서 눈높이의 눈앞 약 300mm 정도에 위치해 있는 시선고정용타겟을 바라보는 자세로 촬영되는 것이 바람직하다.
상기 룰러(70)에는 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타내는 제1XYZ좌표계가 설정되고; 상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정될 수 있다.
상기 카메라(14,16)는, 상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영할 수 있다.
상기 (X,Y,Z)좌표값은 상기 제1카메라(14)로 촬영되는 상기 디지털이미지(20) 중 제1디지털이미지에 설정되고, 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값은 상기 제2카메라로 촬영되는 상기 디지털이미지(20) 중 제2디지털이미지에 설정될 수 있다.
상기 제2XYZ좌표계의 원점과 상기 제1XYZ좌표계의 원점이 일치되도록 피검안자(2)의 위치를 조절하면서 상기 디지털이미지(20)를 촬영하면, 상기 카메라(14,16)로부터 피검안자(2)의 거리가 일정한 값을 유지하고 상기 2카메라(16)의 정확한 배율을 알 수 있다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는, 상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입한다.
다음, 오일러각 연산부(46)는 상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산할 수 있다.
[수학식 1]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-95
상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-97
이다.
[수학식 2]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-100
[수학식 3]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-102
[수학식 4]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-104
상기 [수학식 1]은 상기 (X,Y,Z)좌표값 또는 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값 및 상기 (x,y,z)좌표값 사이의 오일러각(Euler Angle)과의 관계식으로 상기 오일러각 연산부(46)에 미리 설정될 수 있다.
상기 포인트(P1,P3)의 상기 (x,y,z)좌표값은 미리 측정되어 상기 오일러각 연산부(46)에 제공되는 것이 바람직하다.
상기 포인트(P1,P3)의 상기 (X,Y,Z)좌표값 또는 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값은 촬영된 상기 디지털이미지(20)를 통해 측정될 수 있다.
따라서, 상기 오일러각 연산부(46)는 상기 제1디지털이미지가 가지는 상기 오일러각(ψ,φ,θ)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값, (X3,Y3,Z3)좌표값, 상기 (x1,0,0)좌표값 및 상기 (0,0,z3)좌표값을 가지고 다음 과정을 통하여 연산한다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-109
두 번째 행렬식으로부터
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-111
와 같은 관계식이 연산과정을 거쳐 상기 [수학식 2]를 통해 상기ψ이 연산된다.
또한, 첫 번째 행렬식으로부터 다음 관계식을 유도될 수 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-114
상기 θ 및 상기 φ는 상기 [수학식 3] 및 상기 [수학식 4]를 통해 연산 될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2디지털이미지에 형성되는 상기 오일러각(ψ′,φ′,θ′)은 도 6에 도시된 바와 같은 상기 포인트(P1,P2,P3)의 상기 (X′,Y′,Z′)좌표값을 통해 연산 될 수 있다.
상기 디지털이미지(20) 내에 촬영된 상기 포인트의 상기 제4XYZ좌표계 또는 상기 제5XYZ좌표계의 Z축좌표는, 시선방향을 다르게 하여 촬영한 두 개의 상기 원용디지털이미지와 상기 근용디지털이미지의 상기 오일러각을 이용하여 상기 [수학식 1]을 통하여 구할 수 있다.
상기 매개변수는 연산되어 상기 모니터(32)에 출력될 수도 있고, 온라인을 통해 렌즈가공공장에 보내거나 안경원 내의 렌즈가공기에 전송되어, 상기 렌즈의 가공을 위한 데이터로 활용된다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는, 상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산한다.
다음, 동공거리 연산부(48)는 상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산한다.
다음, 동공거리 연산부(48)는 상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정한다.
[수학식 5]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-123
얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000045
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000046
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
[수학식 6]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-126
상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000048
는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000049
는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
상기 포인트(P1 내지 P9)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2디지털이미지 각각에 설정되어 상기 (X,Y,Z)좌표값으로 측정될 수 있다.
상기 오일러각 연산부(46)는 상기 제1 및 제2디지털이미지의 상기 오일러각을 상기 [수학식 2] 내지 [수학식 4]을 통해 (ψ,φ,θ) 또는 (ψ′,φ′,θ′)로 각각 구할 수 있다.
상기 제1 및 제2디지털이미지에서 상기 포인트(P1 내지 P9)의 상기 (X,Y,Z)좌표값을 이용하여, 상기 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance) 벡터(
Figure PCTKR2010001975-appb-I000050
,
Figure PCTKR2010001975-appb-I000051
) 및 상기 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)(
Figure PCTKR2010001975-appb-I000052
,
Figure PCTKR2010001975-appb-I000053
) 벡터의 2차원 평면에서의 좌표값은 상기 [수학식 5] 및 상기 [수학식 6]을 통해 연산될 수 있다.
연산 된 상기 (XL,YL,ZL)좌표값 또는 (X′L,Y′L,Z′L)좌표값은 상기 [수학식 1]에 대입되어,
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-132
상기 (xL,yL,zL)좌표값으로 연산된다.
연산 된 상기 (XR,YR,ZR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R,Z′R)좌표값은 상기 [수학식 1]에 대입되어 상기 (xR,yR,zR)좌표값으로 연산된다.
상기 xL은 원거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 좌측동공거리 중 원용좌측동공거리(FLPD: Far Left Pupil Distance) 값이 되고, 근거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 좌측동공거리 중 근용좌측동공거리(NLPD: Near Left Pupil Distance) 값이 된다.
상기 xR은 원거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 우측동공거리 중 원용우측동공거리(FLPD: Far Right Pupil Distance) 값이 되고, 근거리주시의 상기 시선상태를 촬영한 상기 디지털이미지(20)를 통해 연산되면 상기 우측동공거리 중 근용우측동공거리(NLPD: Near Right Pupil Distance) 값이 된다.
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는, 상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산한다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
다음, 돌림각 연산부(50)는 상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
Figure WO-DOC-FIGURE-138-1
) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌림각(λ2=
Figure WO-DOC-FIGURE-138-2
)을 연산할 수 있다.
[수학식 7]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-140
상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000058
또는 상기 는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
즉, 상기 상하돌림각 또는 상기 좌우돌림각은 상기 [수학식 7] 및 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산될 수 있다.
상기 동공벡터는,
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-144
로 연산된다.
다음, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는, 상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산한다.
다음, 꼭짓점거리 연산부(52)는 상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연산한다.
다음, 꼭짓점거리 연산부(52)는 [수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고, [수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산한다.
[수학식 8]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-150
[수학식 9]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-152
[수학식 10]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-154
[수학식 11]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-156
도 7에서와 같이, 상기 제1 및 제2원용디지털이미지 상의 4개의 상기 포인트(P8,P9,P10,P11)의 좌표값은 상기 [수학식 8] 및 [수학식 9]를 통해 하기와 같이 연산된다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-158
위의 행렬식으로부터 ZLVD를 구한 후, 상기 [수학식 10]을 통해 상기 LVD의 값이 하기와 같이 연산될 수 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-160
위와 같은 방법을 통하고, 상기 [수학식 11]을 통해 상기 RVD의 값이 구해진다.
이 경우, 렌즈 위의 상기 포인트(P10,P11)는 유성 펜으로 미리 안경사(optician)가 수동으로(manual) 상기 피검안자(2)의 눈을 일치시켜서 렌즈 위에 표시를 해 놓는 것이 바람직하다.
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산한다.
다음, 판타스코픽각 연산부(54)는 상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (AZ)를 연산한다.
다음, 판타스코픽각 연산부(54)는 [수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산할 수 있다.
[수학식 12]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-167
[수학식 13]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-169
[수학식 14]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-171
상기 원용디지털이미지의 상기 오일러각(ψ,φ,θ)의 연산값을 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이 직사각형(55)이 상기 원용디지털이미지 상에 투사(projection)된다.
상기 원용디지털이미지 상의 안경테(4)와 상기 직사각형(55)이 만나는 상하좌우의 점을 각각 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)로 설정된다.
이 경우, 상기 PA의 값은 상기 [수학식 12] 또는 상기 [수학식 13] 그리고 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산된다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-175
위의 행렬식으로부터 Az 이 연산되고, 상기 [수학식 14]를 통해 상기 PA 값을 연산할 수 있다.
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000071
또는 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000072
의 좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 BZ를 연산한다.
다음, 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산할 수 있다.
[수학식 15]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-180
상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000074
또는 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000075
를 이용하여 상기 FFA 값을 하기와 같이 연산할 수 있다.
먼저, 상기 [수학식 1]을 통해,
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-183
와 같은 행렬식이 연산된다.
위의 행렬식으로부터 상기 Bz을 연산한 후, 상기 [수학식 15]을 통해 상기 FFA 값을 얻는다.
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는, 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000077
의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산한다.
다음, 박스 연산부(58)는 상기
Figure PCTKR2010001975-appb-I000078
의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산한다.
[수학식 16]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-189
[수학식 17]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-191
상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는, 상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을; 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산한다.
다음, 눈높이 연산부(60)는 상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산한다.
다음, 눈높이 연산부(60)는 상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산한다.
[수학식 18]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-196
[수학식 19]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-198
[수학식 20]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-200
[수학식 21]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-202
상기 포인트(P8,P9,P15,P17)의 좌표값은 상기 [수학식 17] 또는 상기 [수학식 18] 그리고 상기 [수학식 1]을 통해 하기와 같이 연산된다.
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-204
위의 두 행렬식으로부터 상기 Lz와 상기 Rz 가 연산되고, 상기 [수학식 19] 또는 상기 [수학식 20]을 통해 상기 LEH 또는 상기 REH의 값이 연산된다.
상기 콘트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는, 상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정한다.
다음, 회전중심점 연산부(62)는 상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정한다.
다음, 회전중심점 연산부(62)는 X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산한다.
[수학식 22]
[규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
Figure WO-DOC-FIGURE-210
상기 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값과 상기 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값은 상술한 바와 같이 상기 제1및제2카메라(14,16)를 통해 촬영되는 상기 디지털이미지(20)에서 측정될 수 있다.
도 9에서와 같이, 상기 회전중심점의 상기 X, Y 좌표값은 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 작동과정을 이하 설명한다.
상기 피검안자(2)의 정보를 입력하여, 본 발명에 구비되는 데이터베이스에 저장한다.
다음, 상기 피검안자(2)가 선택한 상기 안경테(4)에 상기 룰러(70)를 장착하고, 상기 피검안자(2)에게 착용시킨다.
본 발명의 사용자는 상기 모니터(32)를 보면서, 상기 콘트롤부(40)를 통해 상기 구동부(30)를 작동시켜, 상기 카메라(14,16)를 통해 보이는 이미지의 중심에 상기 피검안자(2)가 착용한 상기 룰러(70)의 중심이 매칭되도록 한다.
각각의 상기 카메라(14,16)를 통해 상기 피검안자(2)의 상기 원용디지털이미지 및 상기 근용디지털이미지가 촬영되게 한다.
촬영된 총 4장의 상기 디지털이미지(20)로부터 상기 렌즈 설계에 필요한 각각의 상기 매개변수를 상기 콘트롤부(40)를 통해 연산한다.
렌즈 Lab에 온라인으로 상기 매개변수의 데이터를 전송한다.
렌즈추출과 설계 서비스를 이용하는 경우에는, 총 4장의 상기 디지털이미지(20)와 고객이 선택한 안경테(4)와 상기 렌즈의 정보를 서비스 제공업체에 온라인으로 전송한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.

Claims (12)

  1. 피검안자(2)의 원거리 시선의 통과가 가능하고 근거리 시선이 고정될 수 있는 점 시표가 인쇄된 투명 거울(12)을 전면에 구비하는 본체(10)와;
    상기 피검안자(2)의 눈높이에 대응하도록 상기 거울(12)의 좌우에 위치하고, 상기 피검안자의 상기 얼굴의 좌 또는 우측을, 상기 피검안자(2)의 시선상태(22,24)에 대응하면서 다수의 포인트(P1 내지 P17) 중 적어도 하나 이상의 상기 포인트를 구비하여 디지털이미지(20) 중 제1 또는 제2디지털이미지로 각각 촬영하는 2대의 카메라(14,16)와;
    상기 본체의 내측에 위치하고, 콘트롤부(40)의 제어에 의해 상기 카메라(14,16) 각각의 상하 높이를 조절할 수 있는 동력을 제공하는 구동부(30)와;
    사용자를 위한 인터페이스 그래픽을 제공하고, 상기 콘트롤부(40)에서 연산 된 렌즈처방을 위한 매개변수를 출력하는 모니터(32)와;
    상기 디지털이미지(20) 상에서 측정되는 상기 포인트의 좌표값에 따른 오일러각(Euler Angle)(ψ,φ,θ)을 연산하면서 상기 매개변수를 연산하여 상기 모니터 또는 외부로 전송하는 상기 콘트롤부(40)와;
    전면에 같은 간격으로 배열되어 길이스케일로 활용되는 상기 포인트(P1,P2,P4,P5,P6)와, 전면 중앙의 상기 포인트(P6)의 상부에 형성되어 3차원 길이정보를 제공할 수 있는 상기 포인트(P3)를 구비하면서 상기 피검안자(2)의 안경테에 장착되는 룰러(ruler)(70)를; 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털이미지(20)는
    상기 피검안자(2)가 원거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 카메라(14,16)의 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 원용디지털이미지 중 제1 또는 제2원용디지털이미지와;
    상기 피검안자(2)가 근거리를 주시하는 상기 시선상태가 상기 제1 또는 제2카메라를 통해 각각 촬영된 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 대응하는 근용디지털이미지 중 제1 또는 제2근용디지털이미지를; 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 룰러(70)에는 전면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 전면에 형성되는 XY평면으로 구성되어 상기 포인트(P6)를 원점으로 하는 (x,y,z)좌표값을 나타내는 제1XYZ좌표계가 설정되고;
    상기 카메라(14,16)에는 카메라센서 면에 수직방향으로 형성되는 Z축과, 상기 제1카메라센서 면에 형성되는 XY평면으로 구성되어, 상기 카메라(14,16) 중 제1카메라(14)에는 (X0,Y0,Z0)좌표값을 나타내는 제2XYZ좌표계가 설정되고, 상기 카메라(14,16) 중 제2카메라(16)에는 (X0′,Y0′,Z0′)좌표값을 나타내는 제3XYZ좌표계가 설정되고;
    상기 카메라(14,16)는,
    상기 제2XYZ좌표계 또는 상기 제3XYZ좌표계의 원점을 상기 제1XYZ좌표계의 원점으로 평행이동하여 생성되는, 상기 룰러(70)를 기준으로 한 제4XYZ좌표계의 (X,Y,Z)좌표값 또는 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′,Z′)좌표값을, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 카메라 제어부(44)의 제어에 의해 대응하는 상기 제1디지털이미지 또는 상기 제2디지털이미지에 각각 설정하여 촬영하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치.
  4. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 3항에 있어서, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 오일러각 연산부(46)는, 상기 (x,y,z)좌표값 중 미리 설정되어 있는 상기 포인트(P1,P3)의 (x1,0,0)좌표값 및 상기 포인트(P3)의 (0,0,z3)좌표값과, 상기 (X,Y,Z)좌표값 상기 포인트(P1,P3)의 (X1,Y1,Z1)좌표값 및 (X3,Y3,Z3)좌표값을, 기본식으로 미리 설정되는 [수학식 1]에 대입하고; 상기 디지털이미지(20) 상에서 상기 포인트(P1,P2,P3)에 대한 상기 오일러각(ψ,φ,θ)을 [수학식 2] 내지 [수학식 4]으로 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 1]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1004
    상기 R-1(ψ,φ,θ)은,
    Figure WO-DOC-FIGURE-1004-1
    이다. [수학식 2]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1004-3
    [수학식 3]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1004-4
    [수학식 4]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1004-5
  5. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 동공거리 연산부(48)는, 상기 포인트(P7,P8,P9)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 5] 및 [수학식 6]을; 통해 (XL,YL)좌표값, (X′L,Y′L)좌표값, (XR,YR)좌표값 또는 (X′R,Y′R)좌표값으로 연산하고, 상기 (XL,YL)좌표값, 상기 (X′L,Y′L)좌표값, 상기 (XR,YR)좌표값 또는 상기 (X′R,Y′R)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (xL) 또는 (xR)로 연산하고, 상기 xL을 상기 매개변수 중 좌측동공거리(LPD: Left Pupil Distance)로 설정하고; 상기 xR을 상기 매개변수 중 우측동공거리(RPD: Right Pupil Distance)로 설정하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 5]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1005-1
    얼굴 수직 중심선에서 좌측동공중심까지의 수직거리인 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000093
    는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 얼굴 수직 중심선에서 우측동공중심까지의 수직거리인 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000094
    는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다. [수학식 6]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1005-2
    상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000096
    는 상기 좌측동공거리에 대응하는 벡터이고, 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000097
    는 상기 우측동공거리에 대응하는 벡터이다.
  6. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 돌림각 연산부(50)는, 상기 포인트(P4,P5)의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 7]을; 통해 (XPD,YPD)좌표값 또는 (X′PD,Y′PD)좌표값으로 연산하고, 상기 (XPD,YPD)좌표값 또는 상기 (X′PD,Y′PD)좌표값을 통해 상기 디지털이미지(20)에 촬영된 피검안자얼굴의 좌우돌림 또는 상하돌림에 대한 정도를 나타내는 상기 매개변수 중 상하돌림각(λ1=
    Figure WO-DOC-FIGURE-1006-1
    ) 또는 상기 매개변수 중 좌우돌림각(λ2=
    Figure WO-DOC-FIGURE-1006-2
    )을 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 7]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1006-3
    상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000101
    또는 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000102
    는 상기 피검안자동공이 상기 디지털이미지(20)에서 측정되는 동공벡터이다.
  7. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 꼭짓점거리(VD: Vertex Distance) 연산부(52)는, 상기 포인트(P10 과 P11)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 "[수학식 8] 또는 [수학식 9]"를; 통해 (XLVD,YLVD)좌표값, (X′LVD,Y′LVD,)좌표값, (XRVD,YRVD)좌표값 또는 (X′RVD,Y′RVD)좌표값으로 연산하고, 상기 (XLVD,YLVD)좌표값, 상기 (X′LVD,Y′LVD)좌표값, 상기 (XRVD,YRVD)좌표값 또는 상기 (X′RVD,Y′RVD)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (ZLVD) 또는 (ZRVD)를 연산하고, [수학식 10]을 통해 상기 매개변수 중 우측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 우측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 우측꼭지점거리(LVD: Left Vertex Distance)를 연산하고, [수학식 11]를 통해 상기 매개변수 중 좌측 눈의 각막 끝점(첨점)에서 좌측 안경렌즈의 곡률 끝점까지의 수직거리인 좌측꼭지점거리(RVD: Right Vertex Distance)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 8]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1007-1
    [수학식 9]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1007-2
    [수학식 10]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1007-3
    [수학식 11]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1007-4
  8. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 콘트롤부(40)에 구비되는 판타스코픽각 연산부(54)는 상기 포인트(P12,P13,P14,P15)의 상기 원용디지털이미지 상의 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 12] 또는 [수학식 13]을; 통해 (AX,AY)좌표값, (A′X,A′Y)좌표값, (BX,BY)좌표값 또는 (B′X,B′Y)좌표값으로 연산하고, 상기 (AX,AY)좌표값, 상기 (A′X,A′Y)좌표값, 상기 (BX,BY)좌표값 또는 상기 (B′X,B′Y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 (Az,Bz)를 연산하고, [수학식 14]를 통해 상기 매개변수 중 지표면에 수직인 면에 대하여 피검안자가 착용한 안경이 어느 정도 기울어 졌는지를 나타내는 각도인 PA(Pantascopic Angle)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 12]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1008-1
    [수학식 13]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1008-2
    [수학식 14]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1008-3
  9. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 8항에 있어서, 상기 콘트롤부(40)에 구비되는 얼굴프레임각 연산부(56)는 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000110
    또는 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000111
    의 좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 BZ를 연산하고, 상기 BZ과 [수학식 15]를 통해 상기 매개변수 중 피검안자가 착용한 안경의 두 렌즈면이 서로 이루는 각인 얼굴프레임각(FFA: Face Frame Angle)을 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 15]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1009
  10. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 8항에 있어서, 상기 콘트롤부(40)에 구비되는 박스 연산부(58)는, 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000113
    의 좌표값과 [수학식 16]를 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 가로 길이인 BOX A를 연산하고; 상기
    Figure PCTKR2010001975-appb-I000114
    의 좌표값과 [수학식 17]을 통해 상기 매개변수 중 렌즈 하나가 끼워지는 안경테를 둘러 쌓을수 있는 직육면체의 세로 길이인 BOX B를 연산하는 것을 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 16]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1010-1
    [수학식 17]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1010-2
  11. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 컨트롤부(40)에 구비되는 눈높이 연산부(60)는, 상기 포인트(P8,P9,P15,P17) 상기 제4XYZ좌표계의 (X,Y)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (X′,Y′)좌표값; 및 [수학식 18] 또는 [수학식 19]을; 통해 (Lx,Ly)좌표값, (L′x,L′y)좌표값, (Rx,Ry)좌표값 또는 (R′x,R′y)좌표값을 연산하고, 상기 (Lx,Ly)좌표값, 상기 (L′x,L′y)좌표값, 상기 (Rx,Ry)좌표값 또는 상기 (R′x,R′y)좌표값; 및 상기 [수학식 1]을; 통해 Lz, Rz를 연산하고, 상기 Lz 또는 Rz; 및 [수학식 20] 또는 [수학식 21]을; 통해 상기 매개변수 중 좌측 안경테 밑부분에서 좌측 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 좌측눈높이(LEH: Left Eye Height) 또는 우측 안경테 밑부분에서 우축 원용시선이 지나가는 렌즈의 한 지점까지의 수직거리인 우측눈높이(REH: Right Eye Height)를 연산하는 것을, 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 18]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1011-1
    [수학식 19]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1011-2
    [수학식 20]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1011-3
    [수학식 21]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1011-4
  12. [규칙 제26조에 의한 보정 16.04.2010]　
    제 4항에 있어서, 상기 콘트롤부(40)에 구비되는 회전중심점 연산부(62)는, 상기 원거리주시 시선상태의 동공점인 원용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xf8,Yf8,Zf8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xf8′,Yf8′,Zf8′)좌표값으로 측정하고; 상기 근거리주시 시선상태의 상기 동공점인 근용동공점을 상기 디지털이미지(20)에서 상기 제4XYZ좌표계의 (Xn8,Yn8,Zn8)좌표값 또는 상기 제5XYZ좌표계의 (Xn8′,Yn8′,Zn8′)좌표값으로 측정하고; X, Y 좌표값이 상기 원용동공점의 상기 X, Y 좌표값과 일치되는 상기 매개변수 중 원용 물체와 근용 물체를 번갈아 보기위한 안구의 중심인 회전중심점(RC: Rotation Center)의 Z좌표값을 [수학식 22]을 통해 연산하는 것을; 특징으로 하는 렌즈처방을 위한 매개변수 측정장치. [수학식 22]
    Figure WO-DOC-FIGURE-1012
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